论文部分内容阅读
药用植物杜鹃不仅极富观赏性,有的还可供食用,更有许多种类具有较高的医药价值,也可作为工业原料和植物杀虫剂,为医药、化工业提供了丰富的原材料。贡嘎山地区位于青藏高原的东南缘,自然条件复杂,气候多变,现有杜鹃属植物73种4变种2亚种,杜鹃资源丰富。本研究以贡嘎山地区杜鹃为研究材料,结合可培养和免培养的方法,对杜鹃内生放线菌多样性进行分析。选择5种不同的分离培养基,从3个海拔高度采集的杜鹃茎、叶、花中分离出内生放线菌161株,根据放线菌的形态特征,选取76株代表菌株,经16S rRNA序列分析,对其种类进行鉴定。结果表明,从贡嘎山地区杜鹃茎、叶、花中分离到的内生放线菌包括13个属,分别是链霉菌属(Streptomyces)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)、纤维微菌属(Celluosimicrobium)、短杆菌属(Brevibacterium)、短状杆菌属(Brachybacterium)、纤维单孢菌属(Cellulomonas)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、红球菌属(Rhodococcus)、中村氏菌属(Nakamurella)、戈登氏菌属(Goradona)、小单孢菌属(Micramonospora)、游动放线菌属(Actinoplanes),其中以链霉菌为杜鹃可培养内生放线菌的优势种群。对贡嘎山地区杜鹃的免培养内生放线菌进行鉴定,结果表明免培养内生放线菌包括18个放线菌属,分别为弗兰克氏菌属(FranAia)、芽球菌属(Blastococcus)、血杆菌属(Sanguibacter)、弗莱德门氏菌属(Friedmanniella)、纤维单孢菌属(Cellulomonas)、中村氏菌属(Nakamurella)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、链霉菌属(Streptomyces)、潮湿球菌属(Humicoccus)、棒杆菌属(Corynebacterium)、假诺卡氏菌属(Pseuudonocardia)、Jatrophihabitans 菌属、微杆菌属(Microbacterium)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、利夫森氏菌属(Leifsonia)、微球菌属(Micrococcus)、地嗜皮菌属(Geodermatophilus)、节杆菌属(Arthrobacter)。结合可培养内生放线菌和免培养内生放线菌的分析结果,揭示了贡嘎山地区杜鹃内生放线菌多样性丰富,存在着大量的放线菌资源。对通过可培养方法筛选出的76株代表菌株进行抗菌促生功能评价。内生放线菌的抗菌活性初筛结果显示,76株供试菌中有81.6%的内生放线菌对9种指示菌表现出不同程度的抗性,抗菌谱较广;同时对菌株聚酮合成酶(PKS)、非核糖体多肽合成酶(NRPS)功能基因簇的筛选结果显示,PKS Ⅰ、PKSⅡ、NRPS基因阳性菌株检出率分别是30.3%、46.1%、13.2%,表明这两种基因簇在药用植物杜鹃内生放线菌中广泛存在,同源性分析也显示出较高的多样性。对内生放线菌促生能力进行检测,结果发现50%的菌株都能产IAA,63.2%的菌株具有产铁载体的能力,28.9%的菌株具有溶磷的能力,31.6%的菌株能降解纤维素,揭示了杜鹃内生放线菌对促进植物生长具有很大潜力。对76株杜鹃内生放线菌抗逆性检测结果表明,不同的内生放线菌对盐碱度、干旱度表现出不同程度的耐受性。其中,对盐浓度的耐受性随着盐浓度的增加而降低,所有菌株均能在盐浓度为0%时生长,92.1%的菌株能在3%的盐浓度下生长,盐浓度为7%时能正常生长的菌株降低到34.2%,而当盐浓度为15%时,还有1.3%的菌株能生长,达到了嗜盐的程度;培养基pH值由7.0向碱性和酸性变化均导致内生放线菌生长率降低,由100.0%(pH=7.0)降低至 94.7%(pH=6.0)和 75.0%(pH=10.0),而当 pH 达到 11.0 时,仍有1.3%的内生放线菌能生长,揭示了杜鹃内生放线菌具有较强的耐碱性;随着PEG浓度由0%增加至25%,水势不断降低,内生放线菌生长率降低,但仍能达到82.9%,表明杜鹃内生放线菌具有较强的耐旱性。已有研究发现,放线菌适宜生长在干燥、微碱性环境,而本实验的内生放线菌经检测发现,有菌株能在盐浓度高达15%,碱性环境pH值达到11.0,水势低至-1.309Mpa的环境中生长,揭示了杜鹃内生放线菌较强的抗逆性。根据内生放线菌的促生初筛结果,筛选出促生效果较好的潜力菌株SICAUZR27和SICAUZR28进行小麦盆栽试验。小麦生理指标测定结果表明,在菌株SICAUZR27和SICAUZR28的作用下,小麦的株高、根长、鲜重和干重比对照增加了 18.8%和5.87%、47.33%和 40.29%、48.99%和 51.68%、47.37%和 47.37%,且菌株 SICAUZR27效果更好,揭示了杜鹃内生放线菌对小麦的促生作用。本研究通过可培养和免培养方法,对贡嘎山地区杜鹃内生放线菌的多样性进行了全面的了解,为该地区杜鹃内生放线菌资源的研究和开发奠定了方法和理论基础;同时通过对菌株抗菌促生功能的评价,揭示了贡嘎山地区杜鹃内生放线菌具有广谱的抗菌活性,较强的促生能力以及对盐碱和干旱环境的耐受能力,为寻找产生新的生物活性物质,发掘促进植物生长的微生物菌剂提供了丰富的放线菌资源。