摘要: 铝毒是限制华南地区作物生长的主要因素之一，可以通过抑制豆科植物--根瘤菌共生体系的形成，影响豆科植物对养分的吸收，限制豆科植物的生长。因此，豆科植物只有接种适宜的根瘤菌才能在酸铝胁迫下取得良好的共生固氮效果，同时，野生大豆的基因型丰... 展开 铝毒是限制华南地区作物生长的主要因素之一，可以通过抑制豆科植物--根瘤菌共生体系的形成，影响豆科植物对养分的吸收，限制豆科植物的生长。因此，豆科植物只有接种适宜的根瘤菌才能在酸铝胁迫下取得良好的共生固氮效果，同时，野生大豆的基因型丰富，根瘤菌的种类也与之相若，必然会存在耐铝根瘤菌。 本实验通过对野生大豆根瘤菌进行耐酸铝筛选，得到耐性菌株，并对其在酸铝条件下的生长变化，形态结构变化，抵御H+能力等几方面进行研究，旨在找到根瘤菌耐铝的特性，并初步探讨其耐铝机理，同时定确定其在系统进化中的位置。研究结果如下： 1)对32份野生大豆根瘤菌和5份栽培大豆根瘤菌进行了酸铝筛选，结果表明高浓度的铝是根瘤菌生长的主要抑制因子，同时野生大豆根瘤菌对酸铝毒害具有良好的抗性，但其稳定性较差，从中筛选出1株具有稳定耐酸铝特性的菌株。 2)对耐性菌株培养基的pH进行测定，发现耐铝性越强的菌株，其培养基的pH值升高越多，说明菌株的产碱能力与其耐酸铝能力有一定关系。在200μmol/L的铝胁迫下，耐性菌株W20的相对生长量与pH分别为90.5％和6.93，高于其他菌株。 3)构建菌株W20在Al3+浓度分别为0，100，150，200μmol/L的生长曲线并测定其pH。结果表明，高浓度铝对根瘤菌的影响主要发生在对数生长时期，延迟对数生长期的出现以及稳定期的到达。同时，铝对根瘤菌代谢活动的影响要先于对其繁殖活动的影响。 4)用pH为3.0，4.0，4.5，5.0，6.0，7.0的培养基对菌株W20进行培养，结果表明，其致死pH为4.0，最适pH为6.0。在pH为4.5和5.0的培养基中，菌株代谢最活跃。 5)质子通量以及菌体形态比较的结果表明，耐性菌株W20体内存在两种缓解铝毒的方式，即通过降低胞内酸度，防止铝向有害形态转变；通过缩小体积、增加比表面积进而加快自身代谢来缓解铝毒。 6)通过16S rDNA测序，鉴定出该菌株属于慢生根瘤菌Bradyrhizobium的Bradyrhizobium.liaoningense种。 7)通过接种根瘤菌，可以提高植株对铝毒的抵抗能力，可以促进N、P等营养物质的吸收以及生物量的积累，同时，也可以减少Al3+在植株体内的积累。可以增强栽培豆的抗性品种与敏感品种的耐铝性，敏感品种在高浓度铝胁迫时，效果更明显。在野生豆中，也有类似情况。Al3+也可以减少植株的总根长、根体积与根表面积。接种根瘤菌后，这些危害也得到缓解。并且W20与不同基因型的栽培豆和野生豆品种的结瘤数也远高于其他菌株，表明W20的寄主范围更为广泛。 收起