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1，3-二（2-吡啶基）脲对根瘤菌结瘤特性的影响

作　者: 张婧
导　师: 王梦亮
学　校: 山西大学
专　业: 微生物学
关键词: 1，3-二(2-吡啶基)脲费氏中华根瘤菌大豆慢生根瘤菌结瘤因子
分类号: S565.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在世界人口快速增加的同时耕地面积却在锐减,人们对农业生产的效率越来越为关注。大豆作为重要的粮食作物、油料作物和饲料作物,富含大量的营养物质,尤其是蛋白质的含量非常高。但是我国自新中国成立以来,由于各种主观和客观因素的影响,导致我国大豆的产量和质量都大幅度降低,因此,如何提高大豆的产量和质量成为近年来研究的热点。植物生长调节剂作为植物激素或者植物生长类物质的商业化产品,其应用受到人们越来越多的重视。山西大学应用化学研究所根据山西省大豆生产中的实际情况,利用植物仿生学原理研制和开发出了一种新型的大豆根瘤促生剂,其有效成分为1,3-二(2-吡啶基)脲,实践证明其对大豆的产量有显著的提高作用。本研究的一个重要目的就是通过对大豆结瘤过程中关键因素的检测,从而找出该大豆根瘤促生剂的作用机理,进而确定该大豆根瘤促生剂的用量等一系列指标。本研究的主要结果如下：(1)以大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)和费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)为出发菌株,利用紫外分光光度计对这两个菌株的生长情况进行了监测,测定OD600后绘制菌体生长曲线,可以看出加入1,3-二(2-吡啶基)脲后,两种菌体进入对数期的时间都提前,稳定期持续的时间更长,且在相同的培养时间内,添加过该大豆根瘤促生剂的培养液中菌体浓度明显高于未添加过大豆根瘤促生剂的菌体浓度；同时通过对盆栽试验和田间取样的土壤中根瘤菌数进行平板计数后可以看出,该大豆根瘤促生剂可以有效提高土壤中的根瘤菌数。(2)本研究利用染料木黄酮对菌体进行诱导处理,以不添加染料木黄酮的根瘤菌菌液为对照,从而确定出费氏中华根瘤菌产生的结瘤因子的检测波长为218nm,大豆慢生根瘤菌结瘤因子的检测波长为214nm；以该大豆根瘤促生剂作为诱导剂对费氏中华根瘤菌和大豆慢生根瘤菌进行诱导后可以发现,该大豆根瘤促生剂可以诱导这两株菌株均产生结瘤因子,而且该大豆根瘤促生剂与染料木黄酮可以同时诱导根瘤菌产生结瘤因子；大豆根浸提液作为根瘤菌结瘤因子的诱导剂与染料木黄酮相比更加廉价、高效。无论是染料木黄酮还是大豆根瘤促生剂以及大豆的根浸提液诱导根瘤菌产生的结瘤因子均可使大豆植株的根毛产生变形,即它们都具有生物活性。(3)本研究通过对培养基组成、诱导剂种类、诱导剂用量、温度和pH等条件的控制,比较了在不同条件下费氏中华根瘤菌产生的结瘤因子的量的多少,从而确定费氏中华根瘤菌产生结瘤因子的最佳条件。结果表明：对费氏中华根瘤菌而言,产生结瘤因子最佳的培养基是用实验室自行培养的黄豆芽配制的豆芽汁培养基；最佳的诱导剂为全豆芽研磨液+该大豆根瘤促生剂；诱导剂的最佳用量为1.0%；产生结瘤因子最佳的温度为30℃；产生结瘤因子最佳的pH条件为pH7.0。(4)本研究通过大田实验的方法,分别将该大豆根瘤促生剂的用量控制为43.125ml·hm-2、214.275ml·hm-2和428.565ml·hm-2,以不添加该大豆根瘤促生剂的实验田为空白对照,在大豆植株结荚的后期对植株的株高、侧根数、地上和地下全部鲜重、干重、结荚数和结瘤数等进行了数据采集和处理。结果表明：施用过1,3-二(2-吡啶基)脲后,大豆在结荚后期的株高、侧根数、结瘤数、结荚数、鲜重和干重等与结瘤相关的基本特性上都有了较大的提高,而且随着1,3-二(2-吡啶基)脲浓度的增加,这种提高更为明显,但相比较于214.275ml·hm-2,428.565ml·hm-2提高的幅度较小。

全文目录

中文摘要  11-13
ABSTRACT  13-16
第一章文献综述  16-27
  1.1 微生物与豆科植物的共生固氮作用  16-20
  1.2 根瘤的形成  20-22
    1.2.1 感染和侵入过程  20-21
    1.2.2 根瘤的发生和发育  21-22
  1.3 结瘤因子  22-24
    1.3.1 结瘤因子简介  22-24
    1.3.2 结瘤因子的诱导合成  24
  1.4 植物生长调节剂  24-25
  1.5 本课题研究的目的  25-27
第二章 1,3-二(2-吡啶基)脲对根瘤菌生长的影响  27-32
  2.1 材料  27-28
    2.1.1 菌种和土样  27
    2.1.2 主要仪器  27
    2.1.3 试剂  27-28
    2.1.4 培养基  28
  2.2 方法  28-29
    2.2.1 大豆根瘤促生剂对根瘤菌生长的影响  28-29
    2.2.2 大豆根瘤促生剂对自然条件下土壤中根瘤菌生长的影响  29
  2.3 结果与讨论  29-31
    2.3.1 大豆根瘤促生剂对根瘤菌生长的影响  29-30
    2.3.2 大豆根瘤促生剂对土壤中根瘤菌生长的影响  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 1,3-二(2-吡啶基)脲对根瘤菌产结瘤因子的影响  32-39
  3.1 材料  32-34
    3.1.1 菌种及种子  32
    3.1.2 仪器  32-33
    3.1.3 试剂  33
    3.1.4 培养基  33-34
  3.2 方法  34-35
    3.2.1 根瘤菌产结瘤因子检测波长的确定  34
    3.2.2 大豆根瘤促生剂对根瘤菌产结瘤因子的影响  34
    3.2.3 大豆根浸提液对根瘤菌产结瘤因子的影响  34-35
    3.2.4 结瘤因子的生物检测  35
  3.3 结果与讨论  35-38
    3.3.1 根瘤菌产结瘤因子检测波长的确定  35-36
    3.3.2 大豆根瘤促生剂对根瘤菌产结瘤因子的影响  36-37
    3.3.3 大豆根浸提液对根瘤菌产结瘤因子的影响  37-38
    3.3.4 结瘤因子的生物检测  38
  3.4 本章小结  38-39
第四章费氏中华根瘤菌产结瘤因子培养条件的优化  39-45
  4.1 材料  39-40
    4.1.1 菌种  39
    4.1.2 主要仪器  39
    4.1.3 试剂  39
    4.1.4 培养基  39-40
  4.2 方法  40-41
    4.2.1 费氏中华根瘤菌结瘤因子的诱导产生  40
    4.2.2 培养基组分对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  40
    4.2.3 诱导剂对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  40
    4.2.4 诱导剂用量对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  40
    4.2.5 温度对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  40-41
    4.2.6 pH对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  41
  4.3 结果与讨论  41-44
    4.3.1 培养基组成对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  41
    4.3.2 不同诱导剂对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  41-42
    4.3.3 诱导剂用量对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  42-43
    4.3.4 温度对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  43
    4.3.5 pH对费氏中华根瘤菌产结瘤因子的影响  43-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章 1,3-二(2-吡啶基)脲在自然条件下对大豆结瘤基本特性的影响  45-52
  5.1 材料  45
  5.2 方法  45-46
    5.2.1 试验地点及种植方案  45-46
    5.2.2 数据采集及处理  46
  5.3 结果与讨论  46-51
    5.3.1 不同用量1,3-二(2-吡啶基)脲对土壤中根瘤菌数的影响  46
    5.3.2 大豆结荚的后期大豆生长情况  46-47
    5.3.3 大豆根瘤促生剂对大豆结荚后期与结瘤相关指标的影响  47-51
  5.4 小结  51-52
第六章总结与展望  52-54
参考文献  54-62
攻读学位期间取得的研究成果  62-64
致谢  64-66
个人简介及联系方式  66-70

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