论文部分内容阅读
本研究采用好氧和厌氧培养方法对广东省刺竹的根、茎、叶的内生细菌进行了分离和纯化,利用乙炔还原法检测了各菌株固氮酶活性。对所获得的菌株进行SDS-PAGE全细胞蛋白电泳聚类分析。根据聚类结果,选取不同类群的代表菌株进行16SrRNA基因全序列测定。从不同类群中筛选出固氮活性较高且稳定的5株内生固氮菌,探讨不同温度、酸碱度、渗透压、铵离子等环境因子对这些菌株的生长及固氮酶活性的影响,以明确菌株对不同环境条件的适应性及其作为接种剂的可行性,结果如下:
1.固氮菌的筛选与鉴定:利用乙炔还原法以及nifH基因扩增等方法,从广东刺竹的根、茎、叶中共分离、筛选到40株内生固氮菌,部分菌株兼性好氧,菌株分布以根内最多,达到29株。40个菌株固氮酶活性值都高于700nmol/ml·h,表明这些菌株具有较高的固氮酶活性,其中菌株z7固氮酶活性最高,达到3790nmol/ml·h,而菌株zy24最低,为700nmol/ml·h。
将来源于竹子的40株内生固氮菌进行SDS-PAGE全细胞蛋白电泳聚类分析,将菌株归为五个类群。进一步的16SrDNA序列分析表明,来源于刺竹中的内生固氮菌分布于α-亚纲和γ-亚纲中的固氮螺旋菌属(Azospirillus)、埃希氏菌属(Escherichia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、水螺菌属(Aquaspirillum)。
2.菌株对环境因子的适应性研究:从分离出的40株内生固氮菌中筛选得到5株固氮酶活性高且稳定,生长势强的内生固氮菌株。对其生理特性、环境适应性做了系统研究。结果表明,无氮培养条件下,菌株z2,zy7,z13,z31,z43,在18~40℃下均能生长且有固氮酶活性,其最适生长及固氮的温度为26~37℃。在偏酸(pH5.0)和偏碱(pH8.0)的条件下均能保持较强的生长势和较高的固氮酶活性,并能通过调节自身代谢适应环境的酸、碱变化,使培养液趋近中性。培养液中NaCl浓度在0.05~0.25%、(NH4)28O4浓度在0.05~0.5g/L范围内时,菌株均能保持旺盛生长且有较高的固氮酶活性。此外,这5株菌株都有一定的溶磷能力,可望作为接种剂的功能菌株。
3.菌株对作物的接种效应:用所分离到的40株内生固氮菌接种水稻试验表明,一些菌株对植物的生长有明显的促进作用。以菌液z2,zy7,z13,z31,z43接种的处理比不接菌的对照,根长、株高差异均达到了5%显著水平,其中的z2,zy7,z13,z31,z43菌处理的根长,与对照的差异达到极显著水平。从植株的长势可见,枝叶更健壮,色泽更浓绿。联合固氮菌可通过多种方式促进宿主植物的生长,从水培试验以及直接种到土壤得到的结果来看,无论哪种培养方法,接种水稻后,植物的根系较对照粗壮、侧根更发达。说明这些菌株可以通过向宿主植物提供固氮作用的产物、刺激植物根系的生长,促进植物根系对土壤中矿物质的吸收等方式促进宿主植物的生长。