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蒙氏假单胞杆菌对盐胁迫下黄瓜生理酶活及根际微生物多样性的影响

赵利祥

蒙氏假单胞杆菌对盐胁迫下黄瓜生理酶活及根际微生物多样性的影响

赵利祥1
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作者信息

  • 1. 山西农业大学
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摘要

设施黄瓜种植中经常过量投入化肥,复种指数较高,导致盐分在土壤中连年积累,土壤次生盐渍化现象普遍发生。黄瓜苗期对各种胁迫较为敏感,在盐胁迫条件下,过量的Na+离子会对植物幼苗产生毒害,破坏细胞的结构和功能,导致植株发育不良甚至死亡。蒙氏假单胞杆菌是一种生活在植物根际土壤中具有产生吲哚乙酸、铁载体、溶磷能力等多种促生功能的植物促生菌,能有效缓解植物逆境胁迫伤害,改善逆境下植物的生长状况,然而其缓解黄瓜盐胁迫伤害的效果和具体机制尚不明确。鉴于此,本论文以黄瓜盐敏感品种“津优4号”为试材,采用椰糠盆栽,通过施加一定浓度的NaCl溶液来模拟盐胁迫,研究蒙氏假单胞杆菌对盐胁迫下黄瓜幼苗在植物生长、光合作用以及碳水化合物的积累、抗氧化酶的变化、氮代谢、根基基质环境和养分、根际基质细菌群落结构的影响。主要研究结果如下: 1.盐胁迫下黄瓜幼苗在形态结构、叶片相对含水量、相对生长速率、根系活力、根系形态等生长指标都显著降低。施加了蒙氏假单胞杆菌后,改善了黄瓜幼苗的形态结构,缓解了叶片含水量下降的问题,显著提高了根系活力,促进根系对水分的吸收,增强了黄瓜幼苗对盐胁迫的耐受性。 2.盐胁迫下,黄瓜幼苗光合作用相关指数、叶绿素荧光参数显著降低。黄瓜幼苗叶片中,淀粉、可溶性糖、蔗糖含量显著提升;根系中,淀粉含量下降,可溶性糖和蔗糖大量积累。蒙氏假单胞杆菌增强了光合速率,光化学效率显著提高,提高了光合电子传递效率,促进了糖代谢中糖分的转化和运输。 3.盐胁迫下,植物细胞膜受到严重损伤,植物体内活性氧的产生与清除失衡,导致活性氧、丙二醛和H2O2含量大量积累,主要抗氧化酶SOD、CAT、POD等活性显著提高。施加了蒙氏假单胞杆菌后,植物体内相关抗氧化酶活性进一步提高,活性氧清除系统增强,活性氧、丙二醛和H2O2含量下降,活性氧的产生与清除趋于平衡,缓解了盐胁迫的危害。 4.盐胁迫下,植物体内氮代谢紊乱,可溶性蛋白、硝态氮含量显著下降,铵态氮含量显著增加,NR等氮代谢相关酶活性显著下降。施加了蒙氏假单胞杆菌之后,提高了植物吸收氮素的能力,硝态氮含量上升,NR活性上升,保障了无机氮化合物向有机氮化合物的顺利转化,促进了黄瓜幼苗的生长。 5.盐胁迫下,黄瓜根际土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、多酚氧化酶、蛋白酶等活性降低,微生物多样性受到抑制,OTU数目显著下降。施加了蒙氏假单胞杆菌后,基质酶活性显著提高,促进了不可被吸收的无机物质向可被吸收的有机物质的转化,提高了土壤肥力;改善了微生物生存环境,促进了根际微生物丰富的增加,改善了微生物群落结构。

关键词

黄瓜/盐胁迫/蒙氏假单胞杆菌/根际微生物

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授予学位

硕士

学科专业

园艺学

导师

李斌

学位年度

2023

学位授予单位

山西农业大学

语种

中文

中图分类号

S6
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