【摘 要】
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土壤盐渍化已成为全球农业生态系统作物产量的重要制约因素之一,而运用微生物菌剂,如含1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)脱氨酶的植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR),能够增强作物抗盐性。以往的研究主要关注于PGPR对作物促生性的影响,并且其应用主要集中在室内盆栽接
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土壤盐渍化已成为全球农业生态系统作物产量的重要制约因素之一,而运用微生物菌剂,如含1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)脱氨酶的植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR),能够增强作物抗盐性。以往的研究主要关注于PGPR对作物促生性的影响,并且其应用主要集中在室内盆栽接种实验,而应用PGPR来提高作物抗盐性的研究鲜见报道。基于此,我们以上海市奉贤区长期盐渍化样地作为研究样地,通过采集盐渍土壤样品,筛选、分离和纯化含ACC脱氨酶的PGPR,并通过测定菌株的ACC脱氨酶活性来确定高效的微生物菌株,构建系统发育树并分析菌种之间的亲缘关系,并运用全基因组测序分析该菌株ACC脱氨酶的功能基因(acd S)。此外,制备高效的微生物菌剂进行室内盆栽和田间接种实验,明确该微生物菌剂对作物抗盐性的影响。主要研究结果如下:1)从盐渍土壤中筛选、分离和纯化得到一株高效活性菌株,其ACC脱氨酶活性为6.02μmol mg-1 pro h-1,构建分子进化树并确定为伯克氏菌属(Burkholderia)。2)该菌株的全基因组长7945212 bp,GC含量为66.603%。功能注释结果表明,该菌株的功能主要集中在转录、催化、氨基酸转运和代谢等方面。全基因组序列分析的结果表明,该菌株具有acd S基因,验证了该菌株具有产生ACC脱氨酶的能力。此外,我们也发现该菌株含有与抗盐性有关的功能基因,表明该菌株具有一定的抗盐潜力。3)室内盆栽实验结果表明,添加该微生物菌剂能有效降低乙烯含量,并提高拟南芥生物量。野外田间接种实验结果表明,添加菌剂能够增强甘蓝和茄子的抗盐性。综上所述,本论文筛选得到一株高效的含ACC脱氨酶的PGPR菌株,并制备成微生物菌剂应用于室内盆栽和野外田间实验,发现该菌株能增强作物抗盐性,提高作物产量。我们的研究结果深化了关于含ACC脱氨酶PGPR提高作物抗盐性的机制认识,为盐渍地科学管理和可持续发展提供了理论依据。
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