植物内生细菌根部定殖对小麦生理生化的影响
目录
摘要 2
关键词2
Abstract2
Key words 2
引言2
1材料与方法 3
1.1实验材料 3
1.2方法 4
1.2.1小麦水培实验4
1.2.2 植物体内芘的提取与测定4
1.2.3 培养液中芘的提取与测定 4
1.2.4邻苯二酚2,3双加氧酶活性的测定4
2 结果与分析5
2.1 植物内生细菌根部定殖对小麦生长的影响5
2.2植物内生细菌根部定殖对小麦体内芘含量的影响5
2.3 植物内生细菌根部定殖对培养液中芘含量的影响7
2.4植物内生细菌根部定殖对邻苯二酚2,3双加氧酶活性的影响 7
3讨论 8
4 结论9
致谢9
参考文献 10
植物内生细菌根部定殖对小麦生理生化的影响
引言
引言:植物中内生细菌种类繁多、分布广泛。几乎所有的健康植物体内均存在有大量的内生细菌,其具有丰富的生物多样性[3]。一般认为内生细菌是植物组织内的正常微生态菌群,其存在不会使植物出现可见的伤害或功能的改变。目前,国内外已在小麦、玉米、棉花、水稻、马铃薯、甜菜、番茄、葡萄等近30种作物中分离出内生细菌 129 种,隶属于 54 个属,并发现了内生细菌新的分类单位[4]。不同植物体内内生细菌的种类与数量差异明显,甚至同种植物不同品系植株内内生细菌种类、数量和活性也存在差异[5]。尽管内生细菌在植物不同部位均有分布,但通常下部组织多于上部,
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越往植株顶部,内生细菌越少。随着植株生长时间延长,其体内的内生细菌种类和数量也逐步增多,在生长茂盛时期其数量和种类达到最大[6]。植物内生细菌已成为农学、植物保护、园艺、环保等领域共同关注的一类颇具前景的重要微生物菌群。
自上世纪 50 年代以来,研究者开始关注植物内生细菌对高等植物生长的影响[7];已证实,植物内生细菌具有促进作物增产、提高植物抗逆性、降低植物病虫害发生等生理生态功能,并可作为生防菌和外源基因的重要载体。与从土壤中分离的根围促生细菌相比,植物内生细菌能有效地在植物体内定殖,不易受外界环境的影响,诱导植物产生抗菌素、酶类等次生代谢产物,促进植物生长,提高植物的耐受性;另一方面,植物为内生细菌提供了生存场所和大量营养,刺激内生细菌的生长繁殖[8]。内生细菌在植物体内定殖后,会分泌植物生长素吲哚乙酸、生成含铁细胞以及其它有利于植株适应不利环境的酶等,从而提高植物抗逆境能力[9,10]。内生细菌可降低病虫害的发生。
PAHs 类化合物是土壤环境中普遍存在的具有代表性的一类有机污染物。有关植物内生细菌对植物吸收 PAHs 的调控作用的实验性报道仍极少。 近来, 有研究者报道 [11],内生细菌 Achromobacter xylosoxidans F3B可以提高多环芳烃污染土壤上植株的根长、生物量,增强植株对多环芳烃污染的耐受性。实际上,迄今有关 PAHs 的植物功能内生细菌的研究才刚开始,仅涉及了极少的几株内生细菌和几种PAHs,且其调控植物吸收的功效及机理等尚远不清楚,急需要运用多学科的知识和手段来共同解决该领域一些重要科学问题:具有 PAHs 降解特性的植物功能内生细菌的定殖;功能内生细菌对植物吸收积累 PAHs 的调控作用; 功能内生细菌对植物体内酶系活性的影响及其与植物代谢 PAHs 的关系;功能菌调控植物吸收PAHs 的作用机制。
针对上述情况,本实验拟以芘为目标污染物,旨在研究功能内生细菌根部定殖方式对植物生物量、吸收积累 PAHs 的调控规律、植物体内主要酶系活性的影响及其与植物代谢 PAHs 的关系。在此基础上,有望综合地评价利用植物功能内生细菌调控植物吸收有机污染物的可行性,探索出一条应用植物体内的微生态系统来有效规避有机污染风险的新途径,进而为防治土壤有机污染、保障污染区农产品安全、减低农作物有机污染风险、合理利用污染土壤资源等提供重要依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
芘(Pyrene)购自德国Fluka公司,纯度>98%。甲醇为色谱醇,其它试剂为分析纯。
供试植物:小麦(wheat),品种为扬麦16。
供试菌株:降解菌株Serratia sp.PW7。产红色素,对氨苄青霉素、盐酸四环素、链霉素、卡那霉素、大观霉素等均有抗性。底物为50mgL1时降解率最高,达到了47%以上。
霍格兰营养液(Hoagland nutrient solution):Ca(NO3)24H2O 945 mgL–1,KNO3 506 mgL–1,MgSO4 493 mgL–1,KH2PO4 136 mgL–1,NH4NO3 80 mgL–1,pH 5.5;铁盐溶液(2.5 mL):FeSO47H2O 2.78 g,EDTANa2 3.73 g,蒸馏水500 mL;微量元素溶液(5 mL):MnSO4 22.3 mgL–1,ZnSO4 8.6 mgL–1,H3BO3 6.2 mgL–1,KI 0.83 mgL–1,Na2MoO4 0.25 mgL–1,CuSO4 0.025 mgL–1,CoCl2 0.025 mgL–1, pH 6.0。
LB培养基:蛋白胨10.0 gL1,酵母粉5.0 gL1,NaCl 10.0 gL1,pH 7.0。
无机盐培养基(MSM):(NH4)2SO4 1.50 g•L1,K2HPO4•3H2O 1.91 g•L1,KH2PO4 0.50 g•L1,MgSO4•7H2O 0.20 g•L1,2 mL微量元素溶液(CoCl2•6H2O 0.1 mg•L1,MnCl2•4H2O 0.425 mg•L1,ZnCl2 0.05 mg•L1,NiCl2•6H2O 0.01 mg•L1,CuSO4•5H2O 0.015 mg•L1,Na2MoO4•2H2O 0.01 mg•L1,Na2SeO4•2H2O 0.01 mg•L1),pH 7.0。固体培养基加2.0%琼脂。
磷酸盐缓冲液(PBS):K2HPO4H2O 21.75 gL1,Na2HPO412H2O 33.4 gL1,KH2PO4 48.7 gL1,NH4Cl 5.2 gL1。121 ℃高压蒸汽灭菌20 min
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