【摘要】：氮是水稻生長發(fā)育過程中需求量最大和最重要的營養(yǎng)元素之一。由于土壤中的氮資源有限,目前水稻生產(chǎn)多通過大量施用氮肥,或者轉(zhuǎn)基因手段提高植株的氮利用率。前者會造成環(huán)境污染且導(dǎo)致能源浪費,后者轉(zhuǎn)基因植物的可控性和穩(wěn)定性較低。因此,采用綠色的提高水稻氮利用率的方法為水稻可持續(xù)化發(fā)展所亟需。植物內(nèi)生菌能與植物形成互利互惠的共生關(guān)系,具有促進植物生長,提高宿主氮吸收和代謝水平的潛力。本文利用實驗室前期在水稻中分離得到的一株具有抗病促生能力的內(nèi)生放線菌Streptomyces albidoflavus OsiLf-2,對其在氮脅迫條件下對水稻的促生作用、氮同化能力等的影響展開了研究,為進一步深入了解內(nèi)生菌-水稻氮高效生物轉(zhuǎn)化機制以及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上開發(fā)應(yīng)用提供依據(jù)。首先,本論文對低氮脅迫下,內(nèi)生放線菌OsiLf-2對水稻生長的影響進行了檢測。利用黃原膠包埋水稻種子的方式構(gòu)建水稻-內(nèi)生放線菌共生體,催芽移苗后即進入無氮和低氮脅迫環(huán)境水培培養(yǎng),脅迫濃度分別為0 mmol/L、0.05 mmol/L、0.5 mmol/L(NH4+),脅迫時間為21d。結(jié)果顯示低氮脅迫對水稻生長有負(fù)面影響,但經(jīng)過OsiLf-2包埋處理的水稻,其株高、葉寬、莖寬、葉夾角、根長、鮮重、干重、葉綠素含量、可溶性糖含量均較未處理水稻有一定提高,尤其是反映植物抗逆性強弱的可溶性糖含量具有顯著性提高。表明OsiLf-2具有提高水稻耐低氮脅迫的能力,促進水稻生長。隨后對低氮脅迫下,水稻抗逆相關(guān)的關(guān)鍵防御酶:過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)的酶活性進行檢測。發(fā)現(xiàn)在無氮和低氮脅迫下酶活幾乎都顯著高于對照組�？梢妰�(nèi)生放線菌OsiLf-2具有提高防御性酶活增強水稻抵御低氮脅迫的能力。最后為了探明內(nèi)生放線菌OsiLf-2增強水稻耐低氮脅迫的機制,對低氮脅迫下,OsiLf-2處理后水稻氮同化相關(guān)酶:谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和硝酸還原酶(NR)的活性進行分析。結(jié)果顯示,低氮脅迫下OsiLf-2包埋處理水稻,葉片中三種酶活性顯著高于對照組。進一步選擇水稻氮同化途徑中相關(guān)基因:NH4+轉(zhuǎn)運基因OsAMT2;1,氮同化關(guān)鍵基因OsGS1;1、OsGS2、OsNADH-GOGAT2、OsFd-GOGAT,研究其低氮脅迫下的表達情況。Real-time PCR檢測結(jié)果顯示OsiLf-2包埋處理組的水稻葉片,上述各基因的相對表達量基本都顯著高于對照組,表明OsiLf-2在低氮脅迫下具有提高水稻氮生物轉(zhuǎn)化能力。綜上所述,在低氮脅迫下,水稻內(nèi)生放線菌OsiLf-2可以通過調(diào)節(jié)水稻防御酶的活性,同時上調(diào)水稻氮同化相關(guān)基因的表達,提高氮同化相關(guān)酶活來增強水稻氮用率,從而增強水稻對低氮脅迫的耐受力,最終促進水稻的生長。內(nèi)生菌聯(lián)合植物促進氮素高效生物轉(zhuǎn)化,對環(huán)境友好,為減少氮肥施用和新型生物肥料研發(fā)提供了新的資源。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S511
【圖文】：

圖１．１邋ＮＨ４＋的同化［１９］逡逑

圖１．２植物內(nèi)生放線菌提高宿主植物抗逆性逡逑選題背景、研究內(nèi)容與思路逡逑選題背景逡逑全球重要的糧食作物，其種植面積接近我國耕地面積２５％，２０％Ｗ。在水稻種植過程中施用氮肥是我國普遍種植方式，相當(dāng)普遍，更為嚴(yán)重的是大量施用氮肥，會對土壤造成不個營養(yǎng)元素之間的失衡，多種元素之間發(fā)生拮抗作用，最終受到一定程度的影響［１］。據(jù)統(tǒng)計，每提高１％的氮肥利用率，美元在肥料上的投入［７４】。因此，促進植物氮吸收、提高氮用的研宄迫在眉睫，而通過植物－內(nèi)生菌共生關(guān)系提高氮利新大陸［７９］。逡逑生菌與植物之間通過長期進化形成了有利于植物生長的互惠一

逡逑圖２．２氮脅迫下水稻葉片組織葉綠素含量測定結(jié)果逡逑注：圖中數(shù)值代表的是平均值±標(biāo)準(zhǔn)方差（＊尸￥邋０．０５，邋／檢驗）逡逑２．３．４水稻葉片可溶性糖含量測定逡逑可溶性糖含量是反映植物抗逆性強弱的一項重要生理指標(biāo)，在逆境的環(huán)境下，逡逑植物的可溶性糖含量越高，細胞滲透勢就越大，植物在逆境下細胞失水的可能性逡逑就越小，由此帶來的結(jié)果可以直接提升植物的成活率。糖分本身作為植物的營養(yǎng)物逡逑質(zhì)之一，積累的量越多，也越有助于植物在逆境中存活下來，供給植物各方面的營逡逑養(yǎng)物質(zhì)。除了衡量抗逆能力外，對于經(jīng)濟作物而言，可溶性糖含量也可以作為考察逡逑其品質(zhì)的指標(biāo)之一。逡逑在Ｏｍｍｏｌ／Ｌ、０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ、Ｏ．５ｍｍｏｌ／Ｌ邋（ＮＨ４＋）三個不同濃度的氮脅迫逆境逡逑處理條件下，內(nèi)生菌處理的水稻中可溶性糖含量均顯著高于對照組。說明水稻－內(nèi)逡逑生菌共生體展現(xiàn)出自身在抗逆方面的優(yōu)勢

【參考文獻】

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本文編號：2805497