新疆几种典型荒漠植物根际微生物特征及内生固氮菌的分离、促生性能研究

摘要

植物内生固氮菌是近年新发现的不同于经典共生固氮和联合固氮的高效固氮体系。内生固氮菌生活在非豆科植物体内，避免了化合态氮的抑制及土著微生物的竞争，表现出更高的固氮效率。同时其还具有分泌生长素、溶磷，增强植株抗病性等多方面特殊的生物学及生态学作用，在提高宿主的营养及竞争力，增强宿主对生物和非生物胁迫的抗性，促进其环境适应能力方面具有重要的应用价值。本文通过对塔里木河下游几种典型荒漠植物的根际微生物数量、群落组成及其活性的研究，揭示了根际微生物与植物间的相互关系和作用，以及植物生活型对根际效应的影响。在此基础上，从多枝柽柳(TamarixramosissimaLedeb.)、黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)中分离筛选出了固氮活性高，并具有溶磷、分泌植物生长激素等多种促生性能的内生固氮菌株，为创制应用于荒漠植被保育与恢复的、具有固氮、促生、抗逆的多功能接种剂奠定了基础。主要研究结果如下： 荒漠植物根际微生物数量、组成与根外有较大差异，并具有不同的根际效应，灌木的根际效应优于草本植物。塔里木河下游典型荒漠植物黑果枸杞、刚毛柽柳(TamarixhispidaWilld.)、花花柴(Kareliniacaspia(Pall.)Less.)、盐穗木(Halostachyscaspica(Bieb.)C.A.Mey.)具有显著的根际正效应，其根际细菌的R/S为1.26～150.42，以黑果枸杞根际效应最为突出(R/S为150.42)。疏叶骆驼刺(AlhagisparsifoliaShap.exKell.etShap.)、大叶白麻(Poacynumhendersonii(Hook.f)Woodson)和河西苣(Hexiniapolydichotoma(Ostent.)H.L.Yang)则产生负根际效应。根际生理群微生物氮化细菌和纤维素分解菌均表现出强烈的正根际效应，而硝化细菌未检出。荒漠植物的生长对根际土壤脲酶、碱性磷酸酶具有较强的促进作用，但不同荒漠植物根际对土壤呼吸作用强度、过氧化氢酶活性的影响表现出较大差异。 从黑果枸杞、多枝柽柳中分离获得58株内生固氮菌株，其固氮酶活性在0.26～388.58nmolh-1mL-1之间，表明从荒漠灌木植物中可分离到具有较高固氮酶活性的菌株。通过测定溶磷强度最终筛选出25株溶磷能力较强的菌株，溶磷强度为5.457～24.212ug/mL，25株分泌植物生长素能力较高的菌株，其IAA产生量为0.114～1.392ug/mL。13株同时具有固氮、溶磷以及分泌生长素IAA的多种促生性能。其中EB20-THQ菌株促生性能较为稳定、突出。 应用电镜免疫胶体金染色技术定位人工回接内生固氮菌EB20-THQ菌株在荒漠灌木植物体内的定殖和传导，定位观察表明EB20-THQ菌株能在宿主植物根部定殖。根据16SrDNA序列测定结果及系统进行分析，将5株具有较高促生性能的固氮菌株初步归属为克雷伯氏菌属(Klebsiella)。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1研究目的与意义

1.2相关领域的国内外研究现状

1.3研究内容

1.4技术路线

第二章几种典型荒漠植物根际微生物及其活性

2.1研究区自然概况

2.2材料和方法

2.3结果与分析

2.4结论与讨论

第三章荒漠灌木内生固氮细菌的分离及固氮酶活性测定

3.1研究区自然概况

3.2材料和方法

3.3结果与分析

3.4结论与讨论

第四章荒漠灌木内生固氮菌的溶磷性和分泌植物生长素性能测定

4.1材料和方法

4.2结果与分析

4.3结论与讨论

第五章荒漠灌木内生固氮菌的体内定殖和传导性能

5.1材料和方法

5.2结果与分析

5.3结论与讨论

第六章荒漠灌木内生固氮菌的分子鉴定及系统发育分析

6.1材料和方法

6.2结果与分析

6.3结论与讨论

第七章结论

参考文献

致谢

作者简介