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《山东农业大学》 2012年
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杨树连作障碍土壤生物修复功能菌的研究

于建  
【摘要】:选择山东省泰安市宁阳高桥林场的多年生杨树人工林,采用三点取样法,采集根际土样和杨树树皮。通过梯度稀释法,利用选择性培养基对固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌进行了分离筛选。以杨树溃疡病菌(Botryosphaeria dothidea)、尖孢镰刀菌(Fusariu m oxysporum 和紫纹羽病菌(Helicobasidium purpureum)为靶标病原菌,从根际细菌和树皮内生细菌中筛选拮抗细菌,采用不断驯化的方法分离苯甲酸降解菌。然后测定各菌株的生物活力,选择活性较高的菌株进行定定殖规律的研究,对能够定殖的菌株进行鉴定和培养基优化。利用最佳培养基发酵菌体,收集菌体制备杨树连作障碍土壤微生物修复剂,并对该菌剂对杨树的促生作用进行研究。主要结果如下:1、从杨树根际分离获得54个拮抗菌分离株,17个固氮细菌分离株,11个解有机磷细菌分离株,12个解无机磷细菌分离株,13个解钾细菌分离株,25个苯甲酸降解菌分离株。从杨树皮中分离得到的28个杨树内生拮抗菌分离株。2、对从杨树根际和树皮中分离得到的各功能菌株进行相应的生物活性的测定,结果表明:17个固氮细菌分离株的固氮酶活力大小位于26.7~229.2 nmol C2H4/hml的范围之内,其中N-3-6和N-3-9菌株的固氮酶活性活性较高;11个解有机磷细菌分离株在卵磷脂平板上形成的浑浊圈的直径,培养72h后在3.01~4.25 cm之间,其中以PY-2-6和PY-3-7菌株的解有机磷能力较高。12个解无机磷细菌分离株在磷灰石平板上形成的透明圈的直径,培养72h后,直径在1.24~1.65cm之间,其中以PW-2-7和PW-3-11菌株的解无机磷能力较强。13个解钾细菌分离株的上清液中K+的含量比接灭活菌的对照增加了 10.10%~65.77%,其中以K-2-2、K-2-12和K-3-3的效果较好。根际拮抗菌中的T1-24、T5-1、T6-1和T6-6抑菌宽度大于5.00mm。25个苯甲酸降解细菌分离株苯甲酸降解率位于6.96%~80.23%之间,其中以BJS-1-1、BJS-1-3、BJS-2-1和BJS-5-4的降解效果较好。树皮内生菌以N3-23和N6-34拮抗效果较好,抑菌带宽度大于5.00mm。3、通过抗生素标记的方法研究了生物活力较高的20株根际细菌和内生菌的定殖能力,其中 K-1-8、K-2-2、PW-3-11、PY-2-6、PY-3-7、N-3-6、N-3-9、BJS-1-3、N3-23、N6-34 10个菌株均可以在杨树根际稳定定殖。4、对能定殖的细菌进行拮抗试验,结果表明,K-2-2、N-3-9均与N3-23有拮抗现象,N-3-9、PY-3-7与N6-34有拮抗现象,其余菌株之间互不拮抗。5、根据菌株菌体形态和菌落特征观察、生理生化指标分析和16SrRNA序列分析结果,对7株定殖细菌进行鉴定。鉴定结果表明:N-3-6为窄食单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)PY-2-6 为金黄杆菌属(Chryseobacterium sp.),PW-3-11、K-1-8、BJS-1-3、N3-23和N6-34均为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),。6、选择常用的碳源、氮源和无机盐,进行正交试验设计进行培养基的优化,得到6个菌株的最佳发酵培养基配方如下:固氮细菌N-3-6的培养基:葡萄糖5.0g,玉米粉40.0g,黄豆饼粉20.0g,硫酸铵1.0g,磷酸二氢钾0.5g,碳酸钙0.5g,水10O0mL;解无机磷细菌PW-3-11的培养基:葡萄糖20.0g,玉米粉20.0g,黄豆饼粉40.0g,硫酸铵1.0g,磷酸二氢钾0.5g,碳酸钙1.5g,水1000ml;解钾细菌K-1-8的培养基:葡萄糖10.0g,玉米粉20.0g,黄豆饼粉20.0g,硫酸铵1.5g,磷酸二氢钾 1.5g,碳酸钙0.5g,水 1000ml;苯甲酸降解菌BJS-1-3的培养基:葡萄糖10.0g,玉米粉40.0g,黄豆饼粉10.0g,硫酸铵1.0g,磷酸二氢钾1.5g,碳酸钙1.0g,水1000mL;抗细菌N3-23的培养基:葡萄糖20.0g,玉米粉20.0g,黄豆饼粉40.0g,硫酸铵1.0g,磷酸二氢钾0.5g,碳酸钙1.5g,水1000mL;拮抗细菌N6-34的培养基:葡萄糖20.0g,玉米粉10.0g,黄豆饼粉20.0g,硫酸铵0.5g,磷酸二氢钾1.5g,碳酸钙1.0g,水1000mL;7、内生菌N3-23和N6-34能够显著地提高杨树叶片中的过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。8、采用穴施的方法将修复菌剂加入到栽有1年生杨树苗的花盆中,0.5kg/盆,测定杨树苗的生物量。结果表明:与对照组相比,施用了修复菌剂的杨树苗地径和新梢长度增加显著。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S714;S792.11

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