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不同磷水平下菌根真菌与解磷菌、根瘤菌对紫云英生长影响及其相互作用

作　者: 信文娟
导　师: 赵斌
学　校: 华中农业大学
专　业: 微生物学
关键词: AM菌根真菌解磷菌根瘤菌磷水平侵染率碱性磷酸酶琥珀酸脱氢酶 nested-PCR
分类号: S154.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

磷是植物生长的三大营养元素之一,并且只有可溶性磷能被植物吸收利用。由于在自然条件下磷极易被固定,这极大限制了作物正常代谢和生长。丛枝菌根(AM)真菌是广泛分布于土壤生态系统中的一类有益微生物,能与80%以上陆生植物形成互惠共生体。AM菌根真菌在促进宿主植物矿质营养吸收(尤其是磷),增强植物抗逆抗病能力等方面具有重要作用。解磷菌能活化根际土壤中难溶性磷以提高土壤中有效磷含量,根瘤菌能固定大气氮素,菌根菌扩大了根系对各种营养元素的吸收范围,因此混合接种于植物更能发挥微生物节磷增产效果。自然界中,AM菌根真菌具有多样性,且不能纯培养,单从形态学特征是不能鉴定到种的,并且当两种以上AM真菌混合接种时更是无法从形态学特征了解每个真菌侵染情况,这就必须借助分子生物学技术。本论文研究了几株解磷菌溶解Ca3(PO4)2 (TCP)和磷矿粉(RP)的能力,选取优良菌株PA10做为盆栽实验菌株；同时以紫云英为宿主植物,研究了不同磷水平下接种AM真菌、根瘤菌、解磷菌对紫云英生长影响及三种真菌相互关系。论文取得的结果主要如下：7株菌在TCP无机磷液体培养基中培养时,所有菌株的pH在3.88-5.18之间。其中B(巨大芽孢杆菌)菌pH最低为3.88,E(铜绿假单胞菌)溶磷量最高为288.30mg/L。HPLC检测了6种有机酸,结果表明菌株溶磷能力与有机酸种类有密切关系。柠檬酸只有在PA10和PB5中检测到了,这可能与它们溶解RP能力最强有关。解磷菌在RP无机磷培养液中溶磷量低于溶解TCP磷含量,PA10溶磷量为126.74mg/L。PA10生长趋势与溶磷量、pH有一定相关性,其中溶磷量与pH有显著负相关性(R2=0.957)。可见,菌株分泌有机酸。降低溶液pH是主要溶磷方式。另一方面,在盆栽试验中,混合接种AM真菌与解磷菌、根瘤菌明显的促进了植物生长,是最佳菌种组合,三者存在一定协同效应。根瘤菌活性也与接种AM真菌关系密切。高磷浓度明显抑制了AM真菌的侵染率、SDH和ALP酶活。在植物生长前期AM真菌丛枝丰度升高,两种酶活也同时上升；植物生长后期大量丛枝结构解体崩溃,酶活降低。通过nested-PCR检测新鲜根段三种真菌相互关系,结果表明高P浓度明显抑制了三种菌根的出现频率。在10 mg/kg的P土壤中Glomus mosseae促进了Glomus intraradices与Glomus geosporum对紫云英侵染。随着磷浓度的增加,G. mosseae与G. intraradices的活力和效率更稳定,G. geosporum对磷浓度、侵染时间和其他微生物活动较敏感。另外新鲜根段用于nested-PCR检测,不仅使提取AM真菌DNA更容易、灵敏准确,而且能够成功检测AM真菌之间相互关系。

全文目录

目录  4-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
缩略词  9-10
第一章文献综述  10-18
  1.1 磷素营养对植物生长的重要性  10
  1.2 改善土壤磷素营养的有效措施  10-17
    1.2.1 地球上磷的主要存在形式之一——磷矿  10-11
    1.2.2 AM菌根真菌促进植物对磷吸收  11-15
      1.2.2.1 AM菌根真菌简介及两种酶活性研究  11-13
      1.2.2.2 AM菌根真菌促进植物吸磷  13
      1.2.2.3 分子生物学技术在AM菌根真菌研究中的应用  13-15
    1.2.3 解磷菌和根瘤菌在植物生长中作用  15-17
  1.3 研究思路与技术路线  17-18
    1.3.1 解磷菌解磷机制初探  17
    1.3.2 接种AM真菌、解磷菌和根瘤菌对紫云英生长影响及其相互作用  17
    1.3.3 技术路线  17-18
第二章解磷菌溶磷机理初探  18-27
  2.1 前言  18
  2.2 材料与方法  18-20
    2.2.1 实验菌种  18-19
    2.2.2 培养基  19
    2.2.3 仪器  19
    2.2.4 试验方法  19-20
      2.2.4.1 平板透明圈观察  19
      2.2.4.2 解磷菌对TCP溶磷能力的测定  19
      2.2.4.3 解磷菌对RP溶磷能力的测定  19
      2.2.4.4 主要分析技术  19-20
  2.3 结果  20-25
    2.3.1 解磷菌溶解TCP能力的测定  20-22
    2.3.2 解磷菌分泌有机酸种类与溶磷量关系  22-23
    2.3.3 解磷菌溶解RP能力的测定  23-24
    2.3.4 菌株PA10溶磷量与菌量、pH的相互关系  24-25
  2.4 讨论  25-27
第三章不同磷水平下菌根真菌、解磷菌和根瘤菌对紫云英生长的影响及其相互作用  27-46
  3.1 前言  27-28
  3.2 材料与方法  28-33
    3.2.1 材料  28
    3.2.2 方法  28-32
      3.2.2.1 盆栽实验设计  28-29
      3.2.2.2 AM真菌侵染率测定  29
      3.2.2.3 ALP和SDH酶活测定  29-31
      3.2.2.4 利用PCR技术对AM真菌的检测  31-32
    3.2.3 统计分析  32-33
  3.3 结果与分析  33-43
    3.3.1 接种AM真菌、解磷菌、根瘤菌对紫云英生长和结瘤量的影响  33-35
    3.3.2 AM菌根真菌单接种及与解磷菌、根瘤菌混合接种对紫云英侵染的影响  35-39
    3.3.3 新鲜根段作为PCR材料优越性  39
    3.3.4 种特异性引物的验证  39-40
    3.3.5 用nested-PCR检测三种AM真菌相互关系及有效菌株  40-43
  3.4 讨论  43-46
    3.4.1 接种AM真菌、解磷菌、根瘤菌对紫云英生长和结瘤量的影响  43-44
    3.4.2 AM菌根真菌单接种及与解磷菌、根瘤菌混合接种对紫云英侵染的影响  44
    3.4.3 用nested-PCR检测三种AM真菌相互关系及有效菌株  44-46
参考文献  46-53
致谢  53

不同磷水平下菌根真菌与解磷菌、根瘤菌对紫云英生长影响及其相互作用

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