玫瑰色考克氏菌SDB9对玉米农艺性状的影响研究

为研究沙地柏根际促生细菌(PGPR)玫瑰色考克氏菌SDB9与玉米互作后对玉米生长的影响,本试验选取陕单636为研究对象,在不施肥条件下,将浓度为1×106-107CFU/mL的菌液浇施在三叶期玉米的根部,在玉米抽雄期后,于试验及对照两组果穗茎节处取得鲜叶,测定叶片内的SOD、POD和CAT活性、MDA含量、脯氨酸含量;在玉米完熟期选取整株长势一致的植株,测定两组农艺性状指标和相同部位的根、茎、叶及籽粒的氮、磷、钾的平均含量,还有土壤中的氮、磷、钾含量。结果显示,与对照相比,接种SDB9的玉米的POD活性增加47%-67%,其它4个指标差异均不显著;玉米营养器官生长更加旺盛,产量提高14.58%;土壤中的氮、磷差异不显著,但是钾含量提高57.02%,差异显著。因此,推测玫瑰色考克氏菌SDB9与玉米互作后,能促进玉米的生长发育、提高耐受性,增产且能对根际土壤有解钾作用。

沙地柏根际促生耐寒短杆菌SDB5的分离和功能鉴定

从沙地柏根中分离到1株根际促生菌,并对其特征进行鉴定。为明确其功能,以水稻为试验材料,用梯度Na_(2)CO_(3)模拟盐碱胁迫,研究该菌对水稻种子萌发及生理指标的影响;并在盐碱地中研究该菌对水稻农艺性状的影响。结果显示:(1)该菌为杆状,菌落呈白色,革兰氏阳性,长约2667nm,宽约906.7nm,16SrDNA测序表明,其属于耐寒短杆菌属,命名为SDB5(Brevibacterium frigoritolerans SDB5)。菌体内生长素含量为356.90ng/g,细胞分裂素主要是异戊烯基腺苷和异戊烯基腺嘌呤,含量分别为2.13ng/g和48.57 ng/g。该菌能在0~1mol/L的NaCl或pH6~11的培养基上正常生长。盐碱复合胁迫与上述单独胁迫结果类似,说明SDB5菌有耐盐碱能力。(2)在梯度Na_(2)CO_(3)模拟盐碱胁迫下,该菌能使水稻种子萌发率提高15.2%,叶片中叶绿素含量、过氧化氢酶活性和脯氨酸含量分别提高90%、95%和73%,说明SDB5菌能提高水稻的耐盐碱性。(3)在土壤含盐量0.22%、pH8.4的盐碱地上,该菌能使水稻出苗率提高20%,穗基直径增粗48%,穗长增加12.4%,根长增加43%,根面积增加34.8%,根体积增加25.7%,说明SDB5菌能促进水稻的生长;穗实粒数显著增加,理论产量增加18.2%。综上,耐寒短杆菌SDB5可以提高水稻的种子萌发率及植株耐盐碱性,并在轻度盐碱地中使水稻的生长势增强,产量提高,在农业生产上有重要意义。

不同品种绿豆对硒胁迫的响应特性分析

为了探明不同品种绿豆对硒胁迫的耐受性及富集能力,以12种绿豆为研究对象,先用20 mg/L亚硒酸钠营养液处理土培幼苗,根据形态变化和转运系数高低筛选出对硒胁迫差异最明显的2个品种,进一步研究硒胁迫下其氧化应激生理变化。结果表明,不同品种绿豆对硒胁迫的响应差异明显,主要表现在叶片颜色变化和干枯程度上,在胁迫过程中,保942-34叶色正常,不干枯,且转运系数最高,天山大明绿豆2号叶片发黄,出现干枯,且转运系数最低;保942-34在20 mg/L亚硒酸钠处理时,SOD活性最大,POD活性随硒质量浓度升高而逐渐升高,CAT活性在各处理下都高于天山大明绿豆2号品种,在0、20 mg/L亚硒酸钠下,天山大明绿豆2号的MDA含量均高于保942-34。综上所述,不同品种绿豆对硒的吸收、转运和富集能力差异明显,保942-34对硒具有较高的耐受性和富集能力,且氧化应激酶活性较高。

榆林煤气化渣重金属生物有效性评价

为系统评价榆林煤气化渣重金属生物有效性,采用化学提取法和生物评价法(植物指示法和微生物评价法)进行研究。结果表明:细渣重金属的非残渣态含量均在90%以上;粗渣中镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、锌(Zn)、铊(Tl)、钒(V)和锑(Sb)的非残渣态含量约占90%,其余重金属含量较低。添加细渣培养的大豆苗茎和叶中Tl含量分别为2189.3μg·kg^(-1)和570.1μg·kg^(-1),添加粗渣培养的大豆苗茎和叶中Tl含量分别为550.0μg·kg^(-1)和99.6μg·kg^(-1),超过了可食用植物中Tl的安全限值(0.03~0.3 mg·kg^(-1));添加煤气化渣培养的大豆苗叶中铅(Pb)、汞(Hg)、镍(Ni)和铬(Cr)的含量超过国家标准限量要求。添加细渣培养的细菌菌体重金属含量都显著高于添加粗渣的菌体,大部分细渣培养的菌体含量都比粗渣培养的高一个数量级以上。化学提取法、植物指示法和微生物评价均表明榆林煤气化细渣的重金属生物有效性更强,毒性较粗渣大,大量添加煤气化渣可以造成多种重金属在植物地上部分积累,因此煤气化渣直接用于土壤水体修复要慎重。

过表达MtVP1对马铃薯表型及糖代谢的影响

I型H^(+)-PPase参与糖异生和蔗糖分解代谢,利用不同的糖(蔗糖、葡萄糖和果糖)饲喂拟南芥(Arabidopsis thaliana)Ⅰ型H^(+)-PPase基因不同类型的突变体,产生的表型不一致,因此,推测Ⅰ型H^(+)-PPase可能存在其它影响糖代谢的机制。为进一步明确该酶对糖代谢的影响,以过表达MtVP1的马铃薯(Solanum tuberosum)渭薯4号为研究对象,观察不同培养条件下的表型,监测糖含量变化,并利用转录组测序分析转录谱。结果表明,过表达MtVP1马铃薯表现出红色茎、紫色花和表皮毛更发达,单株块茎数减少,块茎变大,块茎皱缩速度加快;转基因马铃薯块茎中淀粉、葡萄糖和果糖含量显著下降,芽中葡萄糖和果糖含量也显著下降。果糖饲喂导致转基因马铃薯花青素含量显著降低;转基因马铃薯体内果糖-1,6-二磷酸酶和果糖-2,6-二磷酸酶基因表达上调3–7倍。研究结果为进一步从糖代谢角度探究Ⅰ型H^(+)-PPase的生理功能提供参考。