一、促进油菜生长的根际细菌分离与接种(论文文献综述)
孙乐妮[1](2009)在《铜耐性植物内生和根际细菌的生物多样性及其强化植物富集铜的研究》文中提出重金属污染土壤的植物修复是一种操作简便、环境友好的新兴原位修复技术,植物体内及根际微生物可通过多种作用方式影响重金属污染环境中植物的生长和土壤重金属的形态及植物对土壤重金属的吸收,从而影响植物对重金属的修复效率。研究重金属超积累或耐性植物内生及根际细菌的生物多样性及其与植物的相互关系,不仅有助于对微生物资源及生物多样性的深入认识,丰富微生物资源库,揭示微生物多样性与植物富集重金属的关系,而且可筛选高效植物促生细菌,为重金属污染土壤植物修复特别是内生细菌强化植物联合修复重金属铜污染土壤提供理论依据和基础材料。对不同铜污染区采集的海州香薷和鸭跖草根直接提取细菌总DNA,以799F和1492R为引物扩增部分16SrDNA片段并构建16SrDNA克隆文库,16SrDNA序列系统发育分析揭示海州香薷根部内生细菌主要包括a-, β-, y-Proteobacteria和Bacteroidetes两大类群。y-Proteobacteria在海州香薷根部细菌克隆文库中占绝对优势,分别占高、低污染区根部克隆文库的73.9%和79.0%;鸭跖草根部内生细菌主要包括a-, β-, γ-Proteobacteria、Firmicutes和Actinobacteria三大类群。属于y-Proteobacteria的克隆分别占高、低污染及无污染鸭跖草根部细菌克隆文库的41.0%、77.1%和89.9%,是本研究中检测到的最多的一大类序列,在鸭跖草根部克隆文库中占绝对优势。属于Firmicutes的克隆分别占高、低及无污染鸭跖草根部细菌克隆文库的4.8%、22.9%和10.1%。属于Actinobacteria的克隆仅在矿区高污染鸭跖草根部细菌克隆文库发现,占文库的38.6%。随着土壤铜污染程度的增加,两种植物根部y-Proteobacteria细菌数量有递减的趋势,而鸭跖草根部革兰氏阳性细菌(Firmicutes和Actinobacteria)比例逐渐增大。通过构建16SrDNA克隆文库对铜矿废弃地海州香薷和鸭跖草根际土壤细菌群落及多样性进行研究,结果表明两种植物根际细菌群落主要可归属于10大细菌类群,其中Proteobacteria在整个克隆文库中占绝对优势。Nitrospira、Chloroflexi、 Actinobacteria是仅在海州香薷根际发现的细菌类群,Cyanobacteria是仅在鸭跖草根际发现的细菌类群。通过DGGE对不同污染区两种植物根际细菌群落的研究,发现海州香薷根际细菌主要包括四大类群:a-, β-, y-Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi及TM7门。鸭跖草根际细菌主要包括四大类群:Acidobacteria、Bacteroidetes、a-, y-Proteobacteria、Firmicutes。植物根际细菌群落多样性可能与植物种类、重金属浓度、土壤性质等有关。随着污染程度的减轻,海州香薷根际γ-Proteobacteria细菌比例逐渐增大;鸭跖草根际细菌多样性有增加的趋势,Firmicutes所占的比例逐渐下降,而Acidobacteria所占比例逐渐增大,且在低度和无污染区逐渐出现了α-,γ-Proteobacteria。通过平板分离法,从铜耐性植物海州香薷和鸭跖草体内和根际土壤中分离筛选出抗铜64mg.L-1的细菌62株及能以ACC为唯一氮源生长的菌株19株。利用细菌通用引物对分离筛选的供试菌株16S rDNA进行PCR扩增,获得约1500bp片段,并用限制性内切酶HaeⅢ和MspⅠ对扩增片段分别进行了限制性酶切。根据酶切聚类分析结果挑选代表性菌株测序并进行16S rDNA序列系统发育分析,结果表明铜抗性内生细菌和根际细菌具有较丰富的物种多样性。分离于海州香薷的铜抗性细菌以不动杆菌属、肠杆菌属、泛菌属等γ-Proteobacteria占优势;分离于鸭跖草的铜抗性细菌以芽孢杆菌为主的Firmicutes占优势。通过菌株生物学特性、重金属抗性及碳酸铜溶解试验以及砂培试验初步筛选出对植物具有促生和增强铜吸收效果的3株菌株并分别鉴定为Burkholderia sp.GL12, Bacillus megaterium JL35和Sphingomonas sp.YM22。该3株菌株均能产生ACC脱氨酶、精氨酸脱羧酶、IAA和铁载体,并且能够耐受多种重金属;它们能够活化培养液中的沉淀态碱式碳酸铜。盆栽试验表明,内生菌株GL12, JL35和YM22均能促进铜污染土壤中油菜和玉米的生长,与对照相比供试植物地上部和根部干重分别增加11-56%和48-125%。接菌处理使油菜和玉米对Cu的吸收积累量分别比对照增加31%-48%和42%-91%。菌株GL12、JL35、YM22能在油菜和玉米根际和根内定殖,菌株JL35能在油菜和玉米叶部定殖。接菌处理的油菜和玉米根际土壤水溶性铜含量分别比对照增加16%-113%和63-94%,菌株GL12还分别使油菜和玉米根际乙酸铵提取态铜浓度增加51%和14%。接菌处理可能主要通过增强玉米根部SOD活性及ASA浓度来缓解过多重金属铜引起的过氧化伤害。玉米根际及根内生细菌群落的DGGE分析表明,与未接菌对照相比,菌株对玉米根际及根内生细菌群落有一定影响。
潘风山[2](2016)在《东南景天促生菌提高植物萃取镉效率及其机理研究》文中研究表明通过植物根系吸收和在地上部超量积累重金属,从而以收获植物地上部的方式清除或降低环境中重金属含量的植物萃取修复是一种有效、安全、环境友好的土壤修复技术。植物促生菌是指从根际土壤或植物体内分离的,具有多种促生特性的有益微生物。由于某些具有重金属耐性的植物促生菌能够促进植物对重金属的吸收、提高植物对重金属的耐性和植物萃取效率而引起了国内外的广泛关注。然而,植物促生菌对不同植物系统中重金属萃取效率的影响和机理仍不清楚。本文以我国原生镉(Cd)超积累植物东南景天和镉超富集植物油菜为研究材料,通过盆栽试验、溶液培养试验,综合利用植物生理学、基因组学、蛋白组学等分析方法,采用高通量测序、Real-Time PCR (RT-PCR)荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization, FISH)、绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein, GFP)标记、同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)等技术,探究植物促生细菌促进植物生长、提高植物对镉的吸收及积累的作用及其调控机理。取得的主要研究结果如下:1)采用盆栽试验,结合高通量测序分析技术,研究了不同镉水平人工污染的我国4种代表性土壤中,东南景天生长和内生菌群落结构的变化。结果发现:土壤性质和镉污染水平均显着影响东南景天的生长和内生菌群落结构。在pH较低的酸性红壤中,东南景天生长较差、镉积累浓度较高,微生物群落结构趋向简单,以不动杆菌、柄杆菌为主。而在碱性黑土中,东南景天生长较好、生物量大、镉积累浓度相对较低、微生物群落结构较复杂,以假单胞菌、不动杆菌占优。同一土壤不同镉处理下,内生菌的菌落结构也不同。在黑土与潮土中,低Cd处理下内生细菌的丰富度更高,而在水稻土与红壤中,高Cd处理下内生细菌菌落具有更高的丰富度。表明土壤性质和重金属浓度对超积累植物内生菌群落结构均有较强的选择性。2)分离鉴定了东南景天根际土壤和植物体内的促生菌,通过盆栽试验,比较了2种根际促生菌与2种内生促生菌对镉富集植物油菜生长和镉提取效率的影响。通过FISH和GFP技术,证明东南景天内生菌可以成功定殖到非宿主植物油菜中。接种上述促生菌,均能促进油菜的生长和对Cd的吸收,提高油菜Cd提取修复效率;然而内生菌的作用效果要优于根际菌,且不同种类内生菌的作用效应存在明显差异。本研究中,内生菌SaMR12不仅显着提高油菜对Cd的积累量(提高42.2%),而且不会增加种子中Cd的含量,降低了Cd通过油菜籽进入食物链的风险,因此被选为后续研究的重要菌株。3)采用盆栽试验,研究了东南景天-油菜轮作系统与SaMR12对黑土、水稻土、潮土中镉萃取修复的影响。结果发现,东南景天-油菜对镉的萃取量为63.4-477.6 μg,以水稻土最高(477.6μg);接种SaMR12可进一步提高植物对镉的积累量和修复效率(提高6-55%),以黑土提高效果最优(提高55%),并且显着提高了东南景天根际细菌群落多样性,而对油菜根际土壤细菌群落结构的影响不显着。说明植物促生菌是东南景天/油菜轮作系统萃取修复的有效调控手段。4)通过溶液培养试验,研究了在不同Cd浓度处理下,SaMR12对东南景天根系抗氧化系统的影响。结果发现,与未接菌的对照相比,SaMR12能够显着提高Cd胁迫下东南景天对Cd的积累量,但对根系抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性没有显着影响,这可能与东南景天抗氧化酶的活性对Cd水平的变化不敏感有关。然而,Cd处理水平和SaMR12能够显着影响根部MDA、ROS、GSH浓度和PER1、ATPS、GS和GSH1等相关基因的表达。表明SaMR12通过增加GSH浓度和相关基因表达,降低H202的浓度和根部损伤,缓解植物氧化胁迫,从而提高植物对Cd的吸收和积累。5)通过溶液培养试验,研究了在不同浓度Cd处理下,SaMR12对东南景天金属离子吸收和三种相关转运蛋白家族基因表达的影响。结果表明,在低浓度的Cd处理时,SaMR12能够增加植物地上部Fe、Zn和Cd的含量,提高SaIRT1、 SaHMA2和SaNRAMP3在地上部的表达水平,提高SaHMA2, SaNARMP1在根部的表达水平;在高浓度Cd处理下,SaMR12能够增加叶片叶绿素的浓度和地上部Fe、Mg的含量,提高SalRT1、SaZIP3、SaHMA2、SaHMA3和SaNRAMP6在地上部的表达水平,以及SaIRT1、SaZIP3、SaHMA3、SaNARMP6在根部的表达水平。说明在无Cd胁迫的条件下,SaMR12能够提高一些转运基因的表达从而增加植物对必需元素和Cd的吸收;而当植物处于Cd胁迫时,SaMR12可通过促进植物吸收Fe和Mg,调控金属转运基因的表达来促进植物生长,提高植物对Cd的吸收积累。6)通过盆栽实验,利用iTRAQ技术研究了促生菌剂对东南景天地上部蛋白质组的变化。在对照和接种促生菌剂组筛选到67个差异蛋白,其中上调40个,下调27个;在对照与原生态东南景天组筛选到230个差异蛋白,其中上调113个,下调117个,两组共同的上调蛋白15个,下调蛋白13个。差异蛋白主要参与核糖体途径、光合作用、氧化磷酸化、谷胱甘肽代谢等过程,说明促生菌能够影响植物体内一系列相关的代谢过程。以上结果表明,促生菌对植物重金属提取的促进作用不仅是这些代谢过程相互作用的结果,而且可能是东南景天长期适应重金属胁迫、产生超量积累重金属的原因之一。
张艳峰[3](2011)在《金属耐性植物内生细菌对油菜耐受与富集重金属的影响及其机制研究》文中认为土壤重金属污染生物修复是一种成本低廉、易于操作且环境友好的新兴原位修复技术,而植物内生细菌可以通过多种作用方式影响植物的生长和植物对重金属的耐受和富集,在重金属污染土壤植物-微生物联合修复中起到极其重要的作用。通过分离筛选重金属耐性植物内生植物促生细菌,不仅可以丰富植物促生细菌的菌种资源库,而且为发展重金属污染土壤植物-微生物联合修复提供理论依据和新的技术途径。从汤山铜矿废弃地和栖霞山铅锌银矿区周边采集野菊、鬼针草、土荆芥等10种重金属耐性植物,以1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)为唯一氮源,分离筛选产ACC脱氨酶植物内生细菌,同时研究菌株产吲哚乙酸(IAA)、铁载体、精氨酸脱羧酶以及溶解难溶性磷酸盐等其他植物促生特性。从上述重金属耐性植物中共分离筛选到产ACC脱氨酶并且兼具其他植物促生特性的植物内生细菌20株,其中从铜耐性植物中分离筛选得到8株,铅耐性植物中分离筛选到12株。供试20株植物内生细菌对重金属Cu、Cd、Pb和Ni都有一定的抗性,其中菌株Y1-3-9、Jp3-3、J1-22-2、Q2BJ2, Q2EJ2和Q2BG1表现出较高的ACC脱氨酶活性(120.3-369.6μMh-1mg-1).通过16S rRNA基因序列测定与分析,供试20株植物内生细菌分属于Pantoea、Ralstonia、 Pseudomonas、Bacillus、Acinetobacter和Agrobacterium等6个属。砂培条件下,以生物量大、生长快、具有一定耐性的油菜作为供试植物,研究Cu/Pb胁迫下,6株高产ACC脱氨酶植物内生细菌对油菜生长和吸收重金属的影响。结果表明,在不加重金属条件下,与对照相比,供试菌株使油菜的生物量增加了31.5%-166.8%;在Cu (2.5-5.0mg L-1)胁迫下,与对照相比,供试菌株Y1-3-9、Jp3-3和J1-22-2使油菜的生物量增加了24%-167%,铜含量增加了86.4%-192.6%,铜的积累量增加了43.3%-124.4%;在Pb50mg L-1处理下,供试菌株对油菜生物量影响不明显,与对照相比,菌株Q2BJ2, Q2EJ2和Q2BG1使油菜体内Pb浓度和积累量上升了34.6%-175%和84.0%-147%,Pb100mg L-1处理下,菌株Q2BJ2, Q2EJ2和Q2BG1使油菜生物量增加了34.5%-72.2%、Pb含量增加了156%-310%,Pb的积累量增加了28.6%-325%;另外,在Pb50mg L-1处理的砂培条件下,供试菌株Q2EJ2和Q2BJ2使油菜的铅转运系数上升,与不接菌处理的转运系数(0.575)相比,接菌Q2EJ2和Q2BJ2的转运系数分别上升到1.399和1.049,说明菌株在一定程度上增强了油菜的超富集能力。采用汤山铜矿废弃地和栖霞山铅锌银矿区周边采集的重金属污染的农田土壤,选取高产ACC脱氨酶的植物内生促生细菌Y1-3-9、Jp3-3和另外两株具有精氨酸脱羧酶活性的植物内生促生细菌Q2EY2和Q1BY6,研究其促进油菜修复土壤重金属污染效应及机制。在原位污染土壤的盆栽修复试验中,与对照相比,菌株Y1-3-9、Jp3-3、Q2EY2和Q1BY6使油菜的生物量增加了24.4%-124%,Cu/Pb吸收浓度提高了55.8%-685%,油菜体内Cu/Pb的积累量上升了46%-494%. PCR-DGGE结果表明,接种植物内生促生菌株对油菜根际土壤细菌群落结构影响不明显,对油菜根内生细菌群落结构产生了一定的影响。接种植物内生促生细菌Q1BY6后,油菜的叶绿素含量显着上升。与接灭活菌对照相比,接菌(Y1-3-9、Jp3-3和Q1BY6)处理显着提高了油菜叶内乙酸含量,另外接菌(Q1BY6)处理油菜根内柠檬酸含量比接灭活菌对照提高了16.4%,接菌(Jp3-3、Q1BY6和Q2EY2)处理油菜根内丁二酸含量达2036-4869μgkg-1,而接灭活菌对照根内未检测到丁二酸。接种菌株Y1-3-9和Q2EY2还使油菜体内游离(亚精胺+精胺)/游离腐胺比值有所升高,另外,接菌处理油菜体内游离腐胺含量比对照降低1.7-398.9%;接种菌株Jp3-3和Y1-3-9处理油菜体内植物螯合肽含量分别比对照提高了22.5%和256%。
陈胜男[4](2012)在《自生固氮菌对玉米、小麦根际微生态调控机制的研究》文中研究说明本研究运用RFLP、BIOLOG、PCR-T-RFLP、巢式PCR-DGGE、傅立叶红外光谱和根系扫描等技术主要从根际微生态特征方面探索了自生固氮菌(Azotobacter)与玉米(Zea mays L.)、小麦(Triticum aestivum L.)互作机制。首先从陕西周至秦岭南坡土壤分离得到62株自生固氮菌,采用RFLP技术进行菌株16S rDNA指纹图谱分析,并测定固氮酶活性,确定3株高效自生固氮菌分别为褐球固氮菌(Azotobacter chroococcumYCYS)、芸苔叶杆菌(Phyllobacterium brasssicacearum QL54)和类芽孢杆菌(Paenibacillus sabinae MX31)。盆栽实验条件下,接种3株自生固氮菌对玉米(Z. maysL.)、小麦(T. aestivum L.)生长、根际土壤酶活性和微生物群落多样性的调控过程;在不同氮水平/盐浓度条件下,研究接种自生固氮菌对玉米(Z. mays L.)根系形态和根际细菌群落多样性的影响;分析了大田实验条件下接种菌剂和施加氮素、微生物酶制剂对小麦(T. aestivum L.)根际微生态特征的影响。研究结论为自生固氮菌资源利用和菌剂开发以及菌剂与氮素肥料合理配施提供科学依据,研究得到主要结论如下:1.本研究共分离得到62株自生固氮菌,采用RFLP技术进行菌株16S rDNA指纹图谱分析、测定菌株固氮酶活性,并对代表菌株进行鉴定。结果表明,62株自生固氮菌具有丰富的遗传多样性,YCYS菌株固氮酶活性最高为47.74±1.02nmol/mg·h;3株具有高固氮酶活性的代表菌株分别为褐球固氮菌(Azotobacter chroococcum YCYS)、芸苔叶杆菌(Phyllobacterium brasssicacearum QL54)和类芽孢杆菌(Paenibacillus sabinaeMX31)。2.在盆栽实验条件下,研究了3株自生固氮菌—褐球固氮菌(Azotobacterchroococcum YCYS)、芸苔叶杆菌(Phyllobacterium brasssicacearum QL54)和类芽孢杆菌(Paenibacillus sabinae MX31)接种盆栽玉米(Z. mays L.)之后,玉米(Z. mays L.)生长、植株氮含量、根际土壤酶活性、细菌群落功能多样性和遗传多样性的响应过程。结果表明,随接种时间延长,接种自生固氮菌显示出良好的促生效果,接种42天,MX31处理显着高于对照,地上部分鲜重的大小顺序为:MX31>QL54>YCYS>Control。接种7天,接种褐球固氮菌(A. chroococcum YCYS)和类芽孢杆菌(P. sabinae MX31)玉米根际土壤脲酶活性分别比对照高20.55%和9.58%。BIOLOG结果显示,接种自生固氮菌可以提高细菌总代谢活性。3.在盆栽实验条件下,探索了接种自生固氮菌对小麦(Triticum aestivum L.)生长、根际土壤酶活性和微生物群落功能多样性的影响。结果表明,接种35天时,接种QL54处理小麦苗高极显着高于对照(P<0.01)。根系活力在接种20天时,接种处理显着高于对照。接种YCYS和QL54显着提高小麦籽粒百粒重,分别比对照高22.05%和20.56%,差异达到显着性水平(P<0.05)。接种YCYS、QL54和MX31处理小麦麦粒吸氮量分别比对照高7.58%、16.76%和1.78%。傅里叶红外光谱表明,接种自生固氮菌对小麦籽粒物质组成无影响。BIOLOG主成分分析(PCA)表明接种自生固氮菌小麦根际细菌和真菌群落功能多样性特征存在时间差异。4.研究了不同施氮水平对小麦(Triticum aestivum L.)根际土壤酶活性和真菌分子群落多样性的影响。结果表明,随着氮素添加量的增加,脱氢酶活性降低,其中低氮素处理为22.93±4.89μg TPF/(g·24h),是高氮素的3.74倍(P<0.05);蛋白酶和蔗糖酶活性4个处理间差异不显着(P>0.05)。巢式PCR-DGGE图谱显示小麦根际土壤真菌DGGE图谱有58种条带类型。真菌群落丰富度指数(S)和多样性指数(H)均为:对照>中氮>低氮>高氮处理。5.不同氮水平条件下,研究接种褐球固氮菌(Azotobacter Chroococcum YCYS)对玉米植株吸氮量、根际土壤酶活性和细菌群落多样性的影响。结果表明,低氮条件下(0.05g/kg),接种YCYS处理的玉米植株吸氮量为59.78±0.18mg/株,极显着高于其他处理(F=237.39,P<0.01)。低氮条件下(0.05g/kg),接种褐球固氮菌(A. chroococcum)可以极显着提高玉米根际脱氢酶活性,接种比不接种高53.16%。BIOLOG和T-RFLP结果的主成分分析(PCA)表明说明在高氮素条件下,接种褐球固氮菌(A. chroococcum)对玉米根际细菌群落多样性影响不显着。6.研究了大田实验条件下接种微生物菌剂和施加酶制剂对小麦(Triticum aestivumL.)根际土壤脱氢酶和微生物群落多样性的影响。结果表明,接种菌剂和施加酶制剂有利于提高小麦根际的脱氢酶活性,脱氢酶活性范围从26.14±3.30TF/(g·24h)到48.13±17.39TF/(g·24h)。细菌群落BIOLOG结果表明,接种处理小麦根际细菌的AWCD最高为0.77±0.05,对照处理最低为0.56±0.03,差异达到极显着性水平(P<0.01);主成分分析(PCA)结果表明各个处理土壤微生物种群多样性存在显着差异。7.探索不同盐浓度条件下,接种褐球固氮菌(A. chroococcum YCYS)和芸苔叶杆菌(P. brasssicacearum QL54)对玉米(Zea mays L.)的影响。结果表明,接种可以降低玉米叶片丙二醛含量;在氯化钠浓度为1.0g/kg条件下,接种YCYS处理的SOD酶活性为23.26U/mg protein,极显着高于非盐胁迫条件下的SOD活性;在盐浓度为1.0g/kg条件下,接种YCYS处理CAT酶活性为12.76U/mg protein,显着高于对照。T-RFLP的主成分分析表明盐胁迫使玉米根际微生物群落趋于一致,多样性降低。
张新成[5](2012)在《东南景天内生菌分离鉴定及其强化重金属超积累效应与机制》文中指出土壤重金属污染是目前面临的一个严重的环境问题,由于采矿、冶金、金属制造业排污,农业和城市生活废物的填埋和污水灌溉,导致土壤重金属污染日益严重。植物修复是一种新型的、价格低廉并且可持续发展的原位修复技术。重金属超积累植物是修复重金属污染土壤、底泥和水体资源的良好材料。然而,大多数重金属超积累植物都存在生物量小、生长速度缓慢、根系不发达以及根际土壤重金属生物有效性低等限制其大规模修复应用的因素。为了提高植物修复效率,一些促进超积累植物生长及强化根际重金属生物有效性的策略也在逐渐引起大家的关注。超积累生态型东南景天(Sedum alfredii Hance)是最初在浙江省衢州市古老PbZn矿址上发现的第一个中国原生的Zn/Cd超积累植物,也能积累Pb,不仅是研究植物吸收、转运和超积累Zn/Cd机理的良好模式材料,也是提升植物修复重金属污染技术的良好材料。尽管东南景天在生长速率和生物量上相比多数重金属超积累植物要有些优势,但其修复土壤重金属污染的效率还是受到生长慢、生物量小、适应性弱和土壤重金属可及性的限制,研发促进东南景天生长和抗逆、提高东南景天生物量、提高东南景天对土壤重金属可及性和吸收、转运、积累重金属能力的微生物强化技术对于发挥东南景天修复重金属污染的潜能,提高实际应用的效率至关重要。本研究主要研究结果如下:1.用以1-氨基环丙烷-1羧酸(ACC)为唯一氮源并添加Zn、Cd和/或Pb的多碳源无机盐基本培养基,从超积累植物东南景天原生地的植株和根际土壤中分离得到85个耐受重金属的细菌菌株。对细菌16S rRNA基因(16S rDNA)序列的分析显示所得细菌分别归属于变形菌门(55%),放线菌门(27%),厚壁菌门(11%)和拟杆菌门(7%)的20个属,其中45个(53%)菌株可能分别代表8个属的15-17个新种。从28个菌株中扩增得到ACC脱氨酶结构基因(acdS)的片段,其中21个菌株在自由培养条件下表现出ACC脱氨酶活性,另7个不表现ACC脱氨酶活性的贪Cu菌属菌株的acdS与其16S rDNA序列在系统发育上不符,可能在进化过程中通过基因水平转移获得了acdS。所有菌株都不同程度地耐受Zn、Cd和/或Pb。从根际土壤,根和地上部分离到的菌株中能耐受较高浓度Zn、Cd或Pb的比例往往与原生境中该金属的浓度正相关,显示出原生地土壤和植株中高浓度的重金属对细菌耐受重金属的选择作用和与东南景天联合细菌对生境中重金属的适应性。大多数菌株能产生吲哚乙酸,嗜铁素或溶磷,有促进植物生长和提高土壤中重金属可溶性的潜能。2.研究了从东南景天体内分离的伯克氏菌属9Burkholderia)的SaZR4, SaMR10,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的SaMR12和贪噬菌属(Variovorax)的SaNR1四个菌株的内生特性、在根部的定殖模式及其强化植物提取重金属的能力。激光扫描共聚焦显微镜的观测结果表明菌株SaZR4, SaMR12,和SaNR1具有在植物根部形成生物被膜(biofilm)的能力,SaZR4和SaMR12可以定殖在根内部组织。SaMR10在东南景天体内定殖的总量是最低的,对东南景天生长和提取重金属的促进作用也是最弱的。SaZR4显着强化了东南景天对Zn的提取,但是对Cd的提取没有显着影响。SaMR12和SaNR1可以在含有Zn或Cd的基质中显着促进东南景天生长并提高了对Zn或Cd的提取。结果表明所用的四株特异内生细菌能以不同的方式在植物体内定殖、调控植物生长及提取和积累重金属。SaMR12和SaNR1菌株具有强化东南景天修复Zn和Cd污染土壤的应用潜力。3.基于伯克氏菌属的SaZR4,鞘氨醇单胞菌属的SaMR12和贪噬菌属的SaNR1能促进东南景天生长和吸收、转运Zn和/或Cd的潜能,进一步用它们接种在两种重金属复合污染土壤上生长的东南景天,检验了内生细菌对东南景天修复重金属复合污染土壤的作用;基于东南景天的多年生特性,采用两季收获地上部和多次接种,检验了内生细菌应用于强化多年生超积累植物连续提取重金属的可行性。结果表明接种内生细菌可以连续两季显着提高在两种重金属复合污染土壤上生长的东南景天地上部的生物量,提高东南景天对Zn和Cd的提取量,而且提高最后所收获根部的生物量,提高了植物对Pb和Cu的提取量,证实了连续接种内生细菌结合多季收获东南景天修复重金属复合污染土壤的可行性。4. SaCS12是从在矿山原生境健康生长的东南景天体内分离到的一株耐受多种重金属并可以用人工培养基纯培养的真菌。根据菌落形态、孢子形态和分子鉴定初步将其确定为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。致病性检测结果表明SaCS12对易发生枯萎病和根腐病的农作物没有致病性。通过溶液培养与土培盆栽试验研究了该真菌对东南景天的生长和吸收积累重金属的影响。水培结果表明SaCS12可以增加根长和表面积、促进侧根发育,促进了植物对营养元素的吸收和叶绿素的合成。显微观察结果表明SaCS12促进了东南景天根毛的发育,扩大了根毛区在根系中的比例。SaCS12可以促进东南景天在矿山土和水稻土两种原始重金属复合污染土壤上的生长,能够强化东南景天对土壤中重金属的活化,增加了植物对重金属的吸收及转运。和不接种对照相比,接种植物对Zn、Cd、Pb和Cu的植物修复效率在矿山土上分别增加了144、139、84和63%,在水稻土上分别增加了44、55、85和77%。研究发现了一种可培养真菌而非菌根真菌强化超积累植物修复重金属污染土壤的作用,发现了非致病尖孢镰刀菌在植物修复重金属中的应用潜力。5.采用水培实验系统比较了内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)对两种生态型东南景天生长、根系形态、营养元素吸收及重金属吸收与转运的影响。在Zn或Cd处理下,超积累生态型比非超积累生态型具有更好的耐性以及吸收与转运重金属的能力。印度梨形孢能够在两种生态型东南景天根部定殖,促进两种生态型植物根系的生长发育,提高了植物体内氮和磷含量,促进了植物生长。印度梨形孢可以提高两种生态型东南景天对Zn和Cd的耐性,但是对二者在吸收和转运重金属方面却有不同的调控作用。印度梨形孢可以提高超积累生态型对Zn和Cd的吸收及转运,提高Zn和Cd在植物地上部的积累,地上部Zn和Cd积累量分别是不接种对照的1.17-1.75倍和1.83-2.21倍。而对非超积累生态型,在200μM Zn或10μM Cd处理水平下,非超积累生态型已经表现出了重金属毒害症状。印度梨形孢可以通过降低非超积累生态型对Zn或Cd的吸收在一定程度上缓解重金属的毒害作用。研究表明印度梨形孢能强化超积累植物提取和积累重金属,在植物修复重金属污染中发挥作用,也能帮助非金属积累植物耐受重金属。研究发现与东南景天在原生境联合生长的细菌具有丰富的多样性和新颖的基因型,有些细菌能以不同的方式在东南景天根部定殖,促进植物生长并吸收和积累重金属,并提高植物修复土壤重金属污染的效率。研究也发现了一种耐受重金属的非致病内生尖孢镰刀菌和广谱促植物生长的内生真菌印度梨形孢促进超积累植物提取和积累重金属的新功能。研究为微生物强化超积累植物东南景天修复重金属污染技术提供了实验依据和新颖的细菌和真菌资源。
王雪飞[6](2013)在《从逆境土壤发现高效抗病促生抗逆的小麦根际细菌》文中指出为了了解多种非生物胁迫的土壤环境中根际促生微生物的潜在促生和抗病作用,本研究分别从湖北大冶重金属污染农田、江西湖口复合有机污染排污口、湖北荆门石油污染农田、江苏启东盐碱地等典型污染土壤地区采集植物根际土,经过以小麦为宿主的温室循环富集后,在选择性平板上梯度稀释挑选单菌落,通过菌株生理、形态等归类分析,成功得到605株可培养根际细菌。其中139株菌对小麦纹枯病原菌(Rhizoctonia solani) AG-8具有良好的体外抑菌活性,从中筛选出10株小麦根际菌株深入分析。结合16S rDNA和生理生化等鉴定方法,分析菌株的种属间进化关系,所选菌株的菌属以假单胞菌属(Pseudomonas)最常见,其他根际促生微生物菌属包括:代尔夫特菌属(Delftia)、溶杆菌属(Lysobacter)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和沙雷氏菌属(Serratia)等。利用已知4种抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)、藤黄绿菌素(Plt)硝吡咯菌素(Prn)和吩嗪-1-羧酸(PCA)合成基因phlD, pltC, prnD和phzF或1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate, ACC)脱氨酶合成基因acdS的保守区域设计或改进五对特异性引物。对所筛选的10株小麦根际菌和2株油菜根际菌进行抑菌特性检测,包括prnD、pltC、phzF、phlD基因的鉴定以及产纤维素酶、嗜铁素和蛋白酶的检测,发现了大部分菌株都能产生纤维素酶、嗜铁素和蛋白酶,但只有TM1109、KY4410具有2,4-二乙酰基间苯三酚合成基因(phlD)和藤黄绿菌素合成基因(pltC), TM1109、KM3407、TM4307-1、KY5406具有硝吡咯菌素合成基因(prnD), KY5406扩增出吩嗪-1-羧合成基因(phzF)。抗生素基因系统分类分析,发现TM1109、KY4410、KY5406和KM3113分别与已知模式生防假单胞菌Pf-5、TX-1、Q8rl-96亲缘关系较近。在小麦温室盆钵和试管试验中,分别验证菌株在活体条件对小麦病害R. solaniAG-8或小麦全蚀病病原(Gaeumannomyces. graminis var. tritici ARS-A1)的控制效果。实验结果表明,假单胞菌TM1109无论在温室试管还是盆钵实验条件下均可以有效控制小麦纹枯病情,假单胞菌KY5406也有显着生防效果。此外,具有广谱抗菌、杀虫活性的溶杆菌TM5405能将小麦全蚀病的病级下降1-2级。采用油菜为宿主的根延长法结合ACC脱氨酶分子探测和定量检测吲哚乙酸(IAA)对供试菌株的促生特性进行筛选和验证。结果表明,代尔夫特菌TM3205和四株假单胞菌KM3113、KM2404、KY4410、TM1109对油菜有显着促进根部延长能力,其中KM3113含有acdS基因并能产生IAA,促生率可高达42.7%。值得注意的是KM2404虽不产ACC脱氨酶和IAA,其促生效果仍在36%以上,目前对其促生机制仍不甚了解。离体逆境适应性实验结果表明,所筛选得到的污染土壤中的植物促生根际微生物(PGPR)均能在中度盐浓度条件下生长,最小抑菌盐浓度均高于5.5%; TM3205. KY4410、KM3113、KY5406和TM1109对重金属Cu2+(≥4mM)或Cd2+(≥1mM)的耐受能力均高于或相当于其他污染土壤中的菌株。过酸性土壤的温室胁迫中,实验结果表明KY5406能够增加油菜植株整体生物量,TM1109和KY4410促进油菜叶的生长发育。本研究在多种典型污染土壤中分离、发现多株具有生防特性的植物促生根际微生物,其中所发现的P. protegens KY4410是首例硝吡咯菌素缺陷型P. protegens生防菌。研究结果再次证实PGPR及其代谢物或基因广泛存在于农业生态系统的微生物群落中,尤其在污染环境中发挥辅助天然抗病、直接促生和缓解非生物胁迫等作用。
王琼[7](2021)在《东南景天促生菌对油菜生长和镉吸收积累的影响及其机理》文中研究表明近年来,随着全球微生物组计划的开展,越来越多的微生物被用于辅助重金属污染土壤的植物修复。已从超积累植物如东南景天、蜈蚣草等体内分离到大量植物促生菌,证实它们能够促进宿主植物生长及其对重金属的吸收积累,提高重金属污染土壤的植物提取修复效率。然而这些促生菌在非宿主植物中的应用效果及其作用机理尚不清楚。本文以镉(Cd)富集芥菜型油菜和东南景天促生菌为试验材料,通过溶液培养试验、盆栽试验和田间试验,采用原位分析技术、分子生物学技术、转录组学技术和微生物组学技术等,研究了东南景天促生菌对油菜生长和Cd吸收积累的作用机理及其田间应用效果。取得的主要结果如下:(1)采用溶液培养试验和盆栽试验,结合GFP荧光标记技术研究了东南景天促生菌鞘氨醇单胞菌Sphingomonas Sa MR12在非宿主植物油菜体内的定殖模式。激光共聚焦显微成像表明,Sa MR12主要经由侧根与主根的连接处侵入根内,并在油菜体内成功定殖存活。之后在茎秆和叶片组织中也能检测到Sa MR12的荧光信号。(2)采用溶液培养试验,研究了不同东南景天促生菌对油菜生长和Cd吸收积累的影响。在0μM Cd处理下,接种促生菌不同程度地促进了油菜的生长和根系发育。在2μM Cd处理下,接种Sa CR1、Sa MR10、Sa MR12、Sasm05和Sa ZS4等促生菌提高了油菜光合作用,促进了根系发育。且大多数促生菌都能提高油菜对Cd的吸收,接种Sa MR10、Sa MR12、Sa PS17、Sasm03、Sasm05和Sa ZS4还促进了Cd从根部到地上部的转运。综合不同菌株的促生效果和对Cd吸收积累的促进作用,得出伯克氏菌Burkholdria Sa MR10和鞘氨醇单胞菌Sphingomonas Sa MR12是最适用于提高油菜Cd修复效率的促生菌株。(3)采用溶液培养试验,研究了鞘氨醇单胞菌Sa MR12缓解油菜Cd胁迫的分子机制。结果表明Cd胁迫会对植物抗氧化系统造成损伤,包括诱导产生过氧化氢(H2O2)、提高丙二醛(MDA)含量、以及造成脯氨酸的大量积累等。接种Sa MR12促进了Cd胁迫下植株的生长和对Cd的积累。接种Sa MR12使得油菜H2O2含量降低了11%-38%,MDA含量降低了21%-68%,脯氨酸含量降低了7%-32%。此外,接种Sa MR12也显着提高了油菜抗氧化酶的活性,包括超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶等。接种Sa MR12还提高了油菜的谷胱甘肽水平。可见接种Sa MR12主要通过减轻脂质过氧化、增强抗氧化酶活性、降低脯氨酸积累以及促进谷胱甘肽-抗坏血酸循环等途径减轻Cd胁迫对油菜的损伤,并促进了Cd胁迫下植物的正常生长和对Cd的积累,从而提高Cd的提取修复效率。(4)采用溶液培养试验,结合转录组测序技术,分析了鞘氨醇单胞菌Sa MR12影响Cd胁迫下油菜光合作用的内在机理。发现Cd胁迫抑制了光系统Ⅱ的光合活性,破坏了光系统Ⅱ的光合电子传递链,影响了叶片中叶绿素的合成,从而导致光合能力下降。接种Sa MR12显着提高了Cd胁迫下叶片的叶绿素含量、Fv/Fm(16.7%)、YⅡ(23%)、?PSⅡ(28%)、ETR(28%)、和q P(23%),大大降低了NPQ(18.8%)。同时通过加权基因共表达网络分析得到了149个与光合参数显着相关的特征基因,并从中筛选得到了一些关键基因,分别是Bna A07g24880D、Bna C01g18870D、Bna C02g25960D、Bna Cnng21050D、Bna C06g23560D、Bna A05g28580D、Bna A01g02130D、Bna A05g06450D、Bna C04g11150D和Bna A01g21750D。说明接种Sa MR12能够提高叶绿体捕获光能的效率,提高光系统Ⅱ的光催化能力,维持叶绿素的生物合成,保护植物光合机构免受Cd的破坏,从而缓解Cd胁迫对光系统的损伤,促进油菜生长。(5)采用盆栽试验,探究了Cd污染土壤上接种不同来源的植物促生菌群对油菜生长、Cd吸收积累、Cd提取修复效率和细菌群落特征的影响。结果表明接种根际促生菌群和内生促生菌群都能提高植物生物量,其中地上部增幅为6.9%~12.8%,根部增幅为10%-22.1%;接种不同来源促生菌群都能促进植物对Cd的吸收,提高Cd提取修复效率。此外,接种不同来源促生菌群提高了根际细菌群落中变形菌门Proteobacteria和拟杆菌门Bacteroidota(门水平)的丰度;提高了黄杆菌属Flavobacterium、罗河杆菌属Rhodanobacter、小坂菌属Kosakonia、假单胞菌属Pseudomonas和Paraburkholderia(属水平)的丰度。说明接种促生菌群能够促进油菜的生长和对Cd的吸收并影响根际细菌群落的组成,但根际促生菌群和内生促生菌群的作用效果没有显着差异。(6)采用田间试验,研究了施用单一促生菌剂和混合促生菌剂对不同生育期油菜生长和Cd吸收积累的影响。结果表明混合促生菌剂比单一促生菌剂更有利于生物量的积累,其中Sa CR1+Sa MR10+Sa MR12混合菌剂对于促进蕾薹期、开花期和成熟期油菜的生长和籽粒产量的作用效果最好。不同生育期菌剂对油菜Cd含量的作用效应有明显差异,以Sa MR12和Sa MR10的单一菌剂或者两者混合的菌剂作用效果最佳。Sa MR10+Sa MR12处理对秸秆Cd含量和Cd积累量的促进作用最强,且秸秆对土壤Cd的提取修复效率提高了156%。由此可见,施用促生菌剂可以提高油菜对Cd的提取修复效率,且混合菌剂的作用效果优于单一菌剂。综上,本研究发现,超积累植物东南景天促生菌株可在非宿主植物油菜中定殖存活,通过促进油菜根系发育、缓解Cd胁迫作用、提高植物光合作用等途径促进油菜生长和对Cd的积累,促生菌群的作用效果与组成菌株的来源无关,单一菌株和混合菌群均可作为油菜Cd高效修复菌剂,且混合菌群的作用效果较优,从而为探明促生菌影响非宿主植物生长和Cd积累的分子生理机制、建立高效植物-微生物联合修复体系、提高重金属污染农田植物提取修复效率提供科学依据与技术支撑。
刘婷[8](2016)在《高寒草甸优势植物根际促生菌资源评价及菌种鉴定》文中提出高寒草甸植物具有极其重要的生态作用和经济价值,其生长环境气候变幻莫测,温差大,使其具有强的耐寒及耐旱性,其根际环境较为恶劣,因此,如果能从该区域植物根际筛选出优良的促生菌菌种资源,就可以为后续微生物菌肥的开发和研制提供优质菌源。本研究以高寒草甸典型的优势植物嵩草(Kobresia myosuroides)和珠芽蓼(Polygonum viviparum)为对象,利用钼蓝比色法、乙炔还原法和固相萃取-高效液相色谱法测定、分析和评价根际促生菌株的溶磷、固氮和分泌植物激素特性,并通过形态特征观察、生理生化特性测定以及16S rDNA基因序列分析相结合的方法鉴定了优良促生菌株的菌种。获得如下结果:(1)从高寒草甸优势植物嵩草和珠芽蓼根际分离并初步筛选出细菌菌株68株,经过二次复筛,最终确定了43株植物根际细菌菌株。统计细菌菌株在植物根际不同部位的分布情况,发现均呈现根系表面明显多于根内和根表土壤的分布趋势。(2)从43株根际细菌菌株中筛选出能够溶解无机磷菌株17株,能够溶解有机磷菌株23株。利用钼蓝比色法定量测定了菌株溶磷量,结果发现,溶解无机磷菌株的溶磷量9.3994.79μg·m L-1,其中溶磷量最大的是分离自嵩草根际的ZNRS2菌株,其次是SNRP2菌株,各菌株溶解无机磷的能力差异显着(P<0.05);溶解有机磷菌株的溶磷量10.3772.82μg·m L-1,其中溶磷量最大的是分离自嵩草根际的SKHP3菌株,其次是SKRP2菌株,各菌株溶解有机磷的能力差异显着(P<0.05)。(3)从43株根际细菌菌株中筛选出具有固氮能力菌株30株,利用乙炔还原法定量测定了菌株固氮酶活性。结果表明,固氮菌株固氮酶活性3.793193.07nmol(C2H4)·h-1·m L-1,固氮酶活性最高的是菌株SKRP2,固氮酶活性大于100.00nmol(C2H4)·h-1·m L-1的菌株有3株,分别为SKRP1、SNHP1和ZNRS3。固氮菌株中固氮酶活性小于100.00 nmol(C2H4)·h-1·m L-1的菌株共有27个,占固氮菌总数量的90%。(4)建立了1种可以同时分离分析3种植物激素(吲哚-3-乙酸、赤霉素和玉米素)的固相萃取-高效液相色谱法,并用此方法成功检测到了43株根际细菌发酵产物中3种植物激素的含量。结果表明,植物激素在菌株发酵产物中都很微量,数量级均在102μg·mL-1。这43株细菌菌株都具有分泌植物激素的能力,其中有37.21%的菌株可以同时分泌3种植物激素,有44.19%的菌株可以同时分泌2种植物激素。促生菌株分泌植物激素的能力大小为:玉米素>赤霉素>吲哚-3-乙酸。对2种植物根际具有分泌植物激素能力的促生菌分布情况进行统计发现,根系表面菌株的分布数量显着多于根内和根表土壤。(5)菌株ZNRS2、SNRP2、ZKHP3和ZKRP1可以作为优质的溶磷菌菌种资源;菌株SKRP2、SNHP1和ZNRS3可以作为优质的固氮菌菌种资源;菌株SKHP3、ZNHP2、ZKRS2、ZKRP1和ZKRP2可以作为优质的分泌植物激素菌菌种资源;综合分析43株根际促生菌株溶磷、固氮和分泌植物激素特性的测定结果,筛选出优良促生菌株15株,其中分泌自嵩草的有7株:SNRS1、SNRS2、SNRP2、SKRS1、SKRP2、SKRP3、SKHP3,分离自珠芽蓼的有8株:ZNRS3、ZNRP3、ZNRP4、ZNHP2、ZKRS1、ZKRS2、ZKRP1、ZKRP2。(6)通过对筛选出的15株优良促生菌株形态特征观察、生理生化特性测定以及16S rDNA基因序列分析,鉴定了15株优良促生菌的菌种。结果表明,15株促生菌株均属于芽孢杆菌属,包含3个不同的种,即:短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。
王亮[9](2019)在《内生细菌强化植物修复钒矿污染土壤效应及机理研究》文中认为钒矿开发导致的土壤钒(V)、铬(Cr)、镉(Cd)等复合重金属污染问题日益严重,目前国内外对钒矿污染土壤的修复技术研究较少,本研究采用内生细菌协同植物修复钒矿污染土壤,通过系列筛选试验、盆栽试验和水培试验,采用高通量测序、BIOLOG等技术手段和SEM-EDS、HPLC等分析方法,深入研究了内生细菌强化植物修复钒矿污染土壤的效应及机理。首先从钒矿污染区野生型蜈蚣草体内分离筛选出2株优势菌株,PRE01和PRE05,经鉴定分别为Serratia marcescens和Arthrobacter ginsengisoli。发现两株细菌均能高效产生IAA、铁载体、ACC脱氨酶和溶解矿质磷酸盐,同时具有较强的V、Cr和Cd抗性,其中PRE01抗性最优,对V、Cr和Cd抗性分别可达到30、6和4 mmol/L,其对Cd的最高吸附去除率为97.6%,对V(V)和Cr(VI)最大还原解毒率分别为81.1%和84.4%。Biolog Gen III板测试表明两株细菌在面对生物的或非生物的环境胁迫时拥有竞争优势。盆栽试验发现PRE01和PRE05可促进宿主植物蜈蚣草和非宿主植物印度芥菜的生长和对重金属的富集效果。PRE01使蜈蚣草体内V、Cr和Cd的积累总量分别提高了25.4%、14.3%和41.3%;印度芥菜体内V、Cr和Cd的积累总量分别提高了3 1.0%、18.0%和35.2%。生理生化分析表明,增强植物抗氧化酶活性是内生细菌缓解植物重金属氧化损伤,促进植物的生长的重要协作机制。内生细菌对蜈蚣草重金属解毒及溶矿促生机理研究发现,内生细菌主要通过增加蜈蚣草根系表面吸附态钒含量,强化根部对V(V)的还原,促进蜈蛇草分泌植酸、草酸和苹果酸来强化其对钒的解毒过程。同时发现内生细菌分泌铁载体和促进蜈蚣草分泌植酸溶解根际V-Fe复合物,是其促进蜈蚣草对铁和钒的吸收以及生长的主要原因。最后研究了内生细菌接种对根际及内生微生态的调控作用与机制,发现内生细菌接种可增加根际土有机质含量和重金属的有效性,其对根际细菌群落影响较小,但可显着影响内生细菌群落。尽管添加的PRE01和PRE05在植物根际和根内并没有持续性定殖,它们可在定殖早期通过营养物质和生态位的竞争作用提高内生细菌群落中Pseudomonas、Microbacterium等与促生和重金属解毒相关的菌属丰度。本文的研究成果将为内生细菌协同植物修复方法体系的构建提供借鉴,为内生细菌强化植物修复机制研究提供理论参考,对推动钒矿污染土壤生物修复研究与实践应用具有重要意义。
韩辉[10](2018)在《重金属固定细菌阻控油菜吸收镉、铅效应与机制研究》文中指出近年来,随着矿山的开采和冶炼以及农药和化肥的滥用,我国农田重金属污染程度日益加重,其中Cd和Pb的污染最为严重。油菜是我国主要的油料作物之一,生长在重金属污染农田中的油菜易吸收重金属,而Cd和Pb在油菜籽中积累会对人类健康产生极大的威胁。土壤重金属污染微生物固定技术能够实现“边生产边修复”,是目前适用于中轻度重金属污染农田生物修复技术。植物促生细菌不仅能够促进植物的生长,固定土壤中的重金属,并减少植物对重金属的吸收与富集。微生物固定技术可合理有效地利用土地,实现经济效益和生态效益相统一,为Cd、Pb污染农田的生物修复和农作物的安全生产提供依据和技术途径。本文从南京栖霞山铅镉矿区土壤中分离到345株具有Cd、Pb抗性的细菌,其中18株细菌具有合成IAA、铁载体、ACC脱氨酶和精氨酸脱羧酶的能力。对菌株在Cd2+(5 mg L-1)和Pb2+(20 mg L-1)的溶液中吸附Cd2+和Pb2+的能力进行了研究,结果表明,有3株菌株对Cd2+和Pb2+的去除率大于80%,菌株CL-1、X30和H6对Cd2+的去除率分别为92.6%、89.2%和84.3%,对Pb2+的去除率分别为94.6%、85.3%和81.2%。采用砂培试验研究了菌株CL-1、X30和H6对油菜(秦优十号)生长和Cd、Pb吸收的影响,结果表明,菌株CL-1和X30具有促进油菜生长(28.6-67.2%)和阻控油菜吸收Cd和Pb(15.9-59.6%)的能力。16S rDNA序列分析表明,菌株CL-1和X30分别属于液质沙雷氏菌(Serratia liquefaciens)和苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)。对菌株CL-1和X30的生物学特性和吸附重金属的效应以及固定重金属的机制进行了分析。菌株CL-1的菌体呈短杆状,抗Cd2+(700 mg L-1)和Pb2+(2400 mg L-1),产多糖和精氨酸脱羧酶,不产生物膜。菌株X30的菌体呈长杆状,抗Cd2+(400 mg L-1)和Pb2+(1800 mg L-1),产生物膜、多糖和精氨酸脱羧酶。电镜观察和红外光谱分析表明,菌株CL-1和X30细胞表面能吸附Cd2+和Pb2+,菌株CL-1和X30细胞壁上的OH-、N-H、C=O和P-O等官能团参与了 Cd2+和Pb2+的吸附。在含Cd2+(50 mg L-1)和Pb2+(50 mg L-1)溶液中,菌株CL-1细胞内富集的Cd2+和Pb2+含量比菌株X30细胞内富集的Cd2+和Pb2+含量减少了 19.2-55.5%。而菌株CL-1细胞壁吸附的Cd2+和Pb2+含量比菌株X30细胞壁吸附的Cd2+和Pb2+含量增加了 24.3-42.2%。研究表明,菌株CL-1主要通过细胞壁固定Cd2+和Pb2+,菌株X30通过细胞内富集和细胞壁吸附固定Cd2+和Pb2+。菌株CL-1能够合成腐胺,而菌株X30能够合成精胺和亚精胺。通过静置培养试验研究了菌株CL-1和X30对发酵液pH和水溶性Cd2+和Pb2+浓度的影响。结果表明,与不接菌对照相比,菌株CL-1和X30能显着提高发酵液pH(由6.98分别升高到8.41和8.18),减少溶液中水溶性Cd2+(48.3-86.9%)和Pb2+(43.2-81.7%)的浓度。通过盆栽试验研究了在不同Cd污染条件下(Cd0、Cd1和Cd3 mg kg-1),菌株CL-1和X30对秦优十号生长及吸收Cd的影响。结果表明,在不同Cd污染条件下,与不接菌对照相比,菌株CL-1和X30能显着提高油菜组织生物量(18.7-36.4%),并降低油菜籽粒中Cd的含量(29.2-72.5%)。另外,与菌株X30相比,菌株CL-1使油菜组织的生物量提高了 17.3-24.3%,油菜籽粒中Cd的含量降低了 22.3-34.9%。另外,菌株CL-1和X30能够显着降低油菜根际土中DTPA提取态Cd含量(17.3-54.6%)。与不接菌对照相比,菌株CL-1能够显着提高油菜根际土中腐胺的含量(98.6-105.2%)和产精氨酸脱羧酶细菌的比例(23.3-49.5%),进而显着提高油菜根际土的pH;菌株X30显着提高油菜根际土中精胺(82.6-102.6%)和亚精胺(91.1-99.1%)的含量以及产精氨酸脱羧酶菌株的比例(21.3-39.6%)以及根际土壤的pH。高通量测序技术分析表明,在低浓度重金属污染土壤中,菌株CL-1和X30显着提高了秦优十号根际土中微生物群落的丰度。在高浓度重金属污染土壤中,菌株CL-1和X30对秦优十号根际土中微生物群落的丰度无显着影响。采用田间小区试验研究了菌株CL-1和X30以及菌株与生物炭联合施用对秦优十号和沣油737生长和重金属吸收的影响。结果表明,与不接菌对照相比,单一菌株X30或CL-1对油菜籽粒的产量无显着影响,而复合菌株(X30+CL-1)显着增加了油菜籽粒的产量(28.4-31.2%),生物炭与菌株联合施用也显着增加了油菜籽粒的产量(18.9-44.2%)。与不接菌对照相比,单一菌株X30或CL-1、复合菌株(X30+CL-1)和生物炭与菌株联合施用均能显着降低秦优十号油菜籽粒中Cd(18.6-73.6%)和Pb(23.6-48.2%)的含量;另外,复合菌株X30+CL-1和生物炭与菌株联合施用显着降低了沣油737油菜籽粒中Cd(16.6-43.2%)和Pb(17.6-34.2%)的含量。复合菌株X30+CL-1与生物炭联合施用阻控油菜籽粒吸收Cd和Pb的效果最好。与不接菌对照相比,复合菌株X30+CL-1处理组和生物炭与复合菌株的联合处理显着可以提高秦优十号和沣油737根际土壤小颗粒(<0.5 mm)团聚体的比例(25.8-42.4%)、有机质含量(21.4-33.3%)和pH并降低根际土壤中DTPA提取态Cd(48.6-73.6%)和Pb(31.9-48.2%)的含量,从而阻控了油菜对Cd和Pb的吸收。与不接菌对照相比,菌株CL-1和X30与生物炭的处理能够显着增加秦优十号和沣油737根际土壤中多胺(53.3-145%)和NH4+(108-304%)的含量以及产多胺细菌(20.2-49.6%)和产脲酶细菌(26.8-69.2%)的比例,提高油菜根际土壤的pH。采用同源重组的方法对菌株CL-1的腐胺合成基因aguA和腐胺转运基因potE进行基因敲除,研究产多胺减少突变株对秦优十号吸收Cd、Pb的影响。结果表明,培养48 h后,与菌株CL-1相比,突变株CL-1AaguA和CL-1ApotE分泌腐胺的含量分别下降了 70.3%和94.2%;另外,突变株CL-1ΔpotE也能分泌精胺(2.2 mg L-1)和亚精胺(2.1 mg L-1)。静置培养试验表明,突变株CL-1ΔaguA和CL-1ΔpotE发酵液pH(分别为7.75和7.52)显着低于野生株和回补菌发酵液的pH(分别为8.53和8.49),说明菌株CL-1可以通过分泌腐胺来提高发酵液的pH。与野生株和回补菌相比,突变株CL-1ΔaguA和CL-1ApotE固定发酵液中Cd和Pb的能力下降了 35.6-64.1%,说明CL-1分泌的腐胺增强了其固定Cd和Pb的能力。与野生株和回补菌相比,突变株CL-1 ΔaguA和CL-1ApotE阻控秦优十号吸收Cd和Pb的能力也显着降低了 56.2-66.6%和54.3-155%,说明菌株CL-1分泌的腐胺显着增强了其阻控秦优十号吸收Cd、Pb的能力。
二、促进油菜生长的根际细菌分离与接种(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、促进油菜生长的根际细菌分离与接种(论文提纲范文)
(1)铜耐性植物内生和根际细菌的生物多样性及其强化植物富集铜的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号及缩略语说明 |
第一章 文献综述 |
第一节 矿区土壤重金属污染概况及危害 |
1 矿区废弃地现状及特点 |
2 矿区土壤重金属污染及危害 |
2.1 矿区重金属污染现状 |
2.2 重金属污染的危害 |
第二节 重金属污染土壤的修复措施 |
1 物理化学修复 |
2 生物修复 |
2.1 微生物修复技术 |
2.2 动物修复技术 |
2.3 植物修复技术 |
2.3.1 植物提取技术 |
2.3.1.1 超积累植物 |
2.3.1.2 重金属的生物有效性 |
2.3.2 植物修复的促进措施 |
第三节 微生物强化植物修复土壤重金属污染 |
1 微生物在植物-微生物联合修复中的作用 |
1.1 微生物对植物生长的促进作用 |
1.1.1 根际促生细菌 |
1.1.2 内生促生细菌 |
1.2 微生物对重金属的活化作用 |
2 微生物强化植物修复重金属污染土壤的研究进展 |
2.1 菌根真菌 |
2.2 根际细菌 |
2.3 内生细菌 |
第四节 重金属污染环境下微生物资源及其多样性 |
1 微生物多样性研究方法与手段 |
1.1 培养(Culture-dependent)方法 |
1.2 生理学的方法—BIOLOG微量分析法 |
1.3 生物化学方法—PLFA(磷脂脂肪酸)技术 |
1.4 基于PCR技术的分子生物学方法 |
1.4.1 变性/温度梯度凝胶电泳(DGGE/TGGE)技术 |
1.4.2 16S rDNA克隆文库的构建 |
1.4.3 限制性片段长度多态性(RFLP)和扩增核糖体DNA限制性分析(ARDRA) |
1.4.4 末端限制性片段多态性(T-RFLP) |
1.4.5 随机引物扩增多态性DNA—RAPD |
1.5 其它方法 |
2 重金属污染环境下微生物多样性研究进展 |
2.1 重金属污染环境下裸地微生物多样性 |
2.2 重金属污染环境下植物根际细菌多样性 |
2.3 重金属污染环境下内生细菌群落多样性 |
第五节 立题依据与研究意义 |
第二章 铜耐性植物根内生细菌和根际土壤细菌多样性 |
第一节 铜耐性植物根内生细菌多样性 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果与分析 |
3.1 土壤样品分析 |
3.2 植物样品分析 |
3.3 植物根总DNA的提取 |
3.4 内生细菌16S rDNA片段的PCR扩增 |
3.5 16S rDNA克隆文库的构建及检测 |
3.6 16S rDNA克隆文库的ARDRA分型 |
3.7 克隆文库的评价 |
3.8 两种植物根内生细菌群落16S rDNA多样性及系统发育学分析 |
3.8.1 海州香薷根内生细菌群落16S rDNA多样性及系统发育学分析 |
3.8.2 鸭跖草根内生细菌群落16S rDNA多样性及系统发育学分析 |
3.8.3 两种植物根部内生细菌群落16S rDNA多样性的比较 |
4 讨论 |
第二节 铜耐性植物根际土壤细菌多样性 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果与分析 |
3.1 两种植物根际不同类群细菌的相对丰度 |
3.2 两种植物根际细菌的系统发育分析 |
3.3 根际土壤中16S rDNA扩增片段的DGGE分析 |
3.3.1 海州香薷根际细菌的多样性分析 |
3.3.2 鸭跖草根际细菌的多样性分析 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
第三章 铜抗性细菌的分离及其多样性 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果与分析 |
3.1 细菌数量分析及菌株的分离筛选 |
3.2 菌株的生物学特性 |
3.2.1 菌株对铜的抗性 |
3.2.2 具ACC脱氨酶菌株的筛选 |
3.2.3 菌株产吲哚乙酸(IAA)和铁载体能力测定 |
3.3 16S rDNA的ARDRA分析 |
3.3.1 内生细菌的16S rDNA限制性酶切聚类分析 |
3.3.2 根际细菌的16S rDNA限制性酶切聚类分析 |
3.4 功能菌株的系统发育学研究 |
3.4.1 内生细菌16S rDNA的系统发育分析 |
3.4.2 根际细菌16S rDNA的系统发育分析 |
3.4.3 具ACC脱氨酶菌株的系统发育学研究 |
3.5 两种植物可培养优势菌群的分析 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
第四章 铜耐性植物促生细菌的生物学特性 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果与分析 |
3.1 供试菌株的ACC脱氨酶活性 |
3.2 供试菌株产精氨酸脱羧酶的能力 |
3.3 供试菌株对重金属的抗性 |
3.4 供试菌株对碱式碳酸铜的溶解能力 |
3.5 供试细菌的鉴定 |
3.5.1 菌株形态学特征 |
3.5.2 菌株的生理生化特征 |
3.5.3 菌株的16S rDNA序列分析 |
3.6 环境条件对菌株生长的影响 |
3.6.1 温度、pH和盐浓度对菌株生长的影响 |
3.6.2 抗生素对菌株生长的影响 |
3.7 油菜砂培试验 |
3.7.1 供试菌株对铜胁迫下油菜生物量的影响 |
3.7.2 供试菌株对油菜地上部和根部铜浓度的影响 |
3.7.3 供试菌株对油菜铜吸收量的影响 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
第五章 铜抗性植物内生促生菌株对植物富集土壤Cu的促进作用 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果与分析 |
3.1 GFP标记菌株的获得与验证 |
3.2 菌株对油菜、玉米生物量的影响 |
3.3 菌株对油菜、玉米体内铜浓度的影响 |
3.4 菌株对油菜、玉米铜吸收富集的影响 |
3.5 菌株对可培养细菌数量的影响及其定殖情况 |
3.6 菌株对植物根际土壤水溶态、有效态、交换态铜的影响 |
3.7 菌株对植物根际土壤pH的影响 |
3.8 不同处理对植物根际土壤酶活性的影响 |
3.9 供试菌株提高植物生长和铜耐受性的机制 |
3.9.1 铜胁迫下供试菌株对玉米根部丙二醛含量的影响 |
3.9.2 铜胁迫下供试菌株对玉米根部抗氧化酶活性的影响 |
3.9.3 铜胁迫下供试菌株对玉米根部抗氧化非酶物质的影响 |
3.9.4 供试菌株对玉米根际细菌及根内生细菌群落的影响 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
全文总结 |
研究展望 |
本文的创新之处 |
主要参考文献 |
附录 培养基及主要试剂配方 |
攻读博士学位期间发表论文 |
致谢 |
(2)东南景天促生菌提高植物萃取镉效率及其机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1 植物萃取修复土壤重金属研究现状 |
1.1 植物萃取修复技术的兴起 |
1.2 植物萃取修复的限制因素 |
1.3 促进植物修复的措施 |
2 促生菌-植物互作在土壤重金属修复中的应用 |
2.1 植物促生细菌的研究 |
2.2 促生菌促进植物修复的机理 |
2.3 植物促生菌群落结构研究 |
3 组学技术在促生菌-植物联合修复中的应用 |
3.1 基因组学 |
3.2 转录组学 |
3.3 蛋白质组学 |
4 本研究的意义、内容和技术路线 |
4.1 研究意义 |
4.2 主要研究内容 |
4.3 研究技术路线 |
第二章 不同土壤类型对超积累东南景天内生菌群落结构的影响 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 土壤 |
2.2 植物材料 |
2.3 土培实验 |
2.4 植物收获与样品分析 |
2.5 东南景天内生细菌群落结构分析 |
2.6 数据统计分析 |
3 结果与分析 |
3.1 不同土壤类型对东南景天生物量的影响 |
3.2 不同土壤类型对东南景天Cd含量与积累量的影响 |
3.3 植物内生细菌群落结构分析 |
4 讨论 |
5 结论 |
第三章 不同促生菌对油菜生长与镉吸收积累的影响 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 重金属耐性植物促生菌的分离 |
2.2 促生菌的分子鉴定 |
2.3 测定促生菌的促生特性 |
2.4 促生菌的重金属耐性和抗生素耐性 |
2.5 镉污染土壤的准备 |
2.6 盆栽试验 |
2.7 细菌定殖检测(FISH) |
2.8 细菌定殖检测(GFP) |
2.9 重金属转运系数,生物富集系数 |
2.10 数据分析 |
3 结果 |
3.1 促生菌的分离 |
3.2 促生菌的分子鉴定 |
3.3 促生菌的促生特性、重金属和抗生素耐性 |
3.4 促生菌对油菜开花期生长和镉吸收的影响 |
3.5 促生菌对油菜成熟期生长和镉吸收的影响 |
3.6 叶片SPAD值 |
3.7 促生菌定殖测定 |
3.8 促生菌对镉TF及BAF的影响 |
4 讨论 |
5 结论 |
第四章 促生菌对典型土壤镉污染下油菜/东南景天萃取修复效率的影响 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验设计 |
2.3 植物收获与生物量测定 |
2.4 土壤重金属有效性及总量测定 |
2.5 植物氮磷钾含量测定 |
2.6 植物重金属含量测定 |
2.7 根际土壤DNA提取及高通量测序 |
2.8 数据统计分析 |
3 结果与分析 |
3.1 不同土壤中有效性重金属及总量的变化 |
3.2 不同处理对植物生物量的影响 |
3.3 不同处理对植物氮磷钾含量的变化 |
3.4 不同处理对植物重金属含量及积累量的影响 |
3.5 不同处理对根际土壤微生物群落结构的影响 |
4 讨论 |
4.1 不同土壤对镉生物有效性的影响 |
4.2 内生菌SaMR12对植物生长及氮磷钾吸收的影响 |
4.3 内生菌SaMR12及轮作对镉植物修复的影响 |
4.4 内生菌SaMR12对植物根际细菌群落结构的影响 |
5 结论 |
第五章 促生菌通过减轻氧化胁迫提商东南景天的镉积累 |
1 引言 |
2 材料和方法 |
2.1 植物收集和培养 |
2.2 实验设计 |
2.3 镉含量测定 |
2.4 质膜完整性与丙二醛浓度的测定 |
2.5 ROS含量的测定 |
2.6 抗氧化酶的测定 |
2.7 GSH的测定 |
2.8 GFP定位 |
2.9 基因表达水平分析 |
2.10 数据分析 |
3 结果 |
3.1 内生菌SaMR12在根部的定殖 |
3.2 东南景天Cd浓度与积累量 |
3.3 质膜完整性的测定和MDA含量 |
3.4 Cd和SaMR12处理对ROS的影响 |
3.5 抗氧化酶(SOD、CAT、POD)和GSH |
3.6 抗氧化物与GSH相关基因表达水平 |
4 讨论 |
5 结论 |
第六章 促生菌通过调节转运蛋白基因表达增强金属离子吸收 |
1 引言 |
2 材料和方法 |
2.1 实验设计 |
2.2 细菌定殖的测定 |
2.3 金属浓度的测定 |
2.4 转运因子测算 |
2.5 光合色素的测定 |
2.6 RNA提取和cDNA合成 |
2.7 转运蛋白基因转录水平分析 |
2.8 数据统计 |
3 结果 |
3.1 SaMR12在东南景天根部的定殖 |
3.2 东南景天的Cd浓度、积累及转运系数 |
3.3 Cd和SaMR12对植物金属离子浓度的影响 |
3.4 Cd和SaMR12对叶绿素浓度的影响 |
3.5 Cd和SaMR12对金属转运蛋白基因转录水平的影响 |
4 讨论 |
5 结论 |
第七章 促生菌对重金属污染下东南景天蛋白表达的影响 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验设计 |
2.3 生物量测定 |
2.4 重金属含量测定 |
2.5 蛋白质提取 |
2.6 iTRAQ实验 |
3 结果与分析 |
3.1 接种处理对东南景天生物量的影响 |
3.2 接种处理对东南景天重金属含量的影响 |
3.3 蛋白质组数据分析 |
4 讨论 |
4.1 促生菌对东南景天生物量及重金属含量的影响 |
4.2 促生菌对东南景天蛋白表达的影响 |
5 结论 |
第八章 综合结论、创新点与研究展望 |
1 综合结论 |
2 主要创新点 |
3 研究展望 |
参考文献(REFERENCES) |
攻读博士学位期间主要成果 |
(3)金属耐性植物内生细菌对油菜耐受与富集重金属的影响及其机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
第一节 土壤及矿区重金属污染概况及危害性 |
1 土壤重金属污染概况及铅、铜的环境质量标准 |
2 矿山废弃地现状及特点 |
4 土壤重金属污染的危害性 |
第二节 土壤重金属污染的修复技术 |
1 工程治理方法 |
2 物理化学修复方法 |
3 生物修复方法 |
3.1 动物修复 |
3.2 微生物修复 |
3.3 植物修复 |
第三节 微生物强化植物修复土壤重金属污染 |
1 微生物与重金属关系 |
1.1 微生物对重金属的影响 |
1.2 微生物对重金属的抗性 |
2 微生物与植物的关系 |
2.1 根际微生物 |
2.2 植物内生微生物 |
2.3 微生物促进植物生长的机制 |
3 微生物对植物耐受重金属胁迫和吸收重金属的影响 |
3.1 植物的抗重金属胁迫机制 |
3.2 微生物提高植物抗重金属胁迫能力 |
第四节 立题依据与研究意义 |
第二章 铜、铅耐性植物内生促生细菌的分离筛选 |
1 材料 |
2 方法 |
2.1 土壤样品重金属分析 |
2.2 植物组织重金属含量分析 |
2.3 植物内生细菌的分离筛选 |
2.4 内生细菌生物学特性研究 |
2.5 内生细菌系统发育关系分析 |
3. 结果与分析 |
3.1 铜耐性植物内生细菌数量分析 |
3.2 铜耐性植物内产ACC脱氨酶菌株的筛选 |
3.3 铜耐性植物内生产ACC脱氨酶菌株的生物学特性研究 |
3.4 铜耐性产ACC脱氨酶植物内生菌株分类鉴定及系统发育关系分析 |
3.5 铅耐性植物内生细菌数量分析 |
3.6 铅耐性植物内产ACC脱氨酶菌株的筛选 |
3.7 铅耐性植物内生产ACC脱氨酶菌株的生物学特性研究 |
3.8 铅耐性植物内产ACC脱氨酶植物内生菌株系统发育关系分析 |
4. 讨论 |
5 本章小结 |
第三章 铜、铅胁迫下菌株促进油菜生长和吸收重金属的作用 |
1 材料 |
2 方法 |
2.1 环境条件对菌株生长的影响 |
2.2 供试菌株对油菜的促生及铜富集效应 |
3 结果与分析 |
3.1 环境条件对菌株生长情况的影响 |
3.2 菌株的抗生素抗性 |
3.3 油菜砂培试验 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
第四章 植物内生菌株对油菜富集土壤铜、铅的作用及机制 |
1 材料 |
2 方法 |
2.1 土壤样品分析 |
2.2 供试细菌培养与细胞悬液制备 |
2.3 盆栽试验 |
2.4 植物生物量测定 |
2.5 植物组织重金属含量分析 |
2.6 植物根际细菌及根内生细菌群落结构分析 |
2.7 植物叶绿素测定 |
2.8 植物体有机酸的提取及测定 |
2.9 植物体内游离多胺的提取和测定 |
2.10 植物体内植物螯合肽的测定 |
3 结果与分析 |
3.1 盆栽土壤样品分析结果 |
3.2 菌株对油菜生物量影响 |
3.3 菌株对油菜对重金属吸收的影响 |
3.4 菌株对油菜重金属积累量的影响 |
3.5 植物根际细菌细菌群落结构分析 |
3.6 植物根内生细菌群落结构分析 |
3.7 油菜叶绿素含量分析 |
3.8 油菜有机酸含量分析 |
3.9 油菜多胺含量分析 |
3.10 油菜植物螯合肽含量分析 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
全文总结 |
本文的创新之处 |
参考文献 |
附录一 培养基及主要试剂配方 |
附录二 有机酸液相色谱分析图谱 |
攻读博士学位期间发表论文 |
致谢 |
(4)自生固氮菌对玉米、小麦根际微生态调控机制的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 概述 |
1.1 文献综述 |
1.1.1 固氮微生物资源及利用 |
1.1.2 固氮微生物活性测定方法 |
1.1.3 固氮酶的生物化学 |
1.1.4 微生物肥料与植物促生细菌(PGPR) |
1.1.5 土壤微生物群落多样性研究方法 |
1.1.6 土壤酶活性研究 |
1.1.7 非共生固氮菌与植物互作关系 |
1.1.8 外源微生物调控根际微生态 |
1.2 研究目的及意义 |
第二章 自生固氮菌分离、鉴定和固氮酶活性测定 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 样品采集 |
2.1.2 培养基配制 |
2.1.3 主要设备 |
2.1.4 研究方法 |
2.2 数据处理 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 自生固氮菌的分离 |
2.3.2 自生固氮菌菌株 RFLP 分析 |
2.3.3 自生固氮菌菌株液体固氮量 |
2.3.4 自生固氮菌菌株固氮酶活性 |
2.4 讨论 |
第三章 自生固氮菌对玉米生长、根际酶活性和细菌群落的影响 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验设计 |
3.1.3 样品采集 |
3.1.4 研究方法 |
3.2 数据处理 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 接种自生固氮菌对玉米生长的影响 |
3.3.2 接种自生固氮菌对玉米根系活力和叶绿素含量的影响 |
3.3.3 接种自生固氮菌对玉米植株吸氮量的影响 |
3.3.4 接种自生固氮菌对玉米根际土壤酶活性的影响 |
3.3.5 接种自生固氮菌对玉米根际土壤细菌群落功能多样性的影响 |
3.3.6 接种自生固氮菌对玉米根际土壤细菌群落 6 类碳源代谢的影响 |
3.3.7 玉米根际土壤细菌群落功能多样性主成分分析 |
3.3.8 玉米根际土壤细菌群落遗传多样性主成分分析 |
3.4 讨论 |
第四章 自生固氮菌对小麦生长、根际酶活性和微生物多样性的影响 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验设计 |
4.1.3 样品采集 |
4.1.4 研究方法 |
4.2 数据处理 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 接种自生固氮菌对小麦生长的影响 |
4.3.2 接种自生固氮菌对小麦籽粒产量的影响 |
4.3.3 接种自生固氮菌对小麦植株和籽粒吸氮量的影响 |
4.3.4 接种自生固氮菌对小麦籽粒物质组成的影响 |
4.3.5 接种自生固氮菌对小麦根际土壤酶活性的影响 |
4.3.6 接种自生固氮菌对小麦根际微生物群落功能多样性的影响 |
4.4 讨论 |
第五章 大田实验条件下,小麦根际土壤酶活性与真菌群落分子多样性对施氮的响应 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 研究地区概况 |
5.1.2 实验设计 |
5.1.3 主要设备 |
5.1.4 样品采集 |
5.1.5 研究方法 |
5.2 数据处理 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 小麦根际土壤酶活性对施氮的响应 |
5.3.2 小麦根际真菌群落多样性对施氮的响应 |
5.3.3 小麦根际土壤酶活性与真菌群落多样性的冗余分析 |
5.3.4 小麦根际土壤酶活性与真菌群落多样性指数的相关系数 |
5.4 讨论 |
第六章 不同氮水平下,接种褐球固氮菌对玉米吸氮量、根际酶活性和细菌群落影响 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 实验材料 |
6.1.2 实验设计 |
6.1.3 样品采集 |
6.1.4 研究方法 |
6.2 数据处理 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 不同氮水平下,接种褐球固氮菌对玉米植株吸氮量的影响 |
6.3.2 不同氮水平下,接种褐球固氮菌对玉米根际土壤酶活性的影响 |
6.3.3 不同氮水平下,接种褐球固氮菌对玉米土壤细菌群落功能多样性影响 |
6.3.4 不同氮水平下,接种褐球固氮菌对玉米根际细菌群落遗传多样性的影响 |
6.4 讨论 |
第七章 大田实验条件下,菌剂和酶制剂对小麦根际脱氢酶活性与微生物群落多样性的影响 |
7.1 材料与方法 |
7.1.1 研究地区概况 |
7.1.2 实验设计 |
7.1.3 样品采集 |
7.1.4 研究方法 |
7.2 数据处理 |
7.3 结果与分析 |
7.3.1 小麦根际土壤脱氢酶活性分析 |
7.3.2 小麦根际土壤细菌和真菌群落的 AWCD 和丰富度指数分析 |
7.3.3 小麦根际土壤细菌和真菌群落多样性 BIOLOG 结果的主成分分析 |
7.4 讨论 |
第八章 盐胁迫下,接种自生固氮菌对玉米幼苗根系、叶片和根际细菌群落影响 |
8.1 材料与方法 |
8.1.1 实验材料 |
8.1.2 实验设计 |
8.1.3 实验方法 |
8.2 数据处理 |
8.3 结果与分析 |
8.3.1 盐胁迫下,接种自生固氮菌对玉米幼苗根系结构的影响 |
8.3.2 盐胁迫下,接种自生固氮菌对玉米叶片丙二醛和抗氧化酶活性影响 |
8.3.3 盐胁迫下,接种自生固氮菌对玉米幼苗叶片光合参数的影响 |
8.3.4 盐胁迫下,接种自生固氮菌对玉米根际细菌群落遗传特征的影响 |
8.4 讨论 |
第九章 结论与展望 |
9.1 研究特色与创新之处 |
9.2 研究结论 |
9.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)东南景天内生菌分离鉴定及其强化重金属超积累效应与机制(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 土壤重金属污染状况 |
1.2 土壤重金属污染对环境的生态风险 |
1.3 土壤重金属污染的植物修复技术 |
1.4 农艺化学措施调控植物修复重金属污染土壤的研究 |
1.5 植物-微生物联合修复重金属污染土壤的研究 |
1.5.1 促植物生长细菌 |
1.5.2 促植物生长细菌对植物生长和吸收重金属的影响 |
1.5.2.1 细菌在促进植物生长和缓解重金属毒害方面的作用 |
1.5.2.2 细菌在强化植物提取重金属方面的作用 |
1.5.3 真菌对植物生长和吸收重金属的影响 |
1.5.3.1 真菌在促进植物生长和缓解重金属毒害方面的研究 |
1.5.3.2 真菌在强化植物提取重金属方面的作用 |
1.6 微生物辅助植物修复重金属污染土壤的主要机理 |
1.6.1 微生物分泌的铁载体在植物修复中的作用 |
1.6.2 微生物分泌的有机酸在植物修复中的作用 |
1.6.3 微生物产生的生物表面活性剂在植物修复中的作用 |
1.6.4 微生物产生的聚合物和糖蛋白在植物修复中的作用 |
1.6.5 微生物对重金属的氧化和还原在植物修复中的作用 |
1.6.6 微生物吸附在植物修复中的作用 |
1.7 本项目研究背景和目的 |
第二章 东南景天内生细菌的分离鉴定及多样性分析 |
2.1 引言 |
2.2 材料和方法 |
2.2.1 植物和土壤 |
2.2.2 分离细菌培养基 |
2.2.3 从根际土壤中分离细菌 |
2.2.4 从东南景天植株内分离细菌 |
2.2.5 细菌的纯化与保存 |
2.2.6 细菌重金属耐受性检测 |
2.2.7 细菌产生IAA的检测 |
2.2.8 细菌产生嗜铁素的检测 |
2.2.9 细菌溶解磷酸钙的检测 |
2.2.10 细菌消耗ACC和细菌ACC脱氨酶活性的检测 |
2.2.11 细菌16S rRNA基因(16S rDNA)和ACC脱氨酶结构基因(acdS)的扩增和测序 |
2.2.12 系统发育分析 |
2.3 结果 |
2.3.1 细菌的遗传多样性 |
2.3.2 有ACC脱氨酶结构基因(acdS)及ACC脱氨酶活性的细菌 |
2.3.3 细菌对Zn、Cd和Pb的耐受性 |
2.3.4 细菌产生IAA、嗜铁素和溶解磷的能力 |
2.4 讨论 |
第三章 特异内生细菌定殖模式及其对超积累植物吸收重金属的调控作用 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 植物材料 |
3.2.2 内生细菌 |
3.2.3 分泌纤维素和果胶酶活性的测定 |
3.2.4 抗生素抗性检测 |
3.2.5 烟草叶片的致病性检测 |
3.2.6 三亲接合法标记内生细菌 |
3.2.7 细菌接种和重金属试验设计 |
3.2.8 植物收获和样品重金属分析 |
3.2.9 从东南景天根部和地上部重新分离接种的内生细菌 |
3.2.10 激光扫描共聚焦显微镜检测内生细菌在东南景天根部的定殖 |
3.2.11 数据处理 |
3.3 结果 |
3.3.1 gfp标记内生细菌 |
3.3.2 接种的内生细菌在东南景天根际及体内定殖的数量 |
3.3.3 内生细菌在东南景天根部的定殖模式 |
3.3.4 接种内生细菌对植物生长的促进效果 |
3.3.5 接种内生细菌对东南景天吸收重金属的影响 |
3.4 讨论 |
3.5 结论 |
第四章 内生细菌强化东南景天修复重金属污染土壤的研究 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 土壤 |
4.2.2 内生细菌 |
4.2.3 植物材料和预培养 |
4.2.4 土培实验 |
4.2.5 植物收获和样品分析 |
4.3 结果 |
4.3.1 接种内生细菌对东南景天长势及生物量的影响 |
4.3.2 接种内生细菌对东南景天提取重金属的影响 |
4.4 讨论 |
4.5 结论 |
第五章 特异真菌强化东南景天吸收积累重金属的作用 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 真菌形态观察 |
5.2.2 真菌的分子鉴定 |
5.2.3 真菌重金属耐受性检测 |
5.2.4 真菌致病性检测 |
5.2.5 植物预培养 |
5.2.6 水培试验处理设计 |
5.2.7 土培试验 |
5.2.8 根系形态分析 |
5.2.9 叶绿素含量测定 |
5.2.10 植物收获和样品元素分析 |
5.2.11 植物对重金属的转运系数、富集系数及植物修复效率 |
5.2.12 数据处理 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 非致病尖孢镰刀菌的鉴定及其特性分析 |
5.3.2 水培条件下SaCS12对东南景天生物量及根系形态的影响 |
5.3.3 SaCS12对东南景天叶绿素、氮和镁含量的影响 |
5.3.4 水培条件下非致病尖孢镰刀菌对东南景天吸收重金属的影响 |
5.3.5 接种尖孢镰刀菌及种植东南景天对重金属生物有效性的影响 |
5.3.6 土培实验中SaCS12对东南景天生物量的影响 |
5.3.7 土培实验中接种SaCS12对东南景天吸收重金属的影响 |
5.4 讨论 |
5.5 结论 |
第六章 内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)对东南景天生长与吸收重金属的影响 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 印度梨形孢重金属耐受性检测 |
6.2.2 印度梨形孢菌剂的制备 |
6.2.3 植物材料 |
6.2.4 植物培养及处理设计 |
6.2.5 植物样品染色及显微观察 |
6.2.6 植物收获和元素分析 |
6.2.7 根系形态分析 |
6.2.8 数据处理 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 纯培养条件下印度梨形孢对重金属的耐受性检测 |
6.3.2 印度梨形孢对两种生态型东南景天生物量的影响 |
6.3.3 印度梨形孢对两种生态型东南景天根系形态的影响 |
6.3.4 印度梨形孢对两种生态型东南景天氮和磷吸收的影响 |
6.3.5 印度梨形孢对两种生态型东南景天吸收重金属的影响 |
6.4 讨论 |
6.5 结论 |
第七章 创新点与研究展望 |
7.1 主要创新点 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
博士在读期间发表或接受的论文 |
(6)从逆境土壤发现高效抗病促生抗逆的小麦根际细菌(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
英文缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1 小麦重要真菌病害及其危害 |
1.1 小麦纹枯病病原与危害 |
1.1.1 小麦纹枯病为害症状 |
1.1.2 小麦纹枯病病原与发病规律 |
1.2 小麦全蚀病概述 |
1.2.1 小麦全蚀病为害症状 |
1.2.2 小麦纹全蚀病病原与发病规律 |
2 植物根际促生抗病微生物研究进展 |
2.1 植物根际促生菌概述 |
2.2 植物根际促生菌的生防机制 |
2.2.1 拮抗作用 |
2.2.2 促进植物的生长 |
2.2.3 根际定植 |
2.2.4 竞争作用 |
2.2.5 诱导系统抗性 |
2.3 小麦纹枯病的生物防治现状 |
2.4 小麦全蚀病的生物防治现状 |
3 立题背景与意义 |
第二章 污染土壤中根际微生物的采集和筛选 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 主要仪器设备 |
2.1.2 供试土壤 |
2.1.3 供试小麦种子及植物病原真菌 |
2.1.4 主要试剂溶液 |
2.1.5 所需引物 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 土样采集 |
2.2.2 循环富集 |
2.2.3 末端稀释计数 |
2.2.4 分离保藏 |
2.2.5 病原真菌的活化与培养 |
2.2.6 拮抗小麦病原真菌土壤根际细菌的筛选 |
2.2.7 菌株的生理生化鉴定 |
2.2.8 菌株的16S rDNA分子辅助鉴定 |
3 结果与分析 |
3.1 污染土壤中的菌落密度 |
3.2 土壤根际微生物分离、筛选结果 |
4 讨论 |
第三章 逆境土壤中的PGPR对小麦重要真菌病害的生防作用及其机制初步的研究 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 主要仪器设备 |
2.1.2 根际细菌菌株 |
2.1.3 植物病原真菌及线虫 |
2.1.4 主要试剂 |
2.1.5 所用引物 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 拮抗细菌水解酶和次生代谢物活性的测定 |
2.2.2 对抗生素相关合成基因的检测的PCR反应体系及反应条件 |
2.2.3 抗生素合成基因的测序及系统进化树分析 |
2.2.4 小麦真菌病害温室防治实验 |
2.2.5 TM5405菌株抗菌杀虫活性及活性物质的初步分析 |
3 结果与分析 |
3.1 根际细菌抗菌活性物质产生分析 |
3.1.1 拮抗细菌水解酶和次生代谢物活性的测定 |
3.1.2 PCR对相关抗生素合成基因的检测 |
3.2 抗生素合成基因的测序及构建系统进化树 |
3.3 温室抗病效果 |
3.3.1 在中国华中农业大学进行温室盆钵实验 |
3.3.2 在美国华盛顿州立大学进行温室试管实验 |
3.4 辣椒溶杆菌TM5405抗菌谱的测定及抗菌作用分析 |
4 讨论 |
第四章 逆境土壤中PGPR对油菜的促生和抗逆作用 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 主要仪器设备 |
2.1.2 根际细菌菌株 |
2.1.3 抗逆供试土壤 |
2.1.4 主要试剂 |
2.1.5 所用引物 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 促进植物生长的特性 |
2.2.2 ACC脱氨酶的PCR检测 |
2.2.3 逆境适应性 |
3 结果与分析 |
3.1 促进植物生长的特性 |
3.2 PGPR对油菜根的促生作用 |
3.3 acdS基因的测序及构建系统进化树 |
3.4 逆境适应性 |
3.4.1 PGPR对盐和重金属的耐受性 |
3.4.2 PGPR在过酸土性壤中温室抗逆实验结果 |
4 讨论 |
第五章 主要结论与展望 |
1 结论 |
2 展望 |
参考文献 |
附录一 部分序列 |
附录二 |
致谢 |
(7)东南景天促生菌对油菜生长和镉吸收积累的影响及其机理(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
Abstract |
主要缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1.1 土壤重金属污染与毒害 |
1.1.1 土壤重金属污染现状 |
1.1.2 重金属污染对生物的毒害作用 |
1.2 重金属污染土壤的植物修复技术 |
1.2.1 植物修复技术的兴起与发展 |
1.2.2 重金属超积累植物与植物提取修复 |
1.2.3 超积累植物东南景天在植物修复中的应用 |
1.2.4 提高植物修复的主要技术措施 |
1.3 植物促生菌与重金属污染土壤修复 |
1.3.1 植物促生菌促进植物生长及重金属吸收的机制 |
1.3.2 东南景天促生菌 |
1.4 油菜在Cd污染土壤修复中的应用 |
1.4.1 油菜在Cd污染农田修复中的应用 |
1.4.2 提高油菜Cd提取修复效率的措施 |
1.5 研究意义、内容及技术路线 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 研究技术路线 |
第二章 东南景天促生菌在非宿主植物油菜体内的定殖模式 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料与方法 |
2.2.1 促生菌的培养 |
2.2.2 溶液培养试验 |
2.2.3 盆栽试验 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 溶液培养条件下促生菌Sa MR12 的定殖 |
2.3.2 盆栽条件下促生菌Sa MR12 的定殖 |
2.4 讨论 |
2.5 本章小结 |
第三章 促生菌对非宿主植物油菜生长和Cd吸收积累的影响 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料与方法 |
3.2.1 植物培养 |
3.2.2 促生菌纯化培养 |
3.2.3 试验设计 |
3.2.4 根系发育形态观察 |
3.2.5 叶绿素含量测定 |
3.2.6 植物生物量和Cd含量的测定 |
3.2.7 数据分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 不同促生菌对油菜生长的影响 |
3.3.2 不同促生菌对油菜叶片叶绿素含量的影响 |
3.3.3 不同促生菌对油菜根系形态发育的影响 |
3.3.4 不同促生菌对油菜Cd含量和Cd积累量的影响 |
3.4 讨论 |
3.5 本章小结 |
第四章 东南景天促生菌提高油菜对Cd胁迫的响应机制研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验材料与方法 |
4.2.1 植物和促生菌的培养 |
4.2.2 试验设计 |
4.2.3 植物生物量和Cd含量的测定 |
4.2.4 过氧化氢(H_2O_2)含量、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量和谷胱甘肽(GSH)含量测定 |
4.2.5 RNA提取及相关基因表达水平的测定 |
4.2.6 数据分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 接种Sa MR12 对油菜生长和Cd吸收积累的影响 |
4.3.2 接种Sa MR12 对油菜过氧化氢(H_2O_2)含量和丙二醛(MDA)含量的影响 |
4.3.3 接种Sa MR12 对油菜谷胱甘肽(GSH)含量和脯氨酸含量的影响 |
4.3.4 接种Sa MR12 对油菜抗氧化酶活性的影响 |
4.3.5 接种Sa MR12 对油菜抗氧化系统相关基因表达水平的影响 |
4.4 讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 东南景天促生菌影响油菜光合作用的机制研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验材料与方法 |
5.2.1 植物和促生菌的培养 |
5.2.2 试验设计 |
5.2.3 植物生物量的测定 |
5.2.4 叶绿素含量和叶绿素荧光参数的测定 |
5.2.5 转录组测序分析 |
5.2.6 数据分析 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 接种Sa MR12 对油菜生长的影响 |
5.3.2 接种Sa MR12 对油菜光合参数的影响 |
5.3.3 加权基因共表达网络分析(WGCNA) |
5.3.4 目标基因模块的GO注释及KEGG富集分析 |
5.3.5 关键基因的筛选 |
5.4 讨论 |
5.5 本章小结 |
第六章 不同来源东南景天促生菌群对油菜生长、Cd吸收积累和根际细菌群落结构的影响 |
6.1 引言 |
6.2 试验材料与方法 |
6.2.1 促生菌的培养 |
6.2.2 盆栽试验 |
6.2.3 样品采集和植物生物量的测定 |
6.2.4 土壤理化性质的测定 |
6.2.5 土壤DNA提取及16S r RNA基因测序 |
6.2.6 生物信息学分析 |
6.2.7 数据分析 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 接种不同来源促生菌群对植物生长和Cd吸收的影响 |
6.3.2 接种不同来源促生菌群对土壤理化性质的影响 |
6.3.3 接种不同来源促生菌群对根际土壤细菌群落结构和组成的影响 |
6.3.4 根际土壤细菌群落与环境因子的关系 |
6.4 讨论 |
6.5 本章小结 |
第七章 促生菌对油菜不同生育期生长和Cd吸收积累的田间效果研究 |
7.1 引言 |
7.2 试验材料与方法 |
7.2.1 促生菌的培养 |
7.2.2 大田布置与试验设计 |
7.2.3 植物生物量和Cd含量的测定 |
7.2.4 植物Cd提取量和土壤Cd移除量的计算 |
7.2.5 数据分析 |
7.3 结果与分析 |
7.3.1 促生菌剂对油菜不同生育期生长的影响 |
7.3.2 促生菌剂对油菜籽粒产量的影响 |
7.3.3 促生菌剂对油菜不同生育期Cd含量的影响 |
7.3.4 促生菌剂对油菜不同生育期Cd积累量的影响 |
7.3.5 促生菌剂对油菜不同生育期Cd转运系数的影响 |
7.3.6 施用促生菌剂对植物Cd提取量和土壤Cd移除量的影响 |
7.4 讨论 |
7.5 本章小结 |
第八章 主要结论、创新点与研究展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要成果 |
(8)高寒草甸优势植物根际促生菌资源评价及菌种鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
SUMMARY |
缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1 植物根际促生菌概述 |
1.1 植物根际促生菌概念 |
1.2 植物根际促生菌主要属 |
1.3 植物根际促生菌促生方式 |
1.4 植物根际促生菌促生机制 |
1.5 植物根际促生菌促生研究进展 |
2 植物根际促生菌溶磷及固氮特性概述 |
2.1 溶磷特性 |
2.1.1 土壤磷素概述 |
2.1.2 植物根际促生菌溶磷特性研究进展 |
2.2 固氮特性 |
2.2.1 生物固氮概述 |
2.2.2 植物根际促生菌固氮特性研究进展 |
3 植物根际促生菌分泌植物激素特性概述 |
3.1 植物激素概述 |
3.1.1 植物激素概念 |
3.1.2 植物激素种类 |
3.2 植物激素检测方法 |
3.2.1 植物激素检测难点 |
3.2.2 检测方法概述 |
3.2.3 高效液相色谱法 |
3.3 植物激素前处理方法 |
3.3.1 植物激素化学特性 |
3.3.2 传统前处理方法 |
3.3.3 固相萃取 |
3.4 植物根际促生菌分泌植物激素特性研究进展 |
3.4.1 植物根际促生菌分泌生长素研究进展 |
3.4.2 植物根际促生菌分泌其它激素研究进展 |
4 细菌分类鉴定概述 |
4.1 细菌分类鉴定方法 |
4.2 16S r DNA基因序列分析法 |
5 研究目的及意义 |
6 研究内容及技术路线 |
6.1 研究内容 |
6.1.1 高寒草甸植物根际细菌的分离和纯化 |
6.1.2 植物根际细菌溶磷及固氮特性测定 |
6.1.3 植物根际细菌分泌植物激素特性测定 |
6.1.4 优良植物根际促生菌的鉴定 |
6.2 技术路线 |
第二章 高寒草甸优势植物根际细菌分离与纯化 |
1 材料与方法 |
1.1 采样区概况 |
1.2 试验材料 |
1.3 样品的采集 |
1.4 培养基 |
1.5 植物根际细菌分离与纯化 |
1.5.1 根表土壤植物根际细菌分离 |
1.5.2 根系表面植物根际细菌分离 |
1.5.3 根内植物根际细菌分离 |
1.5.4 植物根际细菌筛选与纯化 |
2 结果与分析 |
2.1 植物根际细菌分离纯化结果 |
2.2 植物根际细菌分布特征 |
3 讨论与小结 |
3.1 讨论 |
3.2 小结 |
第三章 植物根际溶磷菌和固氮菌筛选及其特性研究 |
1 材料与方法 |
1.1 供试菌株 |
1.2 溶磷菌筛选及溶磷特性测定 |
1.2.1 培养基 |
1.2.2 试剂 |
1.2.3 标准曲线 |
1.2.4 溶磷菌筛选 |
1.2.5 溶磷特性测定 |
1.3 固氮菌筛选及固氮特性测定 |
1.3.1 培养基 |
1.3.2 仪器与设备 |
1.3.3 标准曲线 |
1.3.4 固氮菌筛选 |
1.3.5 固氮酶活性测定 |
2 结果与分析 |
2.1 溶磷菌溶磷特性测定 |
2.1.1 标准曲线 |
2.1.2 溶磷菌筛选 |
2.1.3 溶磷特性测定 |
2.2 固氮菌固氮特性测定 |
2.2.1 标准曲线 |
2.2.2 固氮菌筛选 |
2.2.3 固氮酶活性测定 |
3 讨论与小结 |
3.1 讨论 |
3.1.1 植物根际溶磷菌溶磷特性 |
3.1.2 植物根际固氮菌固氮特性 |
3.2 小结 |
第四章 植物根际细菌分泌植物激素特性研究 |
1 材料与方法 |
1.1 供试菌株 |
1.2 培养基 |
1.3 试剂 |
1.4 仪器与设备 |
1.5 标准品储备液 |
1.6 样品前处理 |
1.7 高效液相色谱检测条件选择 |
1.7.1 检测波长选择 |
1.7.2 流动相选择 |
1.7.3 流动相流速选择 |
1.7.4 色谱柱柱温选择 |
2 结果与分析 |
2.1 高效液相色谱法定量分析方法建立 |
2.1.1 检测波长 |
2.1.2 流动相 |
2.1.3 流动相流速 |
2.1.4 色谱柱柱温 |
2.2 线性关系考察及检出限、定量限测定 |
2.3 样品中3种植物激素含量测定 |
2.4 标准品及样品色谱图 |
3 讨论与小结 |
3.1 讨论 |
3.2 小结 |
第五章 优良植物根际促生菌菌种鉴定 |
1 材料与方法 |
1.1 供试菌株 |
1.2 菌株形态学特征研究 |
1.2.1 试剂 |
1.2.2 方法 |
1.3 菌株生理生化特性研究 |
1.3.1 培养基及试剂 |
1.3.2 方法 |
1.4 菌株 16S r DNA基因序列研究 |
1.4.1 设备与试剂 |
1.4.2 细菌基因组DNA提取 |
1.4.3 DNA浓度及纯度检测 |
1.4.4 16S r DNA序列PCR扩增 |
1.4.5 PCR扩增产物检测 |
1.4.6 16S r DNA序列测定 |
1.4.7 16S r DNA序列分析及系统发育树构建 |
2 结果与分析 |
2.1 菌株形态学特征观察 |
2.2 菌株生理生化特性测定 |
2.3 菌株 16S r DNA基因序列分析 |
2.3.1 细菌基因组DNA纯度及浓度分析 |
2.3.2 细菌 16S r DNA PCR扩增产物的检测 |
2.3.3 16S r DNA基因序列分析 |
2.3.4 系统发育树的构建 |
3 讨论与小结 |
3.1 讨论 |
3.2 小结 |
第六章 结论与建议 |
1 结论 |
2 建议 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
致谢 |
(9)内生细菌强化植物修复钒矿污染土壤效应及机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 我国土壤钒矿重金属污染现状及来源 |
2.1.1 钒矿重金属污染的来源 |
2.1.2 钒矿重金属污染现状及危害 |
2.2 钒矿污染土壤修复技术 |
2.2.1 物理修复技术 |
2.2.2 化学修复技术 |
2.2.3 生物修复技术 |
2.3 钒矿污染土壤植物修复 |
2.3.1 植物修复 |
2.3.2 植物修复限制因素 |
2.3.3 强化植物修复途径 |
2.4 内生细菌强化植物修复污染土壤研究进展 |
2.4.1 植物内生细菌概念及其优势 |
2.4.2 植物内生细菌分离与筛选 |
2.4.3 内生细菌的接种与定殖 |
2.4.4 内生细菌在重金属污染植物修复中的应用 |
2.4.5 内生细菌在非宿主植物修复中的应用 |
2.5 内生细菌强化植物修复污染土壤机制研究进展 |
2.5.1 内生细菌强化植物修复污染土壤的机理 |
2.5.2 内生细菌接种对植物相关细菌群落的影响 |
2.6 存在问题 |
3 研究内容与试验方法 |
3.1 研究目标和研究内容 |
3.1.1 研究目标 |
3.1.2 研究内容 |
3.2 技术路线 |
3.3 试验仪器与药剂 |
3.3.1 试验仪器 |
3.3.2 试验试剂 |
3.3.3 培养基及用途 |
3.4 试验方案 |
3.4.1 试验材料 |
3.4.2 内生细菌的分离筛选与性能测定 |
3.4.3 内生细菌协同强化植物修复试验 |
3.4.4 内生细菌对蜈蚣草重金属解毒及溶矿促生作用机制 |
3.4.5 内生细菌对植物根际微生态的影响及其作用机制 |
3.5 评价指标及检测方法 |
3.5.1 评价指标 |
3.5.2 检测方法 |
4 钒、铬和镉抗性内生细菌的分离筛选及性能测定 |
4.1 钒富集植物的筛选及其富集特征 |
4.2 蜈蚣草内生细菌的分离 |
4.3 内生细菌的筛选 |
4.3.1 内生细菌的V、Cr和Cd抗性评价 |
4.3.2 内生细菌的植物促生特性评价 |
4.4 内生细菌PRE01和PRE05的鉴定 |
4.4.1 基于16S rDNA的物种鉴定 |
4.4.2 基于Biolog Gen Ⅲ板的生理生化鉴定 |
4.5 内生细菌PRE01和PRE05对重金属的吸附和还原 |
4.5.1 不同重金属离子对内生细菌生长的影响 |
4.5.2 内生细菌对V、Cr和Cd的生物吸附 |
4.5.3 内生细菌对V(Ⅴ)和Cr(Ⅵ)的生物还原 |
4.6 接种PRE01对污染土壤中V、Cr、Cd的活化作用 |
4.7 本章小结 |
5 内生细菌协同植物修复V、Cr和Cd污染土壤效应和植物生理生化响应 |
5.1 对植物生长的影响 |
5.2 内生细菌接种对宿主和非宿主植物富集和转运重金属的影响 |
5.2.1 对植物重金属富集量的影响 |
5.2.2 对植物重金属富集系数和转运系数的影响 |
5.2.3 对植物重金属提取总量的影响 |
5.3 内生细菌接种对宿主和非宿主植物生理生化的影响 |
5.3.1 对植物叶绿素含量的影响 |
5.3.2 对植物叶片MDA含量的影响 |
5.3.3 对植物活性氧代谢的影响 |
5.4 本章小结 |
6 内生细菌对蜈蚣草重金属解毒及溶矿促生的作用机制 |
6.1 内生细菌接种对蜈蚣草重金属解毒过程的影响 |
6.1.1 水培条件下内生细菌接种对蜈蚣草生长的影响 |
6.1.2 对蜈蚣草吸收钒、磷、铁的影响 |
6.1.3 对蜈蚣草富集钒途径的影响 |
6.1.4 对蜈蚣草根系表面形貌及钒含量的影响 |
6.1.5 对蜈蚣草体内钒形态分布的影响 |
6.1.6 钒胁迫和内生细菌接种对蜈蚣草根系分泌有机酸的影响 |
6.2 内生细菌-蜈蚣草协同溶矿促生机制 |
6.2.1 内生细菌对钒酸铁的溶解作用 |
6.2.2 内生细菌-蜈蚣草协同溶矿促生 |
6.3 本章小结 |
7 内生细菌接种对印度芥菜根际微生态的影响及其作用机制 |
7.1 内生细菌在修复植物内定殖研究 |
7.2 植物生长和重金属积累对内生细菌接种的响应 |
7.2.1 印度芥菜生长和重金属富集的变化 |
7.2.2 印度芥菜根系形态参数的变化 |
7.3 内生细菌接种对根际土壤性质和重金属形态的影响 |
7.3.1 对根际土理化性质的影响 |
7.3.2 对根际土重金属形态的影响 |
7.4 内生细菌接种对植物根际细菌和内生细菌群落的影响 |
7.4.1 对细菌群落结构和功能的影响 |
7.4.2 对细菌群落代谢功能多样性影响 |
7.5 本章小结 |
8 结论 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
附录A 内生细菌的16S rDNA基因序列 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)重金属固定细菌阻控油菜吸收镉、铅效应与机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号及缩略语说明 |
绪论 |
第一章 文献综述 |
第一节: 农田土壤重金属污染现状及危害 |
1 农田重金属污染概况 |
2 农田土壤重金属的来源 |
3 农田土壤重金属污染的危害 |
4 油菜重金属污染概况 |
第二节: 重金属在土壤中的赋在形态 |
1 土壤中重金属的赋存形态与生物有效性 |
2 土壤-植物体系内重金属的迁徙影响因素 |
3 影响土壤中重金属有效态含量的因素 |
第三节 农田重金属污染修复技术 |
1 物理修复 |
2 化学修复 |
3 生物修复 |
第四节: 土壤中功能微生物多样性的研究方法 |
1 微生物平板培养法 |
2 Biolog微平板方法 |
3 高通量测序技术 |
4 实时荧光PCR方法 |
5 宏基因组学技术 |
第五节: 立题依据与研究意义 |
第二章 镉铅抗性植物促生细菌的分离筛选 |
1 试验材料 |
2 试验方法 |
2.1 铅、镉抗性细菌的分离筛选 |
2.2 促生特性和精氨酸脱羧酶的测定 |
2.3 复筛-吸附重金属能力的测定 |
2.4 油菜苗期砂培试验 |
2.5 供试菌株16S rDNA序列分析 |
3 试验结果 |
3.1 Cd、Pb抗性细菌的分离筛选 |
3.2 菌株的促生特性及精氨酸脱羧酶测定 |
3.3 菌株吸附镉铅能力的测定 |
3.4 供试菌株对油菜苗期生物量及重金属吸收的影响 |
3.5 供试菌株的种属鉴定 |
4 讨论 |
5. 本章小结 |
第三章 菌株CL-1和X30对镉、铅的固定和抗性机理研究 |
1 供试菌株 |
2 试验方法 |
2.1 供试菌株的生物学基本特性研究 |
2.2 供试菌株在细胞水平上吸附重金属的机理研究 |
2.3 供试菌株在细胞壁上和细胞内吸附重金属的差异 |
2.4 供试菌株吸附重金属的特征 |
3 结果与分析 |
3.1 菌株及菌落的形态学观察 |
3.2 供试菌株的生物学特性研究 |
3.3 供试菌株吸附Cd和Pb的SEM-EDX |
3.4 供试菌株在细胞壁上和细胞内吸附重金属的差异 |
3.5 供试菌株吸附Cd和Pb前后细胞壁官能团变化 |
3.6 供试菌株在溶液中吸附镉铅的规律研究 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
第四章 盆栽条件下菌株CL-1和X30阻控油菜吸收镉的效果及机制研究 |
1 试验材料 |
1.1 供试菌株 |
1.2 供试油菜 |
1.3 供试土壤 |
2 试验方法 |
2.1 盆栽试验 |
2.2 植物样品生物量及Cd含量的测定 |
2.3 土壤样品中有效态Cd含量的测定 |
2.4 供试菌株对油菜根际土和非根际土有机质含量和pH的影响 |
2.5 供试菌株对油菜根际土和非根际土产精氨酸脱羧酶细菌比例的影响 |
2.6 供试菌株对油菜根际土和非根际土中多胺含量的影响 |
2.7 供试菌株在油菜根际的定殖检测 |
2.8 供试菌株对油菜根际和非根际土壤细菌群落结构的影响 |
3 结果与分析 |
3.1 供试菌株对油菜生物量的影响 |
3.2 供试菌株对秦优十号吸收Cd的影响 |
3.3 供试菌株对秦优十号籽粒Cd的转移系数和富集系数的影响 |
3.4 供试菌株对油菜根际土和非根际土Cd的DTPA态含量的影响 |
3.5 供试菌株对油菜根际土和非根际土pH和有机质含量的影响 |
3.6 供试菌株对油菜根际土和非根际土产精氨酸脱羧酶菌株比例的影响 |
3.7 供试菌株对油菜根际土和非根际土多胺含量的影响 |
3.8 供试菌株在油菜根际的定殖检测 |
3.9 供试菌株对油菜根际土细菌群落多样性和结构的影响 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
第五章 田间条件下菌株CL-1和X30联合生物炭阻控油菜吸收镉铅的效果及机制研究 |
1 实验材料 |
1.1 供试菌株 |
1.2 供试油菜 |
1.3 试验地点 |
1.4 生物炭性质 |
2 试验方法 |
2.1 土壤滤液吸附试验 |
2.2 田间小区设计 |
2.3 油菜种植 |
2.4 油菜收获及样品采集 |
2.5 油菜生物量及Cd和Pb含量的测定 |
2.6 油菜土壤样品中有效态Cd和Pb含量的测定 |
2.7 油菜根际土壤样品团聚体组成的变化 |
2.8 油菜土壤样品pH和有机质含量的测定 |
2.9 油菜土壤样品功能基因丰度的检测 |
3 结果与分析 |
3.1 土壤滤液中供试菌株吸附镉铅规律的测定 |
3.2 不同处理对油菜生物量的影响 |
3.3 不同处理对油菜Cd和Pb吸收的影响 |
3.4 不同处理对油菜Cd和Pb富集系数和转移系数的影响 |
3.5 不同处理对油菜根际土和非根际土Cd和Pb有效态含量的影响 |
3.6 不同处理对油菜根际土和非根际土pH的影响 |
3.7 不同处理对油菜根际土和非根际土有机质的影响 |
3.8 不同处理对油菜根际土团聚体组成的影响 |
3.9 不同处理对油菜根际土和非根际土功能基因丰度的影响 |
3.10 不同处理对油菜根际土和非根际土多胺和NH_4~+含量的影响 |
3.11 供试菌株在油菜根际的定殖检测 |
4 讨论 |
5. 本章小结 |
第六章 Serratia liquefaciens CL-1中产腐胺减少突变株的构建及其对油菜吸收Cd、Pb的影响 |
1 试验材料 |
1.1 菌株与质粒 |
1.2 抗生素与浓度 |
1.3 仪器 |
2 试验方法 |
2.1 aguA和potE基因的敲除 |
2.2 aguA和potE基因功能回补 |
2.3 野生株、突变株和回补株生长曲线的测定 |
2.4 野生株、突变株和回补株产多胺能力的测定 |
2.5 野生株、突变株和回补株对Cd、Pb的抗性测定 |
2.6 野生株、突变株和回补株对Cd、Pb固定能力的测定 |
2.7 野生株、突变株和回补株对油菜吸收Cd、Pb的影响测定 |
3 结果与分析 |
3.1 potE和aguA基因的敲除与回补 |
3.2 野生株、突变株和回补株生长曲线的比较 |
3.3 野生株、突变株和回补株产多胺能力的差异 |
3.4 野生菌、突变株和回补菌对Cd、Pb的抗性比较 |
3.5 野生株、突变株和回补株固定Cd、Pb能力的比较 |
3.6 野生株、突变株和回补株对油菜吸收Cd、Pb的差异影响 |
3.7 野生株、突变株和回补株对油菜吸收Cd、Pb富集和转移系数的影响 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
结论 |
本文创新点 |
研究展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表论文 |
致谢 |
四、促进油菜生长的根际细菌分离与接种(论文参考文献)
- [1]铜耐性植物内生和根际细菌的生物多样性及其强化植物富集铜的研究[D]. 孙乐妮. 南京农业大学, 2009(06)
- [2]东南景天促生菌提高植物萃取镉效率及其机理研究[D]. 潘风山. 浙江大学, 2016(08)
- [3]金属耐性植物内生细菌对油菜耐受与富集重金属的影响及其机制研究[D]. 张艳峰. 南京农业大学, 2011(01)
- [4]自生固氮菌对玉米、小麦根际微生态调控机制的研究[D]. 陈胜男. 西北农林科技大学, 2012(10)
- [5]东南景天内生菌分离鉴定及其强化重金属超积累效应与机制[D]. 张新成. 浙江大学, 2012(06)
- [6]从逆境土壤发现高效抗病促生抗逆的小麦根际细菌[D]. 王雪飞. 华中农业大学, 2013(02)
- [7]东南景天促生菌对油菜生长和镉吸收积累的影响及其机理[D]. 王琼. 浙江大学, 2021
- [8]高寒草甸优势植物根际促生菌资源评价及菌种鉴定[D]. 刘婷. 甘肃农业大学, 2016(08)
- [9]内生细菌强化植物修复钒矿污染土壤效应及机理研究[D]. 王亮. 北京科技大学, 2019(07)
- [10]重金属固定细菌阻控油菜吸收镉、铅效应与机制研究[D]. 韩辉. 南京农业大学, 2018(07)