寒區(qū)紅豆草(Onobrychis viciaefolia Scop)根瘤菌篩選及其生物學(xué)特性研究.pdf

1、冬季牧草缺乏是牧區(qū)家畜養(yǎng)殖普遍面臨的問(wèn)題，建植一定面積的人工草地可以為放牧家畜提供冷季補(bǔ)飼用飼草儲(chǔ)備，是解決該問(wèn)題的有效措施。通過(guò)近年來(lái)的牧草引種試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紅豆草可在海拔3700-3800m地區(qū)生長(zhǎng)，產(chǎn)量雖然不高，但卻是天然草地產(chǎn)量的2～3倍。本試驗(yàn)對(duì)海拔3000m左右的甘肅甘南地區(qū)紅豆草上寄生根瘤菌進(jìn)行生理生化和促生能力的研究，目的在于能篩選出綜合能力優(yōu)異的菌株及個(gè)別性狀表現(xiàn)優(yōu)異的菌株，為寒區(qū)根瘤菌菌肥的開發(fā)提供參考和原始菌株。

2、 通過(guò)分離及回接鑒定，最終獲得28株紅豆草根瘤菌菌株。通過(guò)對(duì)其表型特征和代謝特征研究，采用通徑分析及灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度理論和模糊數(shù)學(xué)方法中的權(quán)重決策法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，探討了根瘤菌各性狀對(duì)紅豆草全氮量和對(duì)地上生物量貢獻(xiàn)的重要程度；獲得了對(duì)紅豆草根瘤菌培養(yǎng)特征和代謝特征的加權(quán)系數(shù)排序；構(gòu)建出紅豆草根瘤菌菌株材料的綜合評(píng)價(jià)模型。利用綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)28株紅豆草根瘤菌菌株進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，篩選出15株綜合表現(xiàn)優(yōu)異的菌株。具體結(jié)果如下： （1）綜合菌

3、落形成時(shí)間和根瘤菌代時(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：供試菌株全部為快生型根瘤菌，其中生長(zhǎng)速度最快的菌株STD111ⅠB，其代時(shí)可達(dá)1.07h。多數(shù)菌株代時(shí)在2-4h之間。 （2）將待測(cè)菌株經(jīng)過(guò)-10℃處理3個(gè)月后觀察，除菌株STF11ⅠA、STD11ⅡB、STD1-11ⅠA、STD1-11ⅡA、STD411ⅡA死亡外，其它23株菌株仍能正常生長(zhǎng)，占菌株總數(shù)的82%，說(shuō)明該地區(qū)的紅豆草根瘤菌大多具有較強(qiáng)的抗寒能力。篩選出耐10%NaCl菌株STD1

4、11ⅠA、STD26ⅠB、STD411ⅠB、STF11ⅡA；耐酸（pH4.0的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)）菌株HND26ⅠA、HND26ⅠB、HND26Ⅱ、STD111ⅠA、STD26ⅠB、STD411ⅠA、STD411ⅡA；耐堿（pH11.0的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)）菌株HND26ⅠA、HND26ⅠB、HND26Ⅱ、STD111ⅠA、STD111ⅠB、STD11ⅠB、STD26ⅠB、STD411ⅠB、STF11ⅠA、STF11ⅡA。STF11ⅢA菌株可在pH

5、12.0的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，其耐堿性在所有菌株中表現(xiàn)最強(qiáng)。綜合評(píng)價(jià)，STD111ⅠA、STD26ⅠB2個(gè)菌株綜合抗逆性最強(qiáng)，在10%NaCl、pH4.0酸逆境、pH11.0堿逆境條件下都可生長(zhǎng)。 （3）酸堿分泌試驗(yàn)表明，28株供試菌株均有泌酸能力。泌酸能力較強(qiáng)的菌株大多具有較強(qiáng)的抗堿能力，菌株STF11ⅢA泌酸能力最強(qiáng)且耐堿性也是所有供試菌株中最強(qiáng)。 （4）28株紅豆草根瘤菌菌株中有13株具有溶磷能力，其中采自合作的3株紅豆

6、草根瘤菌菌株HND26ⅠA，HND26Ⅱ、HND26ⅠB有較強(qiáng)的溶磷能力。 （5）通過(guò)生長(zhǎng)素分泌能力測(cè)試，28株紅豆草根瘤菌分泌生長(zhǎng)素能力差異顯著。分泌生長(zhǎng)素能力最強(qiáng)的是菌株STF26ⅠA、STD11ⅠA。 （6）28株紅豆草根瘤菌都有較強(qiáng)的固氮酶活性，菌株STD411ⅡB固氮酶活性最高，可達(dá)7.50mmolC2H4/mL/h。 （7）對(duì)紅豆草種菌株性狀間進(jìn)行多元線性回歸分析建立最優(yōu)多元線性回歸方程，促生植株粗蛋

7、白：y=21.8773+0.6679X7-0.4315X8+0.1239X10；促生植株地上生物量：y=0.4263+0.1841X5+0.0391X7+1.4132X11。 （8）運(yùn)用灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度理論和模糊數(shù)學(xué)方法中的權(quán)重決策法對(duì)不同紅豆草根瘤菌培養(yǎng)特征和代謝特征進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。計(jì)算求得各加權(quán)系數(shù)排序?yàn)椋航泳仓耆?耐堿能力>耐酸能力>溶磷>固氮酶活性>接菌植株地上生物量>接菌植株根瘤重>接菌植株根瘤數(shù)>泌酸能力>代時(shí)>生

8、長(zhǎng)素分泌能力>耐鹽能力。 （9）構(gòu)建根瘤菌菌株材料綜合評(píng)價(jià)模型如下：Ψ=0.117ζ1+0.060ζ2+0.103ζ3+101ζ4+0.090ζs+0.061ζ6+0.070ζ7+0.068ζ8+0.089ζ9+0.073ζ10+0.083ζ11+0.085ζ12（其中ζ1為促生植株全氮量，ζ2為耐鹽能力，ζ3為耐堿能力，ζ4為耐酸能力，ζ5為溶磷，ζ6為生長(zhǎng)素分泌能力，ζ7為泌酸，ζ8為代時(shí)，ζ9為固氮酶活性，ζ10為促生植株

9、根瘤數(shù)，ζ11為促生植株根瘤重，ζ12為促生植株地上生物量）。 （10）通過(guò)綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)28株紅豆草根瘤菌菌株進(jìn)行評(píng)價(jià)，從28株根瘤菌菌株中篩選出15株綜合表現(xiàn)優(yōu)異的菌株，依次為STD11ⅠA、STD411ⅠB、STD411ⅡB、STD26ⅠB、STD411ⅠA、STF11ⅠB、STF11ⅢA、HND26ⅠA、STD11ⅠB、STD411ⅡA、HND26Ⅱ、STD111ⅡA、STD26ⅡB、STF11ⅡA、STF26ⅠA。其中