含ACC脱氨酶PGPR分离及提高植物抗逆性

论文摘要

本文从含1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶的植物促生菌（PGPR）分离及特性鉴定入手,对其提高植物抗盐、抗旱、抗涝、抗石油污染胁迫性进行了研究,为油污染海岸带的植物修复奠定了基础,同时也为日益严重的盐渍化、干旱、水涝、油污染土壤提供了一种环境友好、经济有效提高作物产量的方法。本文以ACC为唯一氮源,从油污染盐生植物翅碱蓬的根际土中快速分离得到4株含ACC脱氨酶活性的PGPR,经16s rDNA序列分析,鉴定为来自不同的属,分别为假单胞菌属S1,柠檬酸杆菌属S2,肠杆菌属S3,克雷伯氏菌属S4。生长曲线测定结果表明,4株分离菌株在以ACC为唯一氮源的0-3%NaCl或pH=7.5-8.5的ADF培养液中均能不同程度的生长,菌株间的生长差异程度与其ACC脱氨酶活性相一致,其中菌株S1的ACC脱氨酶活性最高。研究发现,pH=8.5或3%NaCl的盐分对菌株ACC脱氨酶活性有一定的抑制作用。无菌育种袋和未灭菌土壤盆栽试验结果表明,4株分离菌株均能不同程度地提高燕麦或黑麦草初生苗的抗盐性,其中菌株S1最显著,10g/kg NaCl比无NaCl时促生作用更大。Pearson相关性分析结果表明,ACC脱氨酶活性与植物生长参数之间具有极显著的正相关性,是缓解促生的主要因素而非植物生长素IAA。植物促生菌S1、S3和恶臭假单胞菌UW4,无论单菌接种还是双菌接种,均能显著地提高翅碱蓬抗盐抗旱抗涝性,双菌接种比单菌接种对提高抗盐性更显著,但单菌S1对缓解翅碱蓬受干旱或水涝胁迫的促生作用与双菌接种无显著差异。无论是燕麦还是黑麦草,盐、水涝或石油污染胁迫对植物地下根系的不利影响均大于对地上植株的影响,但接种植物促生菌S1均能显著地提高植物抗逆性,大大提高燕麦或黑麦草根际土的总石油烃降解率。胁迫动态跟踪试验结果表明,Fv/Fm值变化趋势与地上株高变化趋势均相符,故光系统Ⅱ（PSⅡ）的光化学效率——Fv/Fm值可以作为PGPR提高植物抗逆性的动态诊断指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 环境胁迫与植物
• 1.2.1 环境胁迫对植物的影响
• 1.2.2 提高植物抗逆性的途径
• 1.2.3 叶绿素荧光动力学参数Fv/Fm-植物抗逆性的动态诊断指标
• 1.3 含ACC脱氨酶的植物促生菌
• 1.3.1 植物促生菌的含义及种类
• 1.3.2 植物促生菌的作用机理
• 1.3.3 植物促生菌的筛选分离
• 1.3.4 含ACC脱氨酶的PGPR提高植物抗逆性的作用机理
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 PGPR固氮解磷促生性
• 1.4.2 PGPR提高植物抗病性
• 1.4.3 PGPR提高植物抗盐性
• 1.4.4 PGPR提高植物抗旱抗涝性
• 1.4.5 PGPR提高植物抗污染胁迫性
• 1.5 立论依据
• 第2章 含ACC脱氨酶的PGPR的分离与特性鉴定
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 含ACC脱氨酶PGPR的分离
• 2.2.2 分离菌株的ACC脱氨酶活性测定
• 2.2.3 分离菌株在特定ADF培养基中的生长曲线测定
• 2.2.4 分离菌株的吲哚乙酸（IAA）合成含量测定
• 2.2.5 分离菌株的鉴定
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 含ACC脱氨酶的PGPR的分离
• 2.3.2 分离菌株的ACC脱氨酶活性确定
• 2.3.3 分离菌株在特定ADF培养基中的生长曲线
• 2.3.4 分离菌株的IAA合成含量测定
• 2.3.5 分离菌株的鉴定
• 2.4 小结
• 第3章 含ACC脱氨酶的PGPR提高植物抗盐性
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 PGPR提高植物初生苗抗盐性试验
• 3.2.2 PGPR提高燕麦抗盐性试验
• 3.2.3 PGPR提高黑麦草抗盐性试验
• 3.2.4 PGPR提高翅碱蓬抗盐性试验
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 PGPR提高植物初生苗抗盐性试验
• 3.3.2 PGPR提高燕麦抗盐性试验
• 3.3.3 PGPR对黑麦草盐分胁迫下生长的影响
• 3.3.4 PGPR对翅碱蓬盐分胁迫下生长的影响
• 3.4 小结
• 第4章 含ACC脱氨酶的PGPR提高植物抗旱抗涝性
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 PGPR提高植物抗旱性试验
• 4.2.2 PGPR提高植物抗涝性试验
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 PGPR提高翅碱蓬抗旱性试验
• 4.3.2 PGPR提高燕麦抗涝性试验
• 4.3.3 PGPR对黑麦草水涝胁迫下生长的影响
• 4.3.4 PGPR对翅碱蓬水涝胁迫生长的影响
• 4.4 小结
• 第5章 含ACC脱氨酶的PGPR提高植物抗石油污染胁迫性
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 PGPR提高燕麦抗石油污染胁迫性的研究
• 5.2.2 PGPR提高黑麦草抗石油污染胁迫性的研究
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 PGPR提高燕麦抗石油污染胁迫性的研究
• 5.3.2 PGPR提高黑麦草抗石油污染胁迫性的研究
• 5.4 小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 展望
• 6.3 结束语
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历