為提高豆科決明屬（Chamaecrista spp.）牧草的結(jié)瘤能力和固氮效率,促進決明屬牧草在酸性土壤中的應(yīng)用及推廣,本研究以圓葉決明（Chamaecrista rotundifolia）和羽葉決明（Chamaecrasta nictitans）為試驗材料,通過分離、純化、nodA基因鑒定等方法,從酸性土壤里決明屬牧草的根瘤中分離到10株候選根瘤菌株系。16S rDNA測序及系統(tǒng)發(fā)育樹分析表明,這10株根瘤菌均屬于慢生型根瘤菌�；亟釉囼灡砻�,上述10株根瘤菌均能與圓葉決明共生,形成根瘤。與不接種的對照相比,其固氮酶活性為0.08～4.65μmol·g^-1·h^-1,植株干重、SPAD值和氮含量分別提高了99.17%～372.14%,399.27%～789.05%,235.00%～1043.33%。其中,4株根瘤菌TXR2,TXN1,WYSR1,JYN6對圓葉決明氮營養(yǎng)貢獻最大,并且TXN1與宿主共生形成的根瘤數(shù)目最多,而JYN6的固氮酶活性最高。說明本研究分離鑒定到4株決明高效根瘤菌,具有較好的應(yīng)用前景。 

【文章來源】：草地學(xué)報. 2020,28(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

決明屬牧草根瘤菌的分離、純化及PCR鑒定

回接根瘤菌后能明顯促進圓葉決明的生長,葉片返綠,而CK則植株矮小,葉片黃化(圖3A)。進一步統(tǒng)計分析植株的SPAD值及植株氮含量,結(jié)果顯示,與CK相比,接種處理的SPAD值和氮含量均顯著提高了399.27%～789.05%和235.00%～1043.33% (圖3,B和C) (P<0.05)。其中,接種慢生根瘤菌TXR2,TXN1,WYSR1,JYN6的圓葉決明,除TXR2外,SPAD值均顯著高于其他根瘤菌的處理(P<0.05),且對應(yīng)的植株氮含量也最高(圖3)。說明,接種上述4株慢生根瘤菌更能顯著促提高植株SPAD值和氮含量,可能具有更好培肥土壤的潛力。3 討論

為了鑒定上述10株慢生型根瘤菌的共生結(jié)瘤和固氮能力,本研究將其分別回接于圓葉決明,對根瘤數(shù)目和固氮酶活性進行了統(tǒng)計,并進一步分析了根瘤菌菌株對植株生長的影響。結(jié)果顯示,所分離的10株慢生型根瘤菌均能與圓葉決明共生形成根瘤,而不接種處理的圓葉決明(CK) 則不能形成根瘤(表2)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),接種慢生型根瘤菌后,每5株圓葉決明平均結(jié)瘤數(shù)目在26～100個之間變化,固氮酶活性的變化范圍為0.08～4.65 μmol·g-1·h-1。證明分離獲得的10株慢生根瘤菌均能夠與圓葉決明共生形成根瘤,且均具有不同程度的固氮能力。然而,根瘤菌與宿主之間的匹配性存在顯著差異,其中結(jié)瘤率最高的是從天香羽葉決明分離獲得的菌株TXN1,而固氮能力最強的是從舉源羽葉決明分離的6號菌株,JYN6。此外,根瘤菌接種處理顯著促進了宿主植物的生長發(fā)育。回接處理30 d后,與不接種根瘤菌的對照相比,圓葉決明株高、植株鮮重和植株干重分別顯著增加了17.29%～59.57%,40.47%～323.32%,99.17%～372.14%(表2) (P<0.05)。說明,通過接種根瘤菌可顯著促進圓葉決明生物固氮能力,進而明顯促進了植株的生長發(fā)育。表2 回接不同根瘤菌對圓葉決明結(jié)瘤固氮及生長的影響Table 2 Effects of inoculation with different rhizobial stains on nodulation,nitrogen fixation and growth in Cassia rotundifolia 處理Treatment 根瘤數(shù)Nodule number/#·(5plants)-1 固氮酶活性Nitrogenase activity/μmol·g-1·h-1 株高Plant height/cm 植株鮮重Plant fresh weight/mg·(5plants)-1 植株干重Plant dry weight/mg·(5plants)-1 CK 0.00±0.00f 0.00±0.00f 6.27±0.25f 304.80±13.62g 42.00±1.22g TXR1 27.50±7.78e 0.86±0.23c 9.10±0.14bc 799.20±75.09cd 124.33±35.66cde TXR2 44.33±0.58d 0.47±0.18d 10.00±0.50a 985.00±171.12bc 165.20±36.83ab TXN1 100.00±13.89a 0.36±0.03d 9.43±0.51ab 1290.27±160.35a 198.30±17.51a TXN2 47.00±1.41cd 0.37±0.13d 9.20±0.44b 880.57±185.99c 132.05±3.18bc TXN3 44.50±0.71d 0.08±0.01e 7.35±0.21e 428.15±39.81f 83.65±5.16f WYSR1 55.00±12.29bc 2.30±0.20b 8.57±0.40cd 1169.07±171.46ab 184.20±31.95a WYSR2 54.00±1.00bcd 0.39±0.01d 9.03±0.35bc 861.70±149.77c 131.35±23.97bd JYR3 26.00±1.41e 0.38±0.05d 8.05±0.07d 513.60±34.65ef 94.05±8.41ef JYN2 58.67±3.51b 0.14±0.04e 8.10±0.17d 640.73±107.53de 109.30±22.52cdf JYN6 32.08±3.82e 4.65±0.12a 9.57±0.38ab 797.92±69.87cd 131.67±4.11bc 注:同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)Note:Different letters in the same column indicate significant differences at the 0.05 level

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