陜西黃土高原固氮植物沙棘根際微生物多樣性研究.pdf

1、為探索黃土高原地區(qū)非豆科固氮植物沙棘(Hippophae rhamnoides)根際促生菌在促進植被恢復和生態(tài)系統(tǒng)重建過程中的作用，以陜西關中地區(qū)結瘤沙棘根際土壤和根瘤為研究材料，通過對其微生物種群結構與土壤肥力之間關系的檢測，以及根際氫氧化細菌、弗蘭克氏菌(Frankia)和VA菌根(Vesicular-Avbuscular mycorrhiza)真菌多樣性的研究，了解非豆科植物根際氫氧化細菌的種屬分布情況，豐富現(xiàn)有關于氫氧化細菌分類

2、的研究，并探索沙棘根際多種微生物聯(lián)合促生的關系和機制。主要實驗內容和結果如下：
　　 本實驗采用氣體循環(huán)體系，電解水產生微量H2處理根際土壤，結果顯示處理后的土壤中微生物種群結構發(fā)生改變，細菌和放線菌數(shù)量增加，其中氫氧化細菌數(shù)量顯著增加，而真菌數(shù)量卻有所減少；處理后土壤中微生物呼吸作用強度以及土壤酶的活性均有不同程度的提高，土壤有機質含量增加，植物激素類物質增多，說明H2處理后土壤的肥力有所提高。
　　 采用持續(xù)通H2的

3、氣體循環(huán)培養(yǎng)體系和礦質鹽(MSA)培養(yǎng)基分離出59株細菌。通過TTC試驗、氣相色譜法測定氧化H2能力以及自養(yǎng)生長檢測，篩選出12株含氫化酶且氧化H2能力較強的菌株，初步確定為氫氧化細菌，其中菌株FS2的的氧化H2能力可達35.43μmol/L。根據菌株的形態(tài)特征、培養(yǎng)特征和生理生化特征，初步將這12株菌分屬于芽孢桿菌屬(Bacillus)、氣單胞菌屬(Aeromonas)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、微球菌屬(Micrococ

4、cus)、黃單胞菌屬(Xanthomonas)、短狀桿菌屬(Brachybacterium)、諾卡氏菌屬(Nocardia)和脂肪桿菌屬(Pimelobacter)。菌株FS2的16S rRNA基因序列(GenBank登錄號為GU084156)與芽孢桿菌屬同源性為99％，在系統(tǒng)發(fā)育樹上位于同一分支，進一步將菌株FS2歸為芽孢桿菌屬(Bacillus)。
　　 利用薄層層析的方法篩選出2株具有ACC脫氨酶的菌株FS2和WS4，并檢

5、測了對兩株菌ACC脫氨酶活性的影響因素。結果表明兩株菌在培養(yǎng)24h時可分解近90％的ACC，最適溫度為30-35℃，最適pH為7-7.5。
　　 從沙棘根瘤中分離出3株內生菌SY1，SY2，SY3，其屬于慢生長型放線菌，在BAP液體培養(yǎng)基中形成顆粒狀或絮狀沉淀；在光學顯微鏡下，菌絲有分枝且粗細不一，無氮培養(yǎng)基誘導可產生泡囊，這些特征均符合弗蘭克氏菌的一般性質，可將3株內生菌初步斷定為弗蘭克氏菌。通過對3株內生菌的生物學特性研究發(fā)

6、現(xiàn)，菌株SY1和SY2為生理A型，菌株SY3為生理AB型，利用較好的碳源是葡萄糖和Tween-80，利用較好的氮源是硫酸銨和硝酸鉀。
　　 利用酸性品紅對沙棘根段染色，結果可見3批樣品沙棘根系都有VA菌根(Vesicular-Avbuscular mycorrhiza)真菌侵染，侵染率分別為55.6％，72％，65％。采用濕篩傾析法從沙棘根際土壤鑒定出2屬7種VA菌根真菌，包括球囊霉屬(Glomus)6種：縮球囊霉(Glomus

7、 constrictum Trappe)、近明球囊霉(Glomus claroideum Schenck& Smith)、根內球囊霉(Glomus intraradices Schenck& Smith)、地球囊霉(Glomus geosporum Walker)、透光球囊霉(Glomus diaphanum Marton& walker)、網狀球囊霉，(Glomus reticulatumBhattacharjee& Mukerji)