根瘤菌-光合细菌固定化包埋复合菌剂的研究

摘要

固定化细胞技术是20世纪60年代发展起来的一种新型生物技术，广泛应用于食品、医药、废水处理及生物传感器等领域，具有广阔的发展前景。包埋法是固定化细胞技术中最常用的方法。混合菌固定化细胞技术是利用某些菌株之间的协同作用，使混合菌株具有比单一菌株更高、更稳定的细胞活性，并通过混合菌的包埋提高混合菌对环境的适应性的一项生物技术。但目前尚未见到有关将此技术应用于农业微生物接种剂的报道。本试验采用海藻酸钠为载体对具有固氮能力的大豆根瘤菌HH103和沼泽红假单胞菌B9菌株进行混合固定化包埋，通过正交试验确定固定化包埋的最优条件：海藻酸钠浓度为4％、CaCl2浓度为0.15mol·L-1，针头型号为4＃，脱脂乳与海藻酸钠的体积比为1∶1。通过方差分析得出，海藻酸钠浓度、针头型号、脱脂乳与海藻酸钠的体积比对包埋颗粒内部的细胞活性影响极显著，CaCl2浓度对细胞活性的影响显著。 进一步研究了包埋颗粒菌剂内部的根瘤菌在包埋后和增殖培养72h后的细胞活性，并以不添加脱脂乳的包埋颗粒作对比。研究表明，颗粒经过增殖培养后，即使在海藻酸钠浓度为6％的高浓度下，微生物数量仍比不添加脱脂乳的包埋颗粒高出3个数量级。测定包埋颗粒菌剂内部的根瘤菌释放情况，单独包埋根瘤菌的颗粒菌剂(+SM)内部的根瘤菌数量从最初的3.09×107/g颗粒下降到30天时的5.01×105/g颗粒；包埋根瘤菌-光合细菌的颗粒菌剂(-SM)，其内部的根瘤菌数量从最初的3.98×107/g颗粒下降到30天时的3.96×103/g颗粒。不添加脱脂乳的包埋颗粒菌剂的释放情况与之类似。 采用三种方法对添加脱脂乳的包埋颗粒进行加固，空白对照不做任何加固处理。试验结果表明，对照颗粒在0.2mol·L-1的柠檬酸钠溶液里1min就被溶解了；三种加固方法对颗粒的溶解时间相差不大，均未超过30min。进一步测定加固后的颗粒菌剂内部根瘤菌数量，发现其数量急剧下降，但经过72h的增殖培养后，细胞数量上升了四个数量级。综合考虑，选用第一种加固方法较经济。 包埋颗粒复合菌剂的有效期测定结果显示，随着贮存时间的延长，包埋颗粒菌剂内部的细菌数量呈下降趋势，包埋初期的根瘤菌有效活菌数是1.48×109/g颗粒，一个月时下降到2.19×108/g颗粒，当测定到6个月时，根瘤菌的有效活菌数下降到3.98×103/g颗粒。 包埋颗粒复合菌剂在土壤中的降解情况测定结果显示，添加脱脂乳的处理在土壤中降解速度较快，而不添加脱脂乳的处理则降解缓慢。以不含菌的包埋颗粒作对照，添加脱脂乳的包埋颗粒在含菌和不含菌的情况下，降解速度差异不明显，同样的测定结果在不添加脱脂乳的处理中也体现出来，说明微生物的存在对海藻酸钙凝胶颗粒在土壤中的降解速度影响不大。 通过室内盆栽试验考查固定化包埋颗粒复合菌剂的结瘤效果，结果显示包埋颗粒菌剂优于液体菌剂，同市售的草炭根瘤菌剂相比，结瘤效果的差异不显著。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

前言

第一章 根瘤菌和光合细菌的纯化与OD值的测定

第二章 大豆根瘤菌USDA110和HH103的回接盆栽试验

第三章 根瘤菌HH103和沼泽红假单胞菌B9菌株固定化包埋颗粒菌剂的研究

第四章 固定化包埋颗粒菌剂的盆栽效果试验

参考文献

附录

致谢

攻读学位论文期间发表的文章