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桃色欧文氏菌胞外多糖和芽孢杆菌配施对紫花苜蓿盐胁迫的缓解效应

陈海雁

桃色欧文氏菌胞外多糖和芽孢杆菌配施对紫花苜蓿盐胁迫的缓解效应

陈海雁1
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作者信息

  • 1. 甘肃农业大学
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摘要

土壤盐渍化被认为是多数干旱和半干旱地区限制作物生产的主要环境问题之一。紫花苜蓿(Medicago sativa)是我国农牧业生产中的高产优质饲草,但其多种植于干旱半干旱区,盐渍化严重限制其种植和生产。因此,加强紫花苜蓿在盐碱地的种植对提高苜蓿产量和盐碱地利用率尤为重要。芽孢杆菌(Bacillus)和胞外多糖(exopolysaccharide, EPS)作为环境友好型的农业生物材料,已在促进植物生长和保护植物免受各种非生物胁迫方面做出了巨大贡献。但目前关于芽孢杆菌和 EPS 联合应用与紫花苜蓿抗盐关系的研究鲜见报道。因此,本研究以紫花苜蓿‘巨能551’为试验材料,采用氯化钠(NaCl)溶液模拟盐胁迫,设计如下3个试验:(1)通过发芽试验和盆栽试验,探究不同浓度NaCl(0、50、100、150、150和200 mmol·L-1)胁迫对紫花苜蓿萌发及生长的影响;(2)通过盆栽试验,探究添加不同浓度(0、0.5、1.0、1.5和2.0 g·L-1)的桃色欧文氏菌(Erwinia persicina)Cp2-EPS 对 NaCl 胁迫下紫花苜蓿幼苗生长的影响并筛选对苜蓿耐盐性具有增强作用的最佳EPS浓度;(3)通过盆栽试验,探究Cp2-EPS和芽孢杆菌DN2配施对紫花苜蓿生长和耐盐的影响及机理,以期为紫花苜蓿的提质增产以及改良和利用盐渍化土地提供一条新的途径。主要研究结果如下: (1)100 mmol·L-1 NaCl胁迫下,添加Cp2-EPS对紫花苜蓿幼苗的生长表现出低浓度(0.5~1.5 g·L-1)促进、高浓度(2.0 g·L-1)抑制的现象。0.5~1.5 g·L-1 Cp2-EPS促进紫花苜蓿株高、茎粗、总根表面积和根尖数,保护苜蓿正常的生长发育和形态建成;同时降低叶片和根系的丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量并提高超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性以及脯氨酸等渗透调节物质含量,以维持紫花苜蓿正常生理代谢,从而有效提高苜蓿的耐盐性。综合评价得出,施用 1.0 g·L-1 Cp2-EPS对该胁迫下苜蓿幼苗的缓解效果最佳。 (2)100 mmol·L-1 NaCl胁迫下,接种芽孢杆菌DN2能显著提高苜蓿幼苗的株高、茎粗、根长、生物量以及光合能力,并通过提高紫花苜蓿叶片和根系的抗氧化酶活性以及脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量,同时降低丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量来缓解苜蓿幼苗受到的渗透胁迫和氧化胁迫,从而促进盐胁迫下苜蓿的生长。 (3)Cp2-EPS和芽孢杆菌DN2配施对促进紫花苜蓿生长和耐盐的效果强于二者单独施用。二者联用紫花苜蓿的长势更好,植株更高,且能进一步提高盐胁迫下苜蓿幼苗的光合作用,促进脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等渗透物质的累积,同时增强超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,更有效的降低细胞膜损伤程度,增强活性氧清除能力以及降低植物细胞的氧化应激作用,从而减轻盐胁迫对苜蓿幼苗的伤害,促进幼苗生长。 综上,Cp2-EPS和芽孢杆菌DN2配施对紫花苜蓿的生长和耐盐均表现出良好的协同增效作用。

关键词

紫花苜蓿/桃色欧文氏菌/芽孢杆菌/胞外多糖/配合施肥/盐胁迫/缓解效应

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授予学位

硕士

学科专业

草学

导师

张振粉

学位年度

2024

学位授予单位

甘肃农业大学

语种

中文

中图分类号

S5
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