【摘要】：連作障礙(Continuouscropping obstacles)是各國農(nóng)業(yè)亟需解決的問題。研究發(fā)現(xiàn):酚酸類物質(zhì)的積累不利于作物的生長發(fā)育,是導(dǎo)致連作障礙的主要原因之一。阿魏酸(FA)、對羥基苯甲酸(PHBA)是土壤中主要的酚酸類物質(zhì),也是多種植物的自毒物質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)從發(fā)生嚴(yán)重連作障礙的瓜類土壤中分離出能同時(shí)降解FA和PHBA的一株菌株,將其研制成菌劑施加到含有外源阿魏酸、對羥基苯甲酸的土壤中,研究降解菌的降解機(jī)制及該菌劑的施加對黃瓜生長、根際土壤酶活等方面的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)本實(shí)驗(yàn)從患有嚴(yán)重連作障礙的瓜類土壤中分離、純化得到一株能同時(shí)降解FA和PHBA的高效降解菌,通過分子手段鑒定該菌株為醋酸鈣不動桿菌Acinetobacter calcoaceticus,本實(shí)驗(yàn)中命名為P13。利用該微生物來緩解由阿魏酸、對羥基苯甲酸所導(dǎo)致的連作障礙,為研制降解阿魏酸、對羥基苯甲酸的混合菌劑打下基礎(chǔ)。(2)連作七年的黃瓜土壤中比重最大的兩種酚酸是FA和PHBA,根據(jù)FA和PHBA的實(shí)際比例配制混合酚酸培養(yǎng)基。對P13降解FA和PHBA的代謝中間產(chǎn)物進(jìn)行HPLC分析,確定其主要代謝產(chǎn)物:菌株P(guān)13降解阿魏酸時(shí),主要代謝產(chǎn)物為4-乙烯愈創(chuàng)木酚、香草酸、原兒茶酸;降解PHBA的代謝產(chǎn)物為原兒茶酸。優(yōu)化P13菌株的降解條件,獲得其最優(yōu)降解條件為:磷酸二氫鉀初始濃度21.59g/L、培養(yǎng)基pH 6.96、培養(yǎng)溫度39.37?C,在此條件下,降解到2h時(shí)FA的降解率可達(dá)到74.29%,PHBA降解率為72.36%,3h時(shí)兩種酚酸均可降解完全。該菌降解酚酸的過程中,菌體內(nèi)SOD、CAT、APX等抗氧化酶活性發(fā)生變化,這為研究該菌降解酚酸的機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。(3)在加有一定比例阿魏酸和對羥基苯甲酸的模擬連作障礙的土壤中,施加P13菌株制成的菌劑,培育黃瓜幼苗進(jìn)行生理實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)將生長狀況相同的黃瓜幼苗分為四組,分別為對照組(Control)、菌劑組(P13)、混合酚酸組(PHBA+FA)、菌劑加混合酚酸組(PHBA+FA+P13)四種處理。研究結(jié)果表明,阿魏酸和對羥基苯甲酸的添加會導(dǎo)致黃瓜葉片中MDA、O_2.~-和H_2O_2含量增多,CAT、SOD、APX等抗氧化酶活性下降;菌劑加混合酚酸處理組(PHBA+FA+P13)與混合酚酸組(PHBA+FA)相比,MDA、O_2.~-和H_2O_2含量有所降低,相關(guān)抗氧化酶活性也有所上升,證明該菌劑的添加可以緩解阿魏酸和對羥基苯甲酸對黃瓜產(chǎn)生的脅迫。(4)施加不動桿菌P13于模擬連作障礙的土壤中,改善了土壤中堿性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶等土壤酶的活性,增強(qiáng)了土壤中有機(jī)質(zhì)的代謝及有害物質(zhì)的清除效率,有效的緩解了酚酸類物質(zhì)對黃瓜植株帶來的脅迫,有利于黃瓜的生長。本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果可以為研究酚酸降解菌降解土壤中酚酸的機(jī)制打下基礎(chǔ),也為酚酸降解菌在連作障礙土壤生物修復(fù)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S642.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2646639