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关中地区小麦根际联合固氮菌的分离、鉴定及诱变研究

田颖  
【摘要】:氮是生物生存所必需的重要元素,生物中的动植物只能利用化合态氮而不能利用分子态氮。而某些微生物却可以直接利用占大气79%的氮气,即生物固氮,生物固氮是某些微生物利用体内的固氮酶将空气中的N2 还原为氨的过程,它是自然界氮素循环的重要环节。正是因为生物固氮在自然界氮素循环中的重要地位以及它在应用上的潜力,促使各国对生物固氮进行了大量的研究。其中研究的较早的生物固氮菌是与豆科植物共生固氮的根瘤菌。上世纪七十年代D?bereiner 在禾本科植物上发现联合固氮菌,并证实了禾本科植物同样具有生物固氮的潜能。众所周知,由于氮肥的匮乏,人们不得不长期施用化学肥料并由此带来诸多负面效应,如破坏土壤理化结构,致使土壤板结,地下水硝酸盐累积,江、海水的富营养化,以及N2O 在大气中的增加使土壤和空气受到不同程度的污染等。使用微生物肥料,不仅可以减少化肥的使用量,提高化肥的利用率,而且还可以改善土壤物理性状,提高土壤肥力,增强农作物对营养的吸收,改善根际微生态系统。正是因为微生物肥料的优点,指使各国的科学家们越来越重视生物固氮和微生物肥料应用的研究。由于根瘤菌有较严格的宿主专一性,只能在豆科作物中发挥作用,使用范围相对较狭窄。因此,充分发掘和利用禾本科植物的生物固氮潜能,将是开发新型固氮菌肥,确保农业可持续发展的重要途径。 本研究采用加富、分离、纯化等技术对从宝鸡、咸阳、西安、渭南等地采集到的小麦根须样品进行处理,从中分离出具有较高固氮酶活性的菌株五株。并对其分类地位、形态和生理特征作了初步研究。同时采用紫外线对其中固氮酶活性最高的H08 进行了诱变,并从处理后存活的菌株中选择固氮酶活性最高的正突变株进一步作对作物的接种效应试验,研究结果如下。 固氮菌的筛选与鉴定:采用无氮培养基结合微生物纯培养技术从陕西关中地区不同地点小麦根须中分离得到固氮菌31 株,通过测定这些菌株在液体培养状态下的固氮酶活性,筛选出其中具有较高酶活的菌株5 株,其中菌株H08 的固氮酶活性最高,72h内乙烯生成量为100.765nmolC2H4/mL..min,高于其它菌株,其生长量(OD600)也远远高于其它菌株。该菌株在改良Dobereiner 无氮液体培养基中培养15h后进入对数期,并持续至60h,72h 左右进入衰亡期。通过形态观察及生理生化特征测定发现这5 株菌均为革兰氏阴性菌,短杆或椭圆状。菌落平均直径为4.0mm,菌体大小0.8~1.5μm×1.6~2.0μm,氧化酶阴性,接触酶阳性,有荚膜,无芽胞,不运动。结合其它生理生化特征进行分析,并对照《伯杰氏细菌鉴定手册》上关于拜叶林克氏菌属的描述,初步鉴定为拜叶林克氏


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