荒漠地衣共生菌藻耐旱生物学研究

论文摘要

地衣是真菌和藻类或者蓝细菌的共生复合生物。荒漠地衣具有很强的耐旱生命力,在岩石风化、土壤形成、生物结皮、生物固沙和生态恢复中发挥着重要的作用。有关地衣共生菌藻的耐旱机理研究,国外仅有少数报道。有关地衣及其菌藻耐旱基因的筛选,国内外尚无相关报道。本论文围绕荒漠地衣菌藻分离培养及其在水分胁迫下的生物学特性进行了初步研究,为从地衣菌藻中诱导并进行耐旱基因的分离,以及人工生物结皮提供了科学依据。首先,通过组织分离培养法和孢子释放法对荒漠地衣标本进行分离,共得到Fulgensia fulgens（Sw.）Elenkin, Glypholecia scabra（Pers.）Mull.Arg等共5个属的10株共生菌；F.fulgens.,Endocarpon sp.,Squromarina sp共3个属的4株共生藻；其中由52号标本F.fulgens分得共生菌藻1对。在对地衣标本分离培养的基础上,研究了在水分胁迫条件下G. scabra共生菌和F. fulgens共生菌、共生藻生物学特性的变化情况,结果表明：1.在干旱胁迫条件下,F.fulgens共生菌通过增加游离蛋白质和可溶性糖含量维持渗透压平衡,通过积累还原型谷胱甘肽缓解活性氧物质对细胞的损伤。而F.fulgens共生藻通过增加游离蛋白质含量维持细胞渗透压平衡,抗氧化物质多酚在活性氧清除过程中发挥了作用；2.G.scabra共生菌中游离蛋白质、可溶性糖可能作为渗透物质维持细胞的渗透压平衡；抗氧化小分子物质多酚和还原型谷胱甘肽降低了活性氧物质对G.scabra共生菌的损伤,保护了其细胞的完整性,在清除组织中的活性氧物质过程中发挥了重要作用,而SOD可能只在正常的代谢过程中去除活性氧物质；3.F.fulgens共生菌和G. scabra共生菌的还原型谷胱甘肽含量均有显著性增加,在清除活性氧物中过程中发挥重要作用,推测与其代谢相关的基因为耐旱基因的候选基因,并在在水活度aw=0.90,aw=0.85时,表达大量增加。最后,在以上实验的基础之上对G. scabra共生菌的液体培养条件进行了优化。通过单因素实验、Plackett-Burman实验以及正交实验得到最佳培养条件为：培养温度18℃,培养基为自然pH值（6.3）,摇床转速为100r/min,三角瓶装液量为150ml/250ml,在1L土豆浸汁中加入葡萄糖15g,大豆蛋白胨2g,VB12200μg。优化条件培养下菌丝干重达到初始条件下的2倍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 荒漠化现状
• 1.1.1 荒漠化概念
• 1.1.2 世界荒漠化现状
• 1.1.3 我国的荒漠化现状及危害
• 1.1.4 荒漠化地区地表现状
• 1.2 地衣概述
• 1.2.1 荒漠地衣
• 1.3 国内外研究进展
• 1.4 本论文创新点
• 1.5 研究内容及方法
• 1.6 目的及意义
• 第二章 荒漠地衣共生菌藻的分离培养
• 2.1 主要仪器、试剂及实验材料
• 2.1.1 主要仪器设备及试剂
• 2.1.2 荒漠地衣标本
• 2.2 分离培养方法
• 2.2.1 组织分离法分离培养地衣共生菌和共生藻
• 2.2.2 孢子释放法分离地衣共生菌
• 2.2.3 地衣共生菌藻的分子鉴定
• 2.3 荒漠地衣共生菌藻分离培养及分子鉴定结果
• 2.3.1 组织分离法
• 2.3.2 孢子释放法
• 2.3.3 分子鉴定结果
• 2.3.4 分离地衣共生菌、共生藻的保藏
• 2.4 讨论
• 2.5 小结
• 第三章 荒漠地衣共生菌藻耐旱生物学研究
• 3.1 主要仪器及试剂
• 3.1.1 主要仪器
• 3.1.2 主要试剂
• 3.2 实验材料
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 胁迫处理条件
• 3.3.2 生理指标的测定
• 3.4 实验结果
• 3.4.1 渗透调节物质
• 3.4.2 活性氧物质
• 3.4.3 抗氧化系统
• 3.5 讨论
• 3.6 小结
• 第四章 荒漠地衣聚盘衣共生菌的液体优化培养
• 4.1 主要仪器及试剂
• 4.1.1 仪器
• 4.1.2 主要试剂
• 4.2 实验材料
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 初始培养条件
• 4.3.2 接种量及菌丝干重测定
• 4.3.3 单因素单水平实验
• 4.3.4 Plackett-Barman实验
• 4.3.5 正交实验
• 4.3.6 生长曲线的绘制
• 4.3.7 实验结果统计分析
• 4.4 实验结果
• 4.4.1 单因素的优化
• 4.4.2 Plackett-Burman实验设计的结果
• 9（3⁴）正交实验结果'>4.4.3 L₉（3⁴）正交实验结果
• 4.4.4 生长曲线绘制
• 4.5 讨论
• 4.6 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢