根瘤菌是大豆的重要共生固氮菌,如何促進(jìn)根瘤菌增殖與提高大豆根瘤固氮作用,是大豆生產(chǎn)中的關(guān)鍵問(wèn)題。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑近些年在大豆的生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,探明根瘤菌對(duì)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的響應(yīng),深入研究根瘤菌與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑互作的應(yīng)用在大豆高產(chǎn)栽培中意義重大。本試驗(yàn)以韋氏中華根瘤菌(Sinorhizobium fredii)和埃爾坎慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii)為研究材料,培養(yǎng)基中添加0.001 mg·L-1~100 mg·L-1濃度的烯效唑培養(yǎng)兩種根瘤菌,通過(guò)平板菌落計(jì)數(shù)及液體培養(yǎng)測(cè)定根瘤菌生長(zhǎng)情況,通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察菌體形態(tài),探究烯效唑?qū)Ω鼍L(zhǎng)的影響;通過(guò)根瘤菌轉(zhuǎn)錄組的分析,探究根瘤菌基因與代謝途徑對(duì)烯效唑的響應(yīng)。大豆以烯效唑浸種,每2.5 kg土壤拌有30 m L對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的根瘤菌菌液,花莢期測(cè)定大豆根系酰脲含量和根瘤固氮酶活性,確定根瘤菌與烯效唑互作對(duì)大豆根瘤固氮的影響;測(cè)定花莢期大豆葉片與根系的SOD、POD、CAT酶活力及丙二醛含量(MDA),測(cè)定大豆苗期、三葉期、四葉期、初花期、結(jié)莢期的土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶和磷酸酶活性,確定根瘤菌與烯效唑互作對(duì)大豆及土壤酶活力的影響。結(jié)果顯示,在供試烯效唑濃度范圍內(nèi),烯效唑濃度大于10 mg·L-1時(shí)抑制根瘤菌數(shù)量,烯效唑濃度為1 mg·L-1時(shí)對(duì)根瘤菌數(shù)量具有促進(jìn)作用,提高菌體數(shù)量可達(dá)20%~40%;添加1 mg·L-1濃度烯效唑培養(yǎng)的B.elkanii菌體寬度得到增加;經(jīng)轉(zhuǎn)錄組分析,加入烯效唑培養(yǎng)的根瘤菌固氮和生長(zhǎng)有關(guān)的fix基因、fli基因、atp基因較對(duì)照組出現(xiàn)上調(diào),在細(xì)胞代謝途徑方面,肽的合成與代謝類、酰胺的合成與代謝類、有機(jī)氮的合成與代謝類等與根瘤菌生長(zhǎng)代謝有關(guān)途徑出現(xiàn)上調(diào)。大豆固氮方面,根瘤菌與烯效唑互作可顯著增加根瘤固氮酶活性,同時(shí)提高大豆根系酰脲含量可達(dá)5%~8.4%;大豆生長(zhǎng)方面,根瘤菌與烯效唑互作較只添加根瘤菌降低了大豆植株中MDA含量達(dá)40%~60%,但對(duì)測(cè)定的三種酶活性影響不顯著;根瘤菌與烯效唑互作對(duì)土壤中的過(guò)氧化氫酶活性有所提高,但各處理土壤中的脲酶和磷酸酶活性差異不明顯。本試驗(yàn)證實(shí)適當(dāng)濃度的烯效唑可促進(jìn)根瘤菌的生長(zhǎng),上調(diào)根瘤菌生長(zhǎng)代謝類基因;根瘤菌與烯效唑互作可提高大豆根瘤固氮能力,降低大豆MDA含量,提高土壤中過(guò)氧化氫酶活性。該結(jié)果的獲得為大豆栽培中新技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。
【學(xué)位單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S565.1;Q939.114
【部分圖文】：

根瘤菌的生長(zhǎng)與菌體形態(tài)對(duì)烯效唑的響應(yīng).1 根瘤菌菌落數(shù)和生物量對(duì)烯效唑的響應(yīng)根瘤菌以梯度濃度烯效唑的方式進(jìn)行涂布平板試驗(yàn)，確定烯效唑?qū)Ω鼍鋽?shù)響。所得結(jié)果通過(guò) SPSS 20.0 分析，根據(jù)結(jié)果繪制柱狀圖。分析后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)烯效唑 100 mg·L-1和 10 mg·L-1時(shí)，平板上 S. fredii 的菌落數(shù)較不加入烯效唑組有顯著性降烯效唑濃度為 1 mg·L-1和 0.1 mg·L-1時(shí)，S. fredii 的菌落數(shù)較不加入烯效唑組有顯著，當(dāng)烯效唑濃度為 0.01 mg·L-1和 0.001 mg·L-1時(shí)，S. fredii 的菌落數(shù)與不加入烯效唑著性差異；當(dāng)烯效唑濃度為 100 mg·L-1時(shí)，平板上 B. elkanii 的菌落數(shù)較不加入烯效顯著性降低，烯效唑濃度為 1 mg·L-1時(shí)，平板上的 B. elkanii 菌落數(shù)目與不加入烯效效唑濃度為0.01 mg·L-1和0.001 mg·L-1三組無(wú)顯著性差異，但較烯效唑濃度為100 mg mg·L-1和 0.1 mg·L-1的三組有顯著性提高。圖 3-1 為部分根瘤菌涂布后生長(zhǎng)情況，圖兩種根瘤菌菌落計(jì)數(shù)柱狀圖。

當(dāng)烯效唑濃度為 1 mg·L-1和 0.1 mg·L-1時(shí)，S. fredii 的菌落數(shù)較不加入烯效唑組有顯著性提高，當(dāng)烯效唑濃度為 0.01 mg·L-1和 0.001 mg·L-1時(shí)，S. fredii 的菌落數(shù)與不加入烯效唑組無(wú)顯著性差異；當(dāng)烯效唑濃度為 100 mg·L-1時(shí)，平板上 B. elkanii 的菌落數(shù)較不加入烯效唑組有顯著性降低，烯效唑濃度為 1 mg·L-1時(shí)，平板上的 B. elkanii 菌落數(shù)目與不加入烯效唑、烯效唑濃度為0.01 mg·L-1和0.001 mg·L-1三組無(wú)顯著性差異，但較烯效唑濃度為100 mg·L-1、10 mg·L-1和 0.1 mg·L-1的三組有顯著性提高。圖 3-1 為部分根瘤菌涂布后生長(zhǎng)情況，圖 3-2為兩種根瘤菌菌落計(jì)數(shù)柱狀圖。圖 3-1 S. fredii（左）和 B. elkanii（右）涂布平板Fig.3-1 Flat plate of S. fredii and B. elkanii

兩株大豆根瘤菌對(duì)烯效唑的響應(yīng)及初步應(yīng)用用含有梯度濃度烯效唑的液體培養(yǎng)基培養(yǎng)根瘤菌，OD600下測(cè)定規(guī)定時(shí)間培養(yǎng)液的吸光值與 pH 值的變化情況。根據(jù)測(cè)定結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，含有 100 mg·L-1濃度烯效唑的培基中 S. fredii 的菌體含量較其它六組出現(xiàn)降低，含有 10 mg·L-1、1 mg·L-1、0.1 mg·L-1、0.mg·L-1和 0.001 mg·L-1濃度烯效唑的培養(yǎng)基中 S. fredii 的菌體含量較不含烯效唑一組無(wú)明變化；在含有 10 mg·L-1和 1 mg·L-1濃度烯效唑的培養(yǎng)基中，B. elkanii 的菌體含量較含100 mg·L-1、0.1 mg·L-1、0.01 mg·L-1和 0.001 mg·L-1濃度烯效唑培養(yǎng)基中 B. elkanii 的菌體量有明顯升高（圖 3-3）；測(cè)定各組的 pH 值后發(fā)現(xiàn)，各組的培養(yǎng)基中隨著菌體含量的增加pH 均出現(xiàn)了降低，且菌體含量越大，pH 下降越多，各組間 pH 值下降的差異與菌體含變化的差異有著相關(guān)性且呈反比（圖 3-4）。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2852826