论文部分内容阅读
连作障碍问题严重影响着作物的生产和可持续发展。化感作用是引起作物连作障碍的主要因素之一,而植物根系分泌的自毒物质如对羟基苯甲酸(PHBA)等酚酸类物质,是引起化感作用的主要物质。本研究利用微生物降解黄瓜根泌自毒物质PHBA以缓解黄瓜的连作障碍。从连作黄瓜的根际土壤中筛选到一株能够降解PHBA的放线菌,研究了该菌在液体培养基、土壤中对黄瓜自毒物质PHBA的降解作用,发现该菌不仅可以缓解土壤中PHBA的胁迫作用,同时也影响了黄瓜叶片抗氧化酶和土壤酶活性。具体结果如下:(1)筛选到一株对PHBA有降解能力的放线菌,将其鉴定、命名为Streptomyces coelicoflavus GLY-20。(2)通过单因子实验得出S.coelicoflavus GLY-20降解PHBA的较适p H为7-9,较适温度为28-32℃,较适PHBA起始浓度为0.1-0.5g/L。通过响应面实验优化出了S.coelicoflavus GLY-20降解能力最强时的培养条件:PHBA初始浓度为0.56g/L,培养温度为30.32℃,pH为7.62。原儿茶酸(PA)是S.coelicoflavus GLY-20降解PHBA的一个代谢产物,在60h积累量达到最大值,随之被逐渐降解。(3)S.coelicoflavus GLY-20能够在180h内降解Hoagland营养液中99.8%的PHBA,这为无土栽培中营养液的循环利用提供了参考。(4)在含有110μg/g PHBA的土壤中,接种1mL(7.24log cfu/g土)、2mL(7.54log cfu/g土)、3mL(7.72log cfu/g土)、4mL(7.85log cfu/g土)S.coelicoflavus GLY-20孢子菌悬液,30d后PHBA的剩余量分别为50.30、38.79、24.16和8.87μg/g土。结果表明,随着菌量的加大,PHBA降解率也增大。(5)添加外源PHBA到栽培黄瓜的土壤后,土壤酶活性降低,黄瓜叶片丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子水平升高,抗氧化酶活性降低;向土壤中再施加S.coelicoflavus GLY-20菌剂时,土壤中的PHBA含量明显下降,土壤酶活性和黄瓜叶片抗氧化酶活性显著升高,叶片丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量降低,从而缓解了酚酸对黄瓜造成的胁迫作用。(6)分别用葡萄糖和PHBA做唯一碳源测定S.coelicoflavus GLY-20的生长曲线,结果表明S.coelicoflavus GLY-20在两种碳源中的生长趋势是相同的,都在36h达到对数生长期。(7)对葡萄糖和PHBA两种碳源下培养的S.coelicoflavus GLY-20进行转录组测序分析,共得到226个差异表达基因。这些差异基因可能和PHBA的降解有关,为进一步研究S.coelicoflavus GLY-20降解PHBA的分子机制打下了基础。