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铁是所有生物体不可或缺的营养元素之一.尽管在多数土壤中全铁含量丰富,但能被植物吸收利用的可溶性铁含量却很低,其溶解度受土壤pH值的影响(pH7.4时溶解度仅为10-18 mol/L),中性土壤中主要以难溶性的氧化高铁等形式存在.在某些地区,日益严重的土壤盐渍化及化学肥料的过量施用还会进一步降低土壤中可溶性铁的含量,因此植物缺铁现象已成为农业生产中亟待解决的问题.许多植物根际促生细菌在铁缺乏的情况下自身可产生能特异性螯合Fe3+的小分子化合物——嗜铁素,将难溶性铁转化为菌体可利用的铁,从而使其自身能够在可溶性铁远远不能满足正常生长所需浓度的土壤中生存. 为深入探讨嗜铁素在植物促生中的地位和作用,本文从分离筛选具嗜铁素活性的植物根际细菌入手,对分离到的菌株进行生物学特性的检测及生理生化和分子生物学水平的鉴定,通过拮抗实验及水培实验研究了菌株嗜铁素发酵液对病原菌及植物生长的影响.利用亲和层析法对该菌产生的嗜铁素进行分离纯化,并对其在拮抗病原菌及植物促生中的作用进行初步研究。具体结果如下: 1.从大棚蔬菜根际土中分离到一株嗜铁素高产菌株A3,铬天青(CAS)法定量检测其嗜铁素相对含量达93.40%.FeCl3实验、四唑盐实验、Arnow’s实验及Shenker’s实验结果显示其产生的嗜铁素类型为羧酸型.在不同底物诱导下,该菌株可不同程度地产生吲哚乙酸(IAA)及1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶,并具有一定的溶磷能力.根据形态特征、生理生化、API鉴定系统和16S rRNA将菌株A3鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida). 2.通过抑菌实验研究了恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)A3对草莓灰霉病原菌(Botrytis cinerea Pers.)的拮抗作用.结果发现,不产蛋白酶的菌株A3仅在铁离子含量较少的SA培养基中对草莓灰霉病原菌表现出抑制作用,且作用效果随Fe3+含量的增加而减小,表明菌株A3对该病原菌的拮抗机制与嗜铁素有关. 3.针对恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)A3产生的大量嗜铁素,本文通过水培试验研究了嗜铁素在促进黄瓜幼苗生长中的作用.在有无难溶性铁以及有无菌株A3嗜铁素发酵滤液(SCF)的4组处理(SCF+Fe)、(SCF-Fe)、 (Non-SCF+Fe)、(Non-SCF-Fe)中,添加难溶性铁及嗜铁素发酵滤液(SCF+Fe)的处理组能够显著提高黄瓜幼苗的株高、根长、叶长、鲜重及叶绿素含量,表明菌株A3产生的嗜铁素缓解了低铁胁迫对植物产生的负面影响. 4.为了进一步研究恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)A3的促生机制,本文利用固定化金属离子亲和层析法(Immobilized Metal Affinity Chromatography,IMAC)对菌株A3产生的嗜铁素进行分离纯化,并对其生防及促生效果进行初步研究。结果显示,纯化的嗜铁素在SA培养基中对草莓灰霉病原菌的抑制率为31.25%;水培试验中,与对照相比,向缺铁营养液中添加难溶性铁及纯化的嗜铁素能够提高黄瓜幼苗叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素的含量.这一研究结果是对恶臭假单胞菌促生机制的有效补充,为今后进一步开发应用于农业生产奠定基础.