砂生槐根际促生菌的筛选及干旱胁迫下对其种子萌发和幼苗生长的促生效应研究

来源 :西藏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dr404070578
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随着社会经济的发展,加上环境污染、能源枯竭等一系列问题的出现,严重危害了地球生态系统的平衡,全球经济也遭受了巨大的破坏。西藏高原是一个自然环境独特、社会经济发展状况迥异于其它地区的独特地域单元,脆弱的生态环境以及所处荒漠化区域,严重地影响到了藏区工农业生产和藏区人民的生活水平,给西藏自治区综合开发和经济发展构成了直接威胁。砂生槐作为高原主要建群种之一,有着固沙、保持水土的生态功能,并且饲用和药用价值可观,由于砂生槐分布的特殊地理环境,一年中遭受低温和大风的时间较长,还有放牧、人为砍伐、水灾和干旱等多种不利的因素的影响,再加上砂生槐本身造林成活率低下,一直制约着雅鲁藏布江流域生态的恢复与发展。植物在生长过程中产生的植物根际促生菌(PGPR),包括生长调节剂(植物激素)、固氮菌、溶磷菌和生长素等物质。一方面直接影响着植物的新陈代谢,另一方面也提高了植物从土壤中吸收其他养分的适应能力,直接或间接地使植物更加容易吸收营养物质,防止流失,是一种新型的提高作物产量、缓解胁迫、保护环境的新型微生物肥料,所以如何筛选出具有高效促生能力的菌株至关重要。本试验以筛选出具有良好促生作用的砂生槐植物根际促生菌为研究目标,试验地点选择在西藏农牧学院生物技术中心展开,探究筛选获得的根际促生菌的溶磷、固氮和产IAA能力,通过使用平板对峙法来测定菌株的拮抗作用,采用革兰氏染色探究菌株的生理生化特性。研究干旱胁迫下筛选菌株对砂生槐种子萌发和幼苗生长的影响,在模拟自然干旱条件下设立盆栽试验进一步验证菌株促生能力,探究干旱胁迫下接种PGPR对砂生槐幼苗的影响。最终实验结果如下:(1)本研究从西藏米林县、朗县、加查县、林周县、白朗县、拉萨市、日喀则市、贡嘎县、扎囊县等地采集盛花期和结荚期砂生槐根际土壤进行微生物分离、纯化及促生性测试获得固氮菌株12株,解有机磷菌株10株,解无机磷菌株4株,其中有10株菌株产IAA。(2)通过采用半微量凯氏定氮法和钼锑抗比色法分别测定菌株氮含量和有效磷含量,测定结果显示:筛选得到的菌株氮含量在108~225μg/m L之间,其中菌株N24-2氮含量最高为225μg/m L,其次是菌株N23-3,氮含量为200μg/m L。14株溶磷菌中菌株SR21-1的D/d比值最大为3.8,菌株SR15-1和SR10-6的D/d比值最小为2.0;解磷菌中有效磷含量最高的菌株是SR19-2,有效磷含量为96.13μg/m L,其次为SR19-1,为92.13μg/m L。有效磷含量最低的菌株为SR10-3,有效磷含量仅有33.25μg/m L,溶磷圈大小也较小,D/d比值为2.4。其中筛选得到的菌种中有10株菌株具有分泌IAA的能力,菌株SR26-3产IAA的量最高,为43.28 mg/L,产IAA量最低的是菌株SR21-1,分泌IAA量为19.02 mg/L。(3)菌株与病原菌的拮抗实验结果显示筛选所得的菌株N40-4和N22-5对小麦纹枯病原菌、小麦赤霉病原菌、小麦根腐病原菌、马铃薯干腐病原菌和玉米大斑病原菌均有拮抗作用,其中其中N21-1只对马铃薯干腐病原菌不产生拮抗作用,SR19-2只对小麦赤霉病原菌不产生拮抗作用,对其余四种病原菌均产良好的抑制效果;大多数菌株对小麦赤霉病原菌、小麦根腐病原菌和玉米大班病原菌有拮抗作用,相比较而言,菌株对小麦纹枯病原菌和马铃薯干腐病原菌的抑制整体来说相对较弱。(4)PGPR对砂生槐种子萌发和在PEG模拟干旱胁迫条件下的促生实验表明在种子萌发期间,接种菌悬液的情况下对砂生槐种子萌发影响较大,种子萌发期间接种固氮菌和溶磷菌时,除N35-2和SR22-3外,其余菌株均对砂生槐种子萌发有一定的促进作用,其中菌株N21-1和SR21-1对种子促生效果最好。在不同PEG浓度的影响下,通过对照CK1(无菌水条件)和CK2(有机磷对照培养液)的种子萌发以及各项指标综和分析,不同菌株的处理在不同PEG浓度梯度下对砂生槐种子萌发表现出不同的促进或抑制作用,其中SR21-1、SR26-3两个菌株综合评价最好,耐旱等级为1级,在模拟干旱条件下促进了砂生槐种子的萌发并显著增强了砂生槐的抗旱性。(5)通过菌株形态特征观察发现:两组菌株均呈白色,不透明,隆起度为凸起。其中SR21-1为椭圆形,齿状边缘,表面较为干燥;SR26-3为圆形,边缘完整,表面较为湿润。通过对菌株的细胞特征观察发现,SR21-1和SR26-3细胞形态均呈杆状,均不产生芽孢,且革兰氏染色均为阴性(G-);菌株经16S r DNA分子鉴定初步结果显示:菌株SR21-1鉴定结果为曼格洛维杆菌;菌株SR26-3鉴定结果为普利茅斯沙雷氏菌。(6)自然干旱胁迫下在对砂生槐幼苗接种PGPR的盆栽实验结果表明,干旱胁迫下随着时间梯度的进行接种PGPR后的砂生槐幼苗体内脯氨酸和丙二醛含量均会随着不同的干旱时间而做出改变,均有增长的趋势,并且在接种促生菌后,叶绿素的含量较CK明显增加,表明接种植物根际促生菌能够促进叶绿素的合成,明显提高光合速率,促进砂生槐幼苗的生长。试验结果表明,最终筛选获得的SR26-3和SR21-1具有良好的耐干旱能力,可初步作为缓解砂生槐在干旱胁迫下生长的优良菌株,为后期砂生槐根际促生菌的筛选提供科学合理的理论依据。
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