具有ACC脱氨酶活性的根际细菌能够降低干旱条件下作物应激乙烯的水平,提高作物的抗旱能力。本文采用富集定向筛选法从旱地小麦根际土壤中分离、筛选出两种具有ACC脱氨酶活性的菌株,对其进行了生理生化和分子生物学鉴定;然后用鉴定出的菌株接种小麦,并对小麦幼苗进行土壤干旱胁迫处理,以观察接种对小麦生长和生理代谢的作用。取得的结果如下:1.采用富集定向筛选法从小麦根际土壤中分离根际促生菌,采用以ACC为唯一氮源的培养基进行筛选,经多次传代培养,然后在固体ADF培养基上进行梯度稀释,选择菌落颜色,形状,大小及生长速度等一致的菌株进行纯化,最后分离出两株具有ACC脱氨酶活性的菌株,分别命名为菌株AS和菌株CS。2.对菌株AS和CS进行形态结构观察,发现这两株菌都是革兰氏阴性菌,其菌落形态完全不同;生理生化特征测定发现这两株菌在很多特征也不一样,判定这两株菌不是同一株菌;最后结合16S rDNA碱基序列测定和系统同源性分析,发现菌株AS与霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)处于同一分支,序列相似性为98.25%,菌株AS的登录号为AJ508302,菌株CS与变形斑沙雷氏菌(Serratia proteamaculans)处于同一分支,序列相似性为99.60%,菌株CS的登录号为AJ233435。3.菌株的ACC脱氨酶活性采用单位酶活除以总蛋白浓度即比活力(U/mg)来表示,测得菌株AC和CS的比活力分别为0.0186 U/mg和0.0167 U/mg,属于典型的含有ACC脱氨酶的根际促生菌。同时对这两株菌的其它促生机制(产铁载体、产吲哚乙酸和溶磷能力)进行了测定,发现菌株CS的溶磷能力和产IAA能力都比菌株AS强,而二者的产铁载体能力都很弱。4.对催芽的小麦种子进行菌悬液AS和CS浸种处理,出苗14天后进行土壤干旱处理50天。结果表明,干旱条件下,接种小麦的株高、地上部鲜重、地下部鲜重和总鲜重都比不接种组有所增加,其中地上部鲜重比地下部鲜重增加更明显,分别增加了26.8%和18.3%。5.正常水分处理下,接种菌株AS和CS的小麦叶片中MDA的含量分别比不接种组降低了2.2%和9.1%,接种作用不显著;接种菌株后小麦的根、茎和叶中可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性均没有明显变化。而干旱条件下,接种菌株AS和CS的小麦叶片中MDA含量分别比不接种组显著降低了13.7%和12.5%。根、茎、叶中的可溶性蛋白含量均高于不接种组,特别是接种菌株CS的作用在根系中达到极显著水平。接种菌株后小麦的根、茎和叶中的抗氧化酶活性均比不接种组有较明显的上升趋势;菌株CS的接种效应高于菌株AS,尤其在根中,接种菌株CS后根中的SOD活性增加了48.2%,POD活性增加了51.1%,CAT活性增加了99.6%,均达到显著性水平。
