论文部分内容阅读
固氮菌资源的收集挖掘可以帮助微生物肥料的研究与开发,微生物肥料与化肥合理搭配还能提高化肥利用率,在保证作物产量的同时减少成本和污染。本研究以广西自治区梧州市藤县蒙江镇那塘村一处山洼的药用野生稻为研究材料,采用三种无氮培养基经平板划线分离法筛选内生固氮菌,通过乙炔还原法测定其固氮酶活性和同位素丰度法验证固氮能力;利用IS-PCR(Insertion sequence-based PCR)指纹图谱和SDS-PAGE全细胞蛋白电泳指纹图谱对获得的内生固氮菌进行聚类分析;对于各个类群的代表菌株,根据16S rRNA基因序列分析确定其分子系统发育关系;使用溶解透明圈法定性检测溶磷解硅能力;Salkowski比色法定量测其产生长素能力;钼锑抗比色法定量测其溶磷能力;2,4-二硝基苯肼比色法定量测其ACC脱氨酶活性;络天氰(CAS)法检测产铁载体。主要得出以下研究结果:(1)从供试材料中分离纯化获得34株内生固氮菌,其固氮酶活性介于5.0到1036.7 nmol/mL?h之间。分离获得的菌株用IS-PCR指纹图谱和SDS-PAGE全细胞蛋白电泳指纹图谱可聚为5个类群,类群I和II各有8株,类群III、IV、V分别有2株、5株和11株。固氮酶活性最高的菌株HU31,同位素丰度法检测15N同位素丰度达到25.15%,超过自然丰度0.36%。(2)各个类群代表菌株16S rRNA基因序列分析表明:类群I代表菌株HU33与无乳固氮螺菌(Azospirillum amazonense ATCC 35119T)相似性为97.13%;类群II代表菌株HU31与变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola DSM 15968T)相似性为99.71%;类群III代表菌株HU17与蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii ATCC 700476T)相似性为99.86%;类群IV代表菌株HU13与黄黄色杆菌(Xanthobacter flavus ATCC 35867T)相似性为100%;类群V代表菌株CM05与越南伯克霍尔德菌(Burkholderia vietnamiensis LMG 10929T)相似性为99.86%。(3)代表菌株HU31和CM05都可以溶磷脱硅;比色法定量测出菌株HU31和CM05的解磷能力分别为105.4±6.9μg/mL和71.8±9.0μg/mL。代表菌株HU31、HU17和CM05有产铁载体能力。5个类群的代表菌株都具有产生长素能力,在有色氨酸存在的情况下,菌株HU13、HU17和HU31的产生长素能力显著高于没有色氨酸存在的时候,说明这三株内生菌生长素合成途径依赖色氨酸。5个类群代表菌株都具有ACC脱氨酶活性。(4)代表菌株HU31在低氮液体培养情况下,使充满N2的密封塑料瓶凹陷。本研究分离筛选的野生稻内生固氮菌具有生物多样性,并且具有一定的农业生产应用潜力,为微生物肥料生产收集了菌种资源;类群I代表菌株HU33可能是一个新类群,有待于DNA杂交和电子显微镜观察进一步验证;类群II代表菌株HU31在低氮液体培养情况下也能高效固氮,有可能代表一种新的固氮体系。