当归根际变形菌门促生菌的分离、筛选及促生抗逆效应研究

来源 :甘肃中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ranandong
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当归为伞形科植物当归Angelica sinensis(Oliv.)Diels的干燥根,是传统常用中药,现已被列入药食同源目录。甘肃为当归道地产区,产量占全国的80%以上,对全国当归市场价格起决定性作用。由于受当归生态适应区域所限及种植年限增加,当归生产问题突出。特别是长期大量施用化肥造成当归土壤微生物多样性降低,养分失衡、生态系统稳定性变差、生长发育受阻、抗病抗逆性下降,不仅直接影响道地药材生态安全,同时影响药材品质形成及用药安全性。植物根际促生菌是一类存活于土壤中或者定殖于植物根际、根表、根内或者植物茎叶内可促进植物生长、增加作物产量或者能拮抗植物病原微生物、防治作物病害的微生物。本研究在室内从当归根际土壤中分离促生菌、鉴定菌株、筛选变形菌门菌株进行功能特性检测,优选3~4株多功能菌株并制备成复合菌剂。在大田条件下,研究复合菌剂对当归土壤速效养分、酶活性及植株生长、生理特征和药材产量及药效等的影响,主要研究结果如下:1从当归根际促生细菌中分离出20种不同菌株,其中7株为变形菌门菌株,鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)3株,寡养单胞菌属(Stenotrophomonas),申氏菌属(Shinella),根瘤菌属(Rhizobium),鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)各1株。经测定,6株有固氮能力,4株有溶磷能力,7株均有产ACC脱氨酶能力,硝化能力和产水杨酸、吲哚乙酸、木质素酶、纤维素酶、漆酶、几丁质酶、木聚糖酶能力,1株拮抗腐皮镰刀菌较好,2株促进玉米种子生长较好。2与不接种对照比较,由分离组成的变形菌门假单胞菌属(荧光假单胞菌CBS5+产碱假单菌胞CBS7+适冷假单胞菌CBSB)和厚壁菌门芽孢杆菌属(枯草芽孢杆菌5C1+解淀粉芽孢杆菌5C5+贝莱斯芽孢杆菌5C7)2种复合菌剂均能促进当归植株生长,增加生物量;提高叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率,增加过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、多胺氧化酶、二胺氧化酶和多酚氧化酶活性,增加植株中内源茉莉酸、细胞分裂素及赤霉素水平,提高当归药材阿魏酸、洋川芎内酯A、Z-藁本内酯含量;降低丙二醛(膜脂过氧化产物)含量和脱落酸含量(衰老因子)和减少根腐病发病率。3与不接种对照相比,变形菌门T1(生枝动胶菌CBS4+荧光假单胞菌CBS5+产碱假单菌胞CBS7+适冷假单胞菌CBSB)和T2(荧光假单胞菌CBS5+产碱假单菌胞CBS7+适冷假单胞菌CBSB)处理均显著提高当归根系生长旺盛期和生长末期根围土壤碳、氮分解代谢相关酶活性,降低碱性磷酸酶活性;提高土壤速效钾、硝态氮、铵态氮、速效氮、根中铵态氮、硝态氮含量及硝酸还原酶活性;促进根系生长,提高产量。与T2相比,T1显著提高根系生长旺盛期土壤蔗糖酶和脲酶活性(P<0.05);土壤铵态氮、速效氮和根中铵态氮含量;生长末期土壤硝态氮、速效氮、根中铵态氮、硝态氮含量及根中硝酸还原酶活性。4所选变形菌门复合菌剂对当归生长、光合作用和抗胁迫能力均有促进作用,对当归药材品质形成有不同程度的提升。能活化根围土壤钾素;通过硝化作用提高根围土壤硝态氮比例,缓解高浓度的铵盐对根系生长的毒害作用。当归通过主动运输硝态氮,能提高根中硝态氮与铵态氮的比值;根中硝酸还原酶活性提高,促进硝态氮向铵态氮转化,提高氮素吸收利用效率。结论:通过田间试验合理验证了复合菌剂对当归增产提质的实用性、促生抗逆的强效性;动态解析了菌剂对当归根围土壤养分、酶活变化规律;从激素、酶活、氮素上初步阐明了菌剂对当归促生抗逆效应的作用机制;为当归及其他根类中药的增产提质、促生抗逆应用奠定理论依据和实验基础,亦可为优良促生菌株的筛选挖掘、复合菌剂的开发提供重要参考。
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