长期豆科绿肥轮作水稻根内生细菌多样性及促生功能的研究

《长期豆科绿肥轮作水稻根内生细菌多样性及促生功能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要大量研究证实，绿肥是保持和提高土壤肥力和质量的有效措施之一，虽然已有绿肥对土壤微生物影响的相关研究报道，但由于所用方法和技术所限，相关研究既不系统也不深入，特别是绿肥对水稻根内生细菌影响研究尚属空白。本课题以湖南祁阳农田系统国家野外科学观测研究站具有28年(1982—2010)长期定位历史的稻一稻一紫云英豆科绿肥及稻一稻一冬闲轮作水稻根为材料，采用基于16SrDNA为基础的先进分子生态学方法与传统培养方法相结合，深入系统研究紫云英绿肥轮作水稻根内生微生物多样性。本研究同时将针对性地分离培养微生物类群，对可培养

2、微生物溶磷性，产植物生长素(IAA)，产铁载体，拮抗及固氮酶活性等促生功能研究。通过培养方法检测水稻根内生微生物数量，结果表明：稻一稻一紫云英绿肥轮作系统水稻根中微生物平均数量为7．75×106cfu·g。1鲜土，比稻一稻一冬闲高78．17％。通过传统细菌分离培养方法从稻一稻一冬闲和稻一稻一紫云英水稻根中分别分离77株和169株细菌。对246株细菌溶磷、分泌生长素(IAA)及分泌铁载体的功能进行了初步测定，结果表明稻一稻一紫云英内生细菌具有溶解无机磷活性、溶解有机磷活性、分泌生长素(I从)能力及产铁载体能力菌株分别为

3、139、12、72、73株，稻一稻一冬闲分别为67、8、40、57株。其中菌株ZYY43的溶磷活性最高：菌株ZYYl70产I从能力最高，为419．17ug／mL：菌株DX78分泌铁载体能力最强，达到了“++抖”的水平。在上述研究基础上选取48株菌进行拮抗试验，结果显示，3株菌对棉花红腐病菌(FusariummoniliformeACCC36127)有抑制作用，其中的2株对水稻白叶枯病菌(Xanthomonascampestrispv．oryzaeACCC05509)有抑制作用。固氮酶活性检测结果发现，菌株DX35的固

4、氮酶活性最高为181．21nmolC2Hdmgproteinhr，为参比菌株圆褐固氮菌(AzotobacterchroococcumACCCl0006)的10倍左右，在固氮菌肥开发方面具有非常大的应用潜力。并在此基础上利用大试管和盆栽水稻促生试验的方法筛选10株兼具多种促生功能的优良菌株，菌株ZYY5、ZYYIO和ZYYl36准备进行田间试验。采用传统的分离培养方法结合分子生物学技术对稻．稻．紫云英和稻．稻．冬闲水稻根内生可培养细菌群落多样性进行研究。用限制性内切酶HaelII和RsaI联合酶切，获得246株菌酶切指

5、纹图谱。结果表明，HaeIII和RsaI联合酶切产生了23个基因分型，单一酶切产生的基因分型少。16SrDNA系统发育分析结果表明，分离得到的77株稻．稻冬闲细菌分属14属15个种，分离得到的169株稻．稻紫云英细菌分属19属21个种。两个样品中细菌群落大多数为变形菌纲(Proteobacteria)。其中p．变形菌纲(p-proteobacteria)占据优势地位，其次为Y．变形菌纲(?-proteobacteria)，其他分属u．变形菌纲(a-proteobacteria)及厚壁菌门(Firmicutes)。放线

6、菌门(Actinobacteria)只存在于稻．稻．紫云英水稻根内生可培养细菌中。其中Herbaspirillum和Cedecea为两个处理中分离到的共有优势种群，而稻．稻．紫云英水稻根内生细菌中的伯克霍尔德氏菌(Burkholderia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和泛菌属(Pantoea)也为分离到的优势种群，且在稻．稻．紫云英水稻根这一特殊的生存空间中有l株潜在的根瘤菌属(Rhizobium)新种存在。可培养的细菌中，编号为ZYYl36菌株其16SrDNA基

7、因序列在NCBIBlast中比对发现与根瘤菌属(Rhizobium)的Rhizobiumalkalisoli(CCBAU01393)的同源性最高，为96．174％。以近缘菌株CCBAU01393(Rhizobiumalkalisoli)和S02(Rhizobiumhuautlense)为参比菌株，采用多相分类方法，对其形态学特征、唯一碳氮源利用、脂肪酸组成成分分析(MIDI)、ERIC—PCR和BOX—PCR指纹图谱分析、16SrDNA全序列分析及atpD、gltA、gyrB、recA、rpoB、thrC持家基因序列

8、的系统发育进行分析。实验结果初步证实，ZYYl36菌株为根瘤菌属(Rhizobium)的一个新种。利用细菌通用引物，对从2个水稻根样品中提取总DNA进行16SrDNA基因的PCR扩增，构建克隆文库对PCR产物进行分析，结果显示，2个水稻根样品中细菌群落大多数为东北农业大学理学硕士学位论文变形菌纲(Proteobacteria)。其中B．变形菌纲