兩株固氮性細菌的生物學特性及其對鐵皮石斛生長的影響.pdf

1、生物固氮是自然界中最環(huán)保與高效的固氮形式，與農業(yè)生產密切相關，直接關系到能源、糧食、人口和環(huán)境等問題，因而日益受到重視，其中固氮微生物的研究更是生物固氮研究的主體。目前，固氮微生物在作物生長中的應用研究較為廣泛，但在我國傳統中藥材種植的應用研究較少。我國名貴中藥材鐵皮石斛(Dendrobium candidum wall.ex lindl.)是蘭科石斛屬（Dendrobium SW.）植物，多生長于貧瘠的巖石縫隙，對其氮素營養(yǎng)來源及其與

2、固氮微生物的相關性研究較少。本論文以兩株具有固氮活性的菌株為對象，在分析其生物學特性的基礎上，探索了這些菌株對我國傳統名貴中藥材鐵皮石斛生長的影響，擬為解決鐵皮石斛種植過程中生長緩慢、藥材品質低等問題提供依據，進而為鐵皮石斛的綠色種植提供技術支撐。
　　鐵皮石斛內生菌ZJSH1由本實驗室分離自野生鐵皮石斛根部，前期試驗表明其可以在無氮培養(yǎng)基上生長，具有固氮活性。經生理生化鑒定和分子鑒定，該菌屬于少動鞘氨醇單胞菌(Sphingomo

3、nas paucimobilis)。內生菌ZJSH1對鐵皮石斛組培苗的生長有較好的促進作用，莖長和鮮重分別增加8.6％和7.5％，多糖含量增加0.6％，表明內生菌ZJSH1對鐵皮石斛產量和品質都有較好的影響。對內生菌ZJSH1的促生機制進行分析，采用微量凱氏固氮法檢測該菌的固氮活性，發(fā)現該菌在實驗室培養(yǎng)條件下的固氮能力為1.15 mg·L-1;采用液-質聯用檢測該菌分泌生長素的能力，發(fā)現該菌可產生水楊酸(SA)、吲哚-3-乙酸(IAA)

4、、玉米素(Zeatin)、脫落酸(ABA)等有利于植物生長的激素。進一步分析該菌在鐵皮石斛組培苗中的定植情況及其對植株激素含量的影響，發(fā)現該菌可在組培苗內定植，并有效刺激植株分泌激素，其中SA、ABA、IAA、c-ZR和IAA-Asp等激素的含量明顯高于對照組植株。少動鞘氨醇單胞菌(Sphingomonas paucimobilis)主要用于環(huán)境保護和工業(yè)生產，但在農業(yè)生產中的應用鮮有報道，本結果對拓展該屬菌株的應用提供了依據。

5、　　土壤自生固氮菌KNP414是一株由本實驗室分離、保存并已完成全基因組測序的膠質類芽孢桿菌（Paenibacillus mucilaginosus）。該菌的重要生物學特性在于它在無氮培養(yǎng)條件下可產大量莢膜多糖，而多糖具有促進免疫和抗性及保護固氮菌的固氮酶活性等功能。探索土壤自生固氮菌KNP414對鐵皮石斛組培苗生長的影響，結果表明實驗組植株的莖長和鮮重分別比對照提高4.6％和6.5％，表明KNP414對鐵皮石斛的組培苗生長具有一定的促

6、進作用。經測定，菌株KNP414的固氮活性為4.71 mg·L-1。其次，分析了不同碳源、氮源、不同金屬離子及培養(yǎng)條件對菌株KNP414產多糖的影響，結果發(fā)現碳源、K+濃度和CaCO3濃度是影響多糖產量的三個主要因素。設計正交實驗進行分析，結果表明土壤自生固氮菌KNP414產多糖的最佳培養(yǎng)基組合為2.0％蔗糖，0.10％ K2HPO4，0.01％CaCO3（其它組分為0.05％ MgSO4·7H2O，0.00005％FeCl3）。