兩株固氮性細(xì)菌的生物學(xué)特性及其對(duì)鐵皮石斛生長(zhǎng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，直接關(guān)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(zhǎng)中的應(yīng)用研究較為廣泛，但在我國(guó)傳統(tǒng)中藥材種植的應(yīng)用研究較少。我國(guó)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(zhǎng)于貧瘠的巖石縫隙，對(duì)其氮素營(yíng)養(yǎng)來源及其與

2、固氮微生物的相關(guān)性研究較少。本論文以兩株具有固氮活性的菌株為對(duì)象，在分析其生物學(xué)特性的基礎(chǔ)上，探索了這些菌株對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)名貴中藥材鐵皮石斛生長(zhǎng)的影響，擬為解決鐵皮石斛種植過程中生長(zhǎng)緩慢、藥材品質(zhì)低等問題提供依據(jù)，進(jìn)而為鐵皮石斛的綠色種植提供技術(shù)支撐。
　　鐵皮石斛內(nèi)生菌ZJSH1由本實(shí)驗(yàn)室分離自野生鐵皮石斛根部，前期試驗(yàn)表明其可以在無氮培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，具有固氮活性。經(jīng)生理生化鑒定和分子鑒定，該菌屬于少動(dòng)鞘氨醇單胞菌(Sphingomo

3、nas paucimobilis)。內(nèi)生菌ZJSH1對(duì)鐵皮石斛組培苗的生長(zhǎng)有較好的促進(jìn)作用，莖長(zhǎng)和鮮重分別增加8.6％和7.5％，多糖含量增加0.6％，表明內(nèi)生菌ZJSH1對(duì)鐵皮石斛產(chǎn)量和品質(zhì)都有較好的影響。對(duì)內(nèi)生菌ZJSH1的促生機(jī)制進(jìn)行分析，采用微量凱氏固氮法檢測(cè)該菌的固氮活性，發(fā)現(xiàn)該菌在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條件下的固氮能力為1.15 mg·L-1;采用液-質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)該菌分泌生長(zhǎng)素的能力，發(fā)現(xiàn)該菌可產(chǎn)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(zhǎng)的激素。進(jìn)一步分析該菌在鐵皮石斛組培苗中的定植情況及其對(duì)植株激素含量的影響，發(fā)現(xiàn)該菌可在組培苗內(nèi)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(duì)照組植株。少動(dòng)鞘氨醇單胞菌(Sphingomonas paucimobilis)主要用于環(huán)境保護(hù)和工業(yè)生產(chǎn)，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用鮮有報(bào)道，本結(jié)果對(duì)拓展該屬菌株的應(yīng)用提供了依據(jù)。

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

6、進(jìn)作用。經(jīng)測(cè)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(duì)菌株KNP414產(chǎn)多糖的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)碳源、K+濃度和CaCO3濃度是影響多糖產(chǎn)量的三個(gè)主要因素。設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，結(jié)果表明土壤自生固氮菌KNP414產(chǎn)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）。