盐胁迫对茄苗的影响及利用ACC脱氨酶活性菌株DW1提高茄苗的耐盐性

论文摘要

本论文以浙江省上虞市海涂土壤和茄子为研究材料，综合运用传统及现代分子生物学手段，全面探讨了盐胁迫对植物根际土壤的酶活性及茄子苗生理生化方面的影响，并筛选分离到一株具有ACC（1-氨基环丙烷1-羧酸）脱氨酶活性的菌株，通过菌株对茄子种子的处理，研究其对茄子耐盐性的影响。研究表明：1、在0-0.3％NaCl处理范围内，盐胁迫抑制了茄苗根系土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性。虽然对于不同的的茄子品种，影响的效果不完全一致，但超过一定盐浓度，盐胁迫都抑制了根系土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性。当盐浓度达到最高时，这三种酶的活性均为最低值。通过回归分析发现土壤中过氧化氢酶的活性与盐浓度之间有较大的相关水平。2、本研究从茄苗根际土壤中分离到一株具有ACC脱氨酶活性细菌菌株DW1，能以ACC为唯一氮源进行生长。经过生理生化实验和分子生物学系统鉴定，DW1为假单胞菌属（Pseudomonas sp.），3、一定的盐浓度对茄子种子的发芽有促进作用，当盐浓度达到0.1％时，芽长达到最大值。随着盐浓度的增加，NaCl对芽的生长虽然还有一定的促进作用，但与0.1％盐浓度相比，呈现出下降的趋势。通过具有ACC脱氨酶活性菌株DW1的处理后，在同一盐浓度下，茄种的发芽率及芽长与对照相比均有所增加，这有利于茄种在盐胁迫下进一步生长发育。4、NaCl低浓度水平时，对茄子苗的生长有促进作用。超过一定的浓度，盐分会对茄苗的生长产生毒害作用。当NaCl浓度为0.1％时，茄苗的鲜重达到最大值，随着盐浓度的增加，茄苗的生长受到抑制，鲜重开始下降。茄苗的相对含水率也呈现出类似的变化，当NaCl浓度为0.3％时，茄苗的相对含水度达到最小值，而茄苗的相对电导率则是随着盐浓度的增加而上升。当盐浓度达到0.2％时茄苗叶片内脯氨酸的含量比对照增加了319％，0.3％盐浓度胁迫下，脯氨酸的积累量比对照增加了589％。NaCl还显著影响了茄苗对Na+和Ca2+的吸收。随着盐浓度的增加，茄苗Na+的含量也逐渐增加，Ca2+含量呈现出下降的趋势。5、用菌株DW1处理的茄苗，在同一盐浓度水平，与未用菌处理组相比，鲜重有所增加，0.1％和0.2％的盐浓度下，鲜重与对照组的差异达到显著水平（P＜0.5）。茄苗的相对含水率有所增加，而相对电导率则有所下降。当盐浓度增加到0.2％和0.3％时，经菌株处理的茄苗脯氨酸与对照组相比分别下降了46.88％和20.87％。同时，ACC脱氨酶活性菌处理可以降低茄苗内Na+的含量，并且抑制由盐胁迫引起的Ca2+含量的下降。通过ACC脱氨酶活性菌DW1处理可以在一定程度上缓解盐胁迫对茄苗的损害。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 海涂的开发与利用
• 2 盐胁迫对作物的毒害机制
• 2.1 盐胁迫对植物的影响
• 2.1.1 盐胁迫对植物形态发育的影响
• 2.1.2 盐胁迫对植物生理生化的影响
• 2.2 NaCl对作物的毒害机制
• 2.2.1 离子胁迫
• 2.2.2 养分离子不平衡
• 2.2.3 渗透胁迫
• 3 作物耐盐机理的研究进展
• 3.1 植物耐盐的生理学机制
• 3.1.1 拒盐机制
• 3.1.2 离子在细胞水平上的区隔化
• 3.1.3 渗透调节
• 3.1.4 水分的促进运输
• 3.2 植物耐盐相关基因研究进展
• 3.2.1 渗透调节基因
• +/H⁺逆向转运蛋白基因'>3.2.2 H-ATPase基因和Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因
• 3.2.3 大分子蛋白
• 4 ACC脱氨酶的研究进展
• 4.1 ACC脱氨酶的概况
• 4.2 ACC脱氨酶的作用机理
• 4.3 ACC脱氨酶的应用
• 5 细菌提高作物耐盐性的展望
• 第二章 盐分对茄苗根际土壤酶活性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试土壤
• 1.2 供试作物
• 1.3 盐处理
• 1.4 盆栽实验
• 1.5 土壤酶测定方法
• 1.5.1 过氧化氢酶活性的测定
• 1.5.2 脲酶活性的测定
• 1.5.3 蔗糖酶活性的测定
• 1.6 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 盐分对土壤过氧化氢酶活性的影响
• 2.2 盐分对土壤脲酶活性的影响
• 2.3 盐分对土壤蔗糖酶活性的影响
• 小结
• 第三章 ACC脱氨酶活性菌株的分离、鉴定及酶活性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 土样
• 1.2 培养基
• 1.3 实验仪器和试剂
• 1.4 ACC脱氨酶活性菌株的富集、分离和纯化
• 1.5 分离菌株的鉴定
• 1.5.1 形态特征
• 1.5.2 生理生化反应
• 1.5.3 分离菌株G+C含量测定
• 1.5.4 16S rDNA测序和系统发育分析
• 1.6 ACC脱氨酶活性测定
• 1.6.1 标准曲线的制定
• 1.6.2 细胞悬液制备
• 1.6.3 酶活测定
• 2.结果与分析
• 2.1 ACC脱氨酶活性菌株的分离和筛选
• 2.2 分离菌株的生物学特性
• 2.2.1 形态学特征
• 2.2.2 生理生化特征
• 2.2.3 菌株DW1的（G+C）mol%含量
• 2.2.4 菌株DW1的系统发育
• 2.3 菌株DW1ACC脱氨酶的活性
• 小结
• 第四章 ACC脱氨酶活性菌株DW1对盐胁迫胁迫条件下引茄生理活性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 供试土壤
• 1.3 实验设计与实施
• 1.3.1 种子处理
• 1.3.2 ACC脱氨酶活性菌对茄子种子生理活性的影响
• 1.3.3 ACC脱氨酶活性菌对茄子幼苗生理活性的影响
• 1.4 叶片相对含水率（RWC）的测定
• 1.5 叶片电解质相对电导率（REC）的测定
• 1.6 茄苗脯氨酸含量的测定
• 1.7 茄苗叶片离子含量的测定
• 1.8 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 ACC脱氨酶活性菌对茄子种子的影响
• 2.1.1 ACC脱氨酶活性菌DW1对种子发芽率的影响
• 2.1.2 ACC脱氨酶活性菌DW1对种子芽长的影响
• 2.2 ACC脱氨酶活性菌DW1对茄苗生理的影响
• 2.2.1 ACC脱氨酶活性菌DW1对茄苗鲜重的影响
• 2.2.2 ACC脱氨酶活性菌DW1对茄苗相对含水率和相对电导率的影响
• 2.2.3 ACC脱氨酶活性菌DW1对茄苗脯氨酸含量的影响
• 2.2.4 ACC脱氨酶活性菌DW1对茄苗离子含量的影响
• 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢