【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)。本實驗從發(fā)生嚴重連作障礙的瓜類土壤中分離出能同時降解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)容及結果如下:(1)本實驗從患有嚴重連作障礙的瓜類土壤中分離、純化得到一株能同時降解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,本實驗中命名為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。(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)物進行HPLC分析,確定其主要代謝產(chǎn)物:菌株P13降解阿魏酸時,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FA的降解率可達到74.29%,PHBA降解率為72.36%,3h時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制奠定了基礎。(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,培育黃瓜幼苗進行生理實驗。本實驗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。研究結果表明,阿魏酸和對羥基苯甲酸的添加會導致黃瓜葉片中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,增強了土壤中有機質(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。本實驗的研究結果可以為研究酚酸降解菌降解土壤中酚酸的機制打下基礎,也為酚酸降解菌在連作障礙土壤生物修復中的應用提供理論依據(jù)。
【學位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S642.2

【參考文獻】

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本文編號：2646639