两株大豆根瘤菌对烯效唑的响应及初步应用

发布时间：2020-10-23 09:02

　　 根瘤菌是大豆的重要共生固氮菌,如何促进根瘤菌增殖与提高大豆根瘤固氮作用,是大豆生产中的关键问题。植物生长调节剂近些年在大豆的生产中应用广泛,探明根瘤菌对植物生长调节剂的响应,深入研究根瘤菌与植物生长调节剂互作的应用在大豆高产栽培中意义重大。本试验以韦氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)和埃尔坎慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii)为研究材料,培养基中添加0.001 mg·L-1~100 mg·L-1浓度的烯效唑培养两种根瘤菌,通过平板菌落计数及液体培养测定根瘤菌生长情况,通过扫描电子显微镜观察菌体形态,探究烯效唑对根瘤菌生长的影响;通过根瘤菌转录组的分析,探究根瘤菌基因与代谢途径对烯效唑的响应。大豆以烯效唑浸种,每2.5 kg土壤拌有30 m L对数生长期的根瘤菌菌液,花荚期测定大豆根系酰脲含量和根瘤固氮酶活性,确定根瘤菌与烯效唑互作对大豆根瘤固氮的影响;测定花荚期大豆叶片与根系的SOD、POD、CAT酶活力及丙二醛含量(MDA),测定大豆苗期、三叶期、四叶期、初花期、结荚期的土壤脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性,确定根瘤菌与烯效唑互作对大豆及土壤酶活力的影响。结果显示,在供试烯效唑浓度范围内,烯效唑浓度大于10 mg·L-1时抑制根瘤菌数量,烯效唑浓度为1 mg·L-1时对根瘤菌数量具有促进作用,提高菌体数量可达20%~40%;添加1 mg·L-1浓度烯效唑培养的B.elkanii菌体宽度得到增加;经转录组分析,加入烯效唑培养的根瘤菌固氮和生长有关的fix基因、fli基因、atp基因较对照组出现上调,在细胞代谢途径方面,肽的合成与代谢类、酰胺的合成与代谢类、有机氮的合成与代谢类等与根瘤菌生长代谢有关途径出现上调。大豆固氮方面,根瘤菌与烯效唑互作可显著增加根瘤固氮酶活性,同时提高大豆根系酰脲含量可达5%~8.4%;大豆生长方面,根瘤菌与烯效唑互作较只添加根瘤菌降低了大豆植株中MDA含量达40%~60%,但对测定的三种酶活性影响不显著;根瘤菌与烯效唑互作对土壤中的过氧化氢酶活性有所提高,但各处理土壤中的脲酶和磷酸酶活性差异不明显。本试验证实适当浓度的烯效唑可促进根瘤菌的生长,上调根瘤菌生长代谢类基因;根瘤菌与烯效唑互作可提高大豆根瘤固氮能力,降低大豆MDA含量,提高土壤中过氧化氢酶活性。该结果的获得为大豆栽培中新技术的应用提供理论依据与技术支持。
【学位单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S565.1;Q939.114
【部分图文】：

根瘤菌的生长与菌体形态对烯效唑的响应.1 根瘤菌菌落数和生物量对烯效唑的响应根瘤菌以梯度浓度烯效唑的方式进行涂布平板试验，确定烯效唑对根瘤菌菌落数响。所得结果通过 SPSS 20.0 分析，根据结果绘制柱状图。分析后发现，当烯效唑 100 mg·L-1和 10 mg·L-1时，平板上 S. fredii 的菌落数较不加入烯效唑组有显著性降烯效唑浓度为 1 mg·L-1和 0.1 mg·L-1时，S. fredii 的菌落数较不加入烯效唑组有显著，当烯效唑浓度为 0.01 mg·L-1和 0.001 mg·L-1时，S. fredii 的菌落数与不加入烯效唑著性差异；当烯效唑浓度为 100 mg·L-1时，平板上 B. elkanii 的菌落数较不加入烯效显著性降低，烯效唑浓度为 1 mg·L-1时，平板上的 B. elkanii 菌落数目与不加入烯效效唑浓度为0.01 mg·L-1和0.001 mg·L-1三组无显著性差异，但较烯效唑浓度为100 mg mg·L-1和 0.1 mg·L-1的三组有显著性提高。图 3-1 为部分根瘤菌涂布后生长情况，图两种根瘤菌菌落计数柱状图。

当烯效唑浓度为 1 mg·L-1和 0.1 mg·L-1时，S. fredii 的菌落数较不加入烯效唑组有显著性提高，当烯效唑浓度为 0.01 mg·L-1和 0.001 mg·L-1时，S. fredii 的菌落数与不加入烯效唑组无显著性差异；当烯效唑浓度为 100 mg·L-1时，平板上 B. elkanii 的菌落数较不加入烯效唑组有显著性降低，烯效唑浓度为 1 mg·L-1时，平板上的 B. elkanii 菌落数目与不加入烯效唑、烯效唑浓度为0.01 mg·L-1和0.001 mg·L-1三组无显著性差异，但较烯效唑浓度为100 mg·L-1、10 mg·L-1和 0.1 mg·L-1的三组有显著性提高。图 3-1 为部分根瘤菌涂布后生长情况，图 3-2为两种根瘤菌菌落计数柱状图。图 3-1 S. fredii（左）和 B. elkanii（右）涂布平板Fig.3-1 Flat plate of S. fredii and B. elkanii

两株大豆根瘤菌对烯效唑的响应及初步应用用含有梯度浓度烯效唑的液体培养基培养根瘤菌，OD600下测定规定时间培养液的吸光值与 pH 值的变化情况。根据测定结果分析发现，含有 100 mg·L-1浓度烯效唑的培基中 S. fredii 的菌体含量较其它六组出现降低，含有 10 mg·L-1、1 mg·L-1、0.1 mg·L-1、0.mg·L-1和 0.001 mg·L-1浓度烯效唑的培养基中 S. fredii 的菌体含量较不含烯效唑一组无明变化；在含有 10 mg·L-1和 1 mg·L-1浓度烯效唑的培养基中，B. elkanii 的菌体含量较含100 mg·L-1、0.1 mg·L-1、0.01 mg·L-1和 0.001 mg·L-1浓度烯效唑培养基中 B. elkanii 的菌体量有明显升高（图 3-3）；测定各组的 pH 值后发现，各组的培养基中随着菌体含量的增加pH 均出现了降低，且菌体含量越大，pH 下降越多，各组间 pH 值下降的差异与菌体含变化的差异有着相关性且呈反比（图 3-4）。
【参考文献】

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本文编号：2852826