鄂尔多斯几种沙生植物根际自身固氮菌的筛选及对杨柴接种效应研究

论文摘要

本文以内蒙古西南部鄂尔多斯的固定沙丘沙为研究对象,对土壤自身固氮菌数量、固氮酶活性、自身固氮菌功能以及对杨柴接种效应进行研究,结果表明:1.利用富集培养的方法,从鄂尔多斯沙漠固沙植物杨柴（Heysarum fruticosum varmongolicum）、柠条（Caragana korshinskii Kom.）、沙柳（Salix psammophila C.Wang et C.Y.Yang）、臭柏（Sabina vulgaris Ant）、樟子松（Pinus syvistris var mongolica）、花棒（Hedysarumscoparium Fisch.et Mey.）和油篙（Artemisia ordosica Krasch.）根际土壤中分离筛选得到112个在无氮培养基上能良好生长的菌株。2.利用气相色谱对112菌在斜面培养基上的固氮酶活性测定,结果表明有35株有固氮能力,其中有16个菌株固氮酶活性大于10 nmol·h-1·瓶,其中ZS3、ZS56酶活性最高分别为123.7 nmol·h-1·瓶、83.6 nmol·h-1·瓶。3.对固氮酶活性大于10 nmol·h-1·瓶的16个菌株利用微量凯氏定氮法测定它们的固氮酶活性,测试结果表明这16株菌都能固定空气中氮无素。4.对16株菌的溶磷解钾能力测定,其溶磷性有差异,在Pikovaskaia’S平板培养上溶磷圈的直径大小YH510＞YC59=YC52＞ZS56=HB57＞ZS3,然而在液体培养基测定溶磷强度时,YC59和YC52这两株菌菌液中有效含量最高分别为338.3μg/mL、335.0μg/mL;进一步测定这六株菌的解钾能力,在解钾培养基上表现为YH510的解钾圈最大达到2.3cm,ZS3的最小仅为1cm,在液体培养基中ZS56的解钾强度相对最高。5.用1对16S rDNA通用引物,对6株菌基因组DNA进行扩增,PCR产物经克隆、测序、同源性分析表明,ZS3和ZS56两菌株的16S rDNA全长均为1502bp,同源性达98.32%,其中HB57、YC52、YC59和YH510四菌株16S rDNA全长均为1450bp,同源性达99.81%,再结合Biolog系统对其进行鉴定,结果表明ZS3属于假单胞菌属的Peseudomona mandelii,ZS56属于假单胞菌组桔黄假单胞菌（Peseudomonas aurantiaca）,HB57、YC52、YC59和YH510属于根瘤脓杆菌组根瘤菌属Rhizobium sp.。6.结合这16株菌的固氮酶活性与溶磷解钾强度,确定将ZS3、ZS56、HB57、YC52、YC59和YH510做成液体接种剂生测,研究对杨柴的生长作用,结果表明均有一定的促生作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 文献综述
• 1 生物固氮的研究现状
• 1.1 研究生物固氮的目的
• 1.2 生物固氮的研究现状
• 1.2.1 生物固氮的类型
• 1.2.2 生物固氮的机理及植物与微生物的相互作用
• 1.2.3 与共生固氮相关的基因
• 1.3 固氮酶的生物化学特性及其化学模拟
• 1.4 生物固氮研究中的蛋白质组学
• 1.5 几种内生固氮菌的类型及其特性
• 1.5.1 固氮螺菌属（Azospirillum spp.）
• 1.5.2 成团肠杆菌（Enterobacter agglomerans）
• 1.5.3 阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）
• 1.5.4 粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）
• 1.6 专性内生固氮菌（Obligate endophytic diazotrophs）
• 1.6.1 重氮营养醋杆菌（Acetobacter diazotrophicus）
• 1.6.2 草螺菌属（Herbaspi rillum spp.）
• 1.6.3 固氮弧菌（Azoarcus spp.）
• 1.6.4 伯克霍尔德氏菌属（Burkholderia spp.）
• 1.7 内生固氮菌与植物的相互作用
• 1.7.1 内生固氮菌的来源
• 1.7.2 定殖前与植物的相互作用（Precolonization Interaction）
• 1.8 结语
• 2 技术路线
• 3 材料和方法
• 3.1 研究地区自然条件自然概况
• 3.2 采样标准地的基本情况
• 3.3 本试验所用的主要仪器设备
• 3.4 土壤样品的采集和记载
• 3.5 分离培养基及分离方法
• 3.5.1 富集培养基
• 3.5.2 富集培养方法
• 3.5.3 平板分离培养基
• 3.5.4 分离方法
• 3.5.5 每克干土壤中固氮菌数量测定
• 3.6 根际微生物鉴定方法
• 3.6.1 生理生化反应及培养特征
• 3.6.2 分子生物学鉴定（16S rDNA）
• 3.8 固氮酶活性的测定原理与方法
• 3.8.1 原理
• 3.8.2 测定方法
• 3.8.3 微量定氮法
• 3.9 溶钾解磷功能的测定
• 3.9.1 溶磷性测试
• 3.9.2 解钾性测试
• 3.10 固氮菌定殖促生作用
• 3.10.1 种殖
• 3.10.2 菌液的准备
• 3.10.3 测定
• 3.11 数据统计与分析方法
• 4 结果与分析
• 4.1 计数
• 4.2 固氮酶活性测定标准工作曲线
• 4.3 固氮酶活性测定结果与分析
• 4.4 溶磷解钾结果
• 4.5 鉴定结果
• 4.5.1 菌株的形态特征
• 4.5.2 Bilog鉴定结果（鉴定板95种碳源名称见附录2）
• 4.5.3 分子鉴定结果
• 4.5.4 菌落形态和生理生化测定结果
• 4.6 盆栽试验结果
• 5 结论与讨论
• 5.1 自身固氮菌数量
• 5.2 自身固氮菌固氮酶活性
• 5.3 解磷解钾
• 5.4 自身固氮菌的鉴定结果
• 5.5 促生长（PRPG）
• 6 有待进一步的研究
• 参考文献
• 致谢
• 附录1
• 附录2: Biolog GN-2 Microplate鉴定板中95种碳源名称
• 附录3: 序列拼接结果