免费文献传递   相关文献

刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌抗逆性的初步研究



全 文 :第 2 期
第 48 卷第 2期
2009 年 2月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 48 No.2
Feb.,2009
收稿日期:2008-12-05
基金项目:国家“973”项目(2001CB108905);国家自然科学基金项目(30570062)
作者简介:徐开未(1971-),女,四川泸县人,讲师,在读博士生,主要从事生物固氮研究,(电话)0835-2882330(电子信箱)xkwei@126.com;
通讯作者,张小平,(电子信箱)aumdwsb@sicau.edu.cn。
刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、紫穗槐(Amor-
pha fruticsa L.)、黄檀(Dalbergia hupeana Hance)同
属蝶形花亚科(Papilionaceae)。 刺槐是重要的速生
造林种之一,世界上人工林面积仅次于桉树,其根
系发达、适应性强、抗旱耐瘠,保持水土、防风固沙,
是退耕还林工程的先锋树种,也是优良的饲料添加
剂、重要的蜜源和药用植物[1,2]。 紫穗槐是优良的饲
料、燃料、药用植物和防风固沙保持水土的优良先
锋乔、灌木树种,生长快、根系发达、适应性广、抗旱
耐瘠[3]。 黄檀广泛分布于亚热带及亚热带暖温带的
过渡区域,是一种非常重要的材用经济植物,可作
高档家具、雕刻用木材、制造乐器等 [5],有的种如降
香黄檀药用价值还非常高[6],耐干旱瘠薄。它们在四
川凉山州均有较广泛的分布。
刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌抗逆性的初步研究
徐开未,张小平,陈远学,李显策,王立立
(四川农业大学资源环境学院,四川 雅安 625014)
摘要:对 30 株分离自四川省凉山州的刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌进行了耐酸碱、耐盐、耐高温或低温的抗
逆性研究。 结果表明,该区的刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌具有很强的耐酸碱性,所有菌株都能耐受 pH 值
5~12 的环境,76.7%的菌株在 pH 值 4~12 的环境中仍有活力。 耐盐性普遍较差,有 86.7%的菌株不能在
1%的 NaCl 平板上生长,13.3%的菌株能在 4%的 NaCl 平板上生长, 黄檀根瘤菌耐盐性一般强于刺槐和
紫穗槐根瘤菌。 对温度的适应范围较宽,对温度的耐受性上表现出较大的多样性,有 17.6%的菌株在 4~
60℃均能生长,黄檀、紫穗槐根瘤菌耐 60℃高温和 4~10℃低温的能力均强于刺槐根瘤菌,供试根瘤菌对
温度的抗性主要受宿主植物的影响,在一定程度上还受海拔高度和土壤类型的影响。筛选到抗逆性强的
优良菌株是:黄檀根瘤菌 Spar18、Spar19,紫穗槐根瘤菌 Spar28、Spar29,刺槐根瘤菌 Spar8。
关键词:刺槐;紫穗槐;黄檀;根瘤菌;抗逆性
中图分类号:Q939.11+4 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2009)02-0321-03
Preliminary Study on the Stress Tolerance of Rhizobia Isolated from
Robinia pseudoacacia, Amorpha fruitcosa and Dalbergia hupeana
XU Kai-wei,ZHANG Xiao-ping,CHEN Yuan-xue,LI Xian-ce,WANG Li-li
(College of Resource and Environmental Sciences, Sichuan Agricultural University, Yaan 625014, Sichuan, China)
Abstract: 30 strains of rhizobia isolated from Robinia pseudoacacia,Amorpha fruitcosa L. and Dalbergia in Liangshan prefec-
ture of Sichuan province were tested on their tolerance to NaCl, pH and temperature variation. The results indicated that all
strains or 76.7% of strains could grow at a range of pH from 5-12 or 4-12. 86.7% of strains could not grow in 1% NaCl, on-
ly 13.3% of strains could grow in 4% NaCl, and the salt-tolerance ability of Dalbergia hupeana Hance rhizobia were generally
stronger than that of Robinia pseudoacacia L. and Amorpha fruitcosa L. 17.6% of strains could grow in 4-60℃. The tolerance
abilitiy of Dalbergia hupeana Hance and Amorpha fruitcosa L. rhizobia was generally stronger than that of Robinia pseudoaca-
cia L. rhizobia to both Low(4~10℃) and high(60℃) temperature. The tolerance to low or high temperature of the tested rhizo-
bia was mainly influenced by host plant, and to a certain extent also by height above sea level and soil type. Altogether, the
selected strains with the high ability of tolerance to acid, alkali,low and high temperature or salt were Dalbergia hupeana
Hance rhizobia Spar18、Spar19 and Amorpha fruitcosa L. rhizobia Spar28、Spar29 and Robinia pseudoacacia L. rhizobia Spar8.
Key words:Robinia pseudoacacia L.;Amorpha fruitcosa L;Dalbergia hupeana Hance;rhizobia;tolerance
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2009.02.057
湖 北 农 业 科 学 2009 年
凉山州生态环境脆弱,其山地、高原占全州幅
员面积 90%以上,平均坡度大于 200°的斜坡面积占
土地总面积的 61.3%,平均坡度小于 100°的面积仅
占土地总面积的 5.2%, 水土流失面积占总面积的
49.0%[7,8]。凉山州的刺槐、紫穗槐、黄檀在保持水土、
防风固沙、改良土壤、改善该地区生态环境等方面
具有重要的生态学意义。 多年来豆科植物根瘤菌资
源的研究多偏重于豆科作物、 绿肥和牧草方面,而
对其他植物根瘤菌的研究较少。 本研究对凉山州刺
槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌的耐盐、耐高温和低温、耐
酸碱等抗逆性进行初步分析,为优良菌株的选育提
供种质资源,同时为今后进行多样性和系统发育研
究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试的 30 个菌株(表 1)由四川农业大学微生
物系提供。 培养基:以 YMA为基础培养基。
1.2 抗逆性测定
1.2.1 耐盐性测定 将供试菌株在 YMA 培养基上
进行活化培养。将培养的供试菌株接种在含有 NaCl
的平板上,NaCl的质量体积分数为 1%、2%、3%、4%
和 5%, 以含 0.01% NaCl 的 YMA 平板作为阳性对
照。采用点接种方法,3次重复,28℃培养观察 7d,生
长记为“+”,不生长记为“-”。
1.2.2 生长温度范围测定 将培养的供试菌株接
种于 YMA 培养基上, 分别在 4℃、10℃下进行培养
30d、10d; 在 37℃或 60℃下热激处理 30 min 后,转
到 28℃下培养 10d。 以 28℃的 YMA 平板为阳性对
照,接种、观察和结果记录同上。
1.2.3 耐酸碱性测定 以 YMA 培养基为耐酸碱性
测定的基础培养基, 用 HCl 和 NaOH 调节 pH 值,
pH 值依次为 4.0、5.0、6.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0,
以 pH 值 7.0 的平板作为阳性对照,接种、培养、观
察和结果记录同 1.2.1。
2 结果与分析
2.1 盐对供试根瘤菌生长的影响
供试根瘤菌的耐盐性普遍较差, 有 86.7%的菌
株不能在 1%的 NaCl平板上生长, 仅 13.3%的菌株
能在 4%的 NaCl 平板上生长。 其中,所有供试紫穗
槐根瘤菌(10株)都不能在 1%的 NaCl 平板上生长;
93.8%(15 株) 的供试刺槐根瘤菌不能忍耐 1%的
NaCl环境,仅 6.2%(1株)的能够忍耐 4%NaCl;但是
供试黄檀根瘤菌的耐盐能力较强 ,3 / 4 的菌株
(Spar17、Spar18、Spar19) 能在 4%的 NaCl平板上生
长,但 Spar20不耐 1%NaCl(表 2)。 表明凉山州的刺
槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌的耐盐性与宿主植物的关
系较大,也存在一定的多样性。 结合表 1,供试根瘤
菌的耐盐性与海拨高度和土壤类型关系不大。
2.2 温度变化对供试根瘤菌生长的影响
供试根瘤菌对温度的适应范围较宽,对温度的
耐受性表现出较大的多样性(表 2),20.0%的菌株(6
株)在 4℃下 (30 d)表现有活力 ,46.7%的菌株 (14
株) 在 10℃下能生长,37℃或 60℃热激处理 30 min
后,在 28℃下培养,分别有 93.3%(28 株)、50.0%(15
株)的菌株仍有活力,表现出较强的抗热性。 同时可
看出, 一般供试菌株耐高温能力强于耐低温。 有
16.7%的菌株在 4~60℃范围内均能生长。 16株刺槐
根瘤菌中,所有菌株在 4℃下(30d)未表现有活力,
31.3%的菌株(5 株)在 10℃下能生长,37℃或 60℃
热激处理 30 min 后,在 28℃下培养,分别有 87.5%
(14株)、31.3%(5株) 的菌株仍有活力;4 株黄檀根
表 1 供试菌株
菌株
Spar1
Spar2
Spar3
Spar4
Spar5
Spar6
Spar7
Spar8
Spar9
Spar10
Spar11
Spar12
Spar13
Spar14
Spar15
Spar16
Spar17
Spar18
Spar19
Spar20
Spar21
Spar22
Spar23
Spar24
Spar25
Spar26
Spar27
Spar28
Spar29
Spar30
宿主
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
刺槐
黄檀
黄檀
黄檀
黄檀
紫穗槐
紫穗槐
紫穗槐
紫穗槐
紫穗槐
紫穗槐
紫穗槐
紫穗槐
紫穗槐
紫穗槐
采样地点
会东县新云乡
会东县新云乡
会东县新云乡
会东县新云乡
普格县螺暨山镇
普格县螺暨山镇
普格县螺暨山镇
普格县螺暨山镇
西昌市小庙乡
西昌市小庙乡
西昌市小庙乡
西昌市小庙乡
西昌市小庙乡
西昌市小庙乡
西昌市小庙乡
西昌市小庙乡
会东县火山乡
会东县火山乡
会东县火山乡
西昌市新春片区
普格县普吉镇
普格县普吉镇
普格县普吉镇
普格县普吉镇
普格县普吉镇
普格县普吉镇
西昌市黄联镇
西昌市黄联镇
西昌市黄联镇
西昌市黄联镇
海拔高度/m
1 650
1 650
1 650
1 650
1 610
1 610
1 610
1 610
1 470
1 470
1 470
1 470
1 470
1 470
1 470
1 470
2 350
2 350
2 350
1 510
1 190
1 190
1 190
1 190
1 190
1 190
1 430
1 430
1 430
1 430
土壤类型
粗骨土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
紫色土
紫色土
紫色土
紫色土
紫色土
紫色土
紫色土
紫色土
黄壤
黄壤
黄壤
紫色土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
粗骨土
黄沙土
黄沙土
黄沙土
黄沙土
土壤 pH 值
5.5
5.5
5.5
5.5
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
322
第 2 期
瘤菌中,75.0%的菌株分别在 4℃下 (30 d)、10℃(10
d) 下均表现有活力,37℃或 60℃热激处理 30 min
后,在 28℃下培养,分别有 100.0%、75.0%的菌株仍
有活力,表明供试黄檀根瘤菌耐低温和高温的能力
普遍都很强;10 株紫穗槐根瘤菌中, 分别有 30.0%
的菌株在 4℃下(30 d)、60.0%的菌株在 10℃下能生
长,37℃或 60℃热激处理 30 min后,在 28℃下培养,
分别有 100.0%、80.0%的菌株仍有活力。 可见供试
紫穗槐根瘤菌耐高温和低温均强,耐高温能力强于
耐低温。结合表 1,耐低温能力与海拔高度和土壤类
型有关,一般高海拔>低海拔,黄沙土>粗骨土。 以上
结果表明, 黄檀、 紫穗槐根瘤菌耐 60℃高温和 4~
10℃低温的能力均强于刺槐根瘤菌, 供试根瘤菌对
温度的抗性主要受宿主植物的影响,在一定程度上
还受海拔高度和土壤类型的影响。 这与陈文新等[10]
提出的根瘤菌与寄主植物及生态环境之间有复杂
关系,根瘤菌与豆科植物的共生关系因生态环境的
差异而具有多样性的观点基本一致。
2.3 酸碱性对供试根瘤菌生长的影响
供试根瘤菌耐酸碱范围很宽, 耐酸碱能力很
强。 结果(表 3)表明,30 株供试菌株均可在 pH 值
5~12的范围内生长,76.7%(23株) 的菌株在 pH 值
4~12 的环境中仍有活力,仅 7 株(23.3%)不能耐受
pH值 4的环境,这 7株均属刺槐根瘤菌。 表明凉山
州供试蝶形花亚科植物的根瘤菌资源中存在着丰
富的既耐酸又耐碱的菌株,刺槐、黄檀、紫穗槐豆科
植物根瘤菌的耐碱能力均很强,耐酸性上部分刺槐
根瘤菌弱于黄檀、紫穗槐根瘤菌。 结合表 1,这些根
瘤菌原来生活的土壤环境为微酸环境。 可见从酸性
环境中分离的供试根瘤菌有极强的耐酸碱性,这与
环境的酸碱性关系不大,与土壤类型和海拔高度关
系也不大,可能主要与该地区的特殊干热生态环境
有关。何恒斌等[9]研究也认为,西北荒漠地区沙冬青
表 2 盐和温度对根瘤菌生长的影响
菌株
Spar1
Spar2
Spar3
Spar4
Spar5
Spar6
Spar7
Spar8
Spar9
Spar10
Spar11
Spar12
Spar13
Spar14
Spar15
Spar16
Spar17
Spar18
Spar19
Spar20
Spar21
Spar22
Spar23
Spar24
Spar25
Spar26
Spar27
Spar28
Spar29
Spar30
1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
4
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
4(30d)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
+
-
-
-
-
-
-
+
+
-
10(10d)






























37(30min)






























60(30min)
-
-
-
-
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
-
-
-
+
+
-
+
+
-
+
+
+
-
+
+
+
NaCl/% 温度/℃
注:“+”表示能生长,“-”表示不能生长。 下同。
表 3 不同 pH 值条件下根瘤菌的生长情况
菌株
Spar1
Spar2
Spar3
Spar4
Spar5
Spar6
Spar7
Spar8
Spar9
Spar10
Spar11
Spar12
Spar13
Spar14
Spar15
Spar16
Spar17
Spar18
Spar19
Spar20
Spar22
Spar23
Spar24
Spar25
Spar26
Spar27
Spar28
Spar29
Spar30
4
+
+
-
-
+
-
-
+
+
+
-
-
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
6
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
8
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
9
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
10
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
11
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
12
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
pH 值
(下转第 328页)
徐开未等:刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌抗逆性的初步研究 323
湖 北 农 业 科 学 2009 年
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(责任编辑 郑 威)
根瘤菌的耐酸碱能力很强, 耐酸碱范围也很广泛,
94.1%的沙冬青根瘤菌可以在 pH 值 5~11 的范围内
生长。
3 结论
测定结果表明,该地区的刺槐、黄檀、紫穗槐根
瘤菌具有很强的耐酸碱性, 所有菌株都能耐受 pH
值 5~12 的环境,76.7%的菌株在pH 值 4~12 的环境
中仍有活力。耐盐性普遍较差,有 86.7%的菌株不能
在 1%的 NaCl 平板上生长,13.3%的菌株能在 4%的
NaCl平板上生长,黄檀根瘤菌耐盐性强于刺槐和紫
穗槐根瘤菌。 对温度的适应范围较宽,对温度的耐
受性上表现出较大的多样性,有 16.7%的菌株在 4~
60℃均能生长,黄檀、紫穗槐根瘤菌耐 60℃高温和
4~10℃低温的能力均强于刺槐根瘤菌, 供试根瘤菌
对温度的抗性主要受宿主植物的影响,还在一定程
度上受海拔高度和土壤类型的影响。 本研究筛选到
抗逆性强的黄檀根瘤菌 Spar18、Spar19, 能耐受 4%
NaCl、pH 值 4~12、 温度 4~60℃; 紫穗槐根瘤菌
Spar28、Spar29,能耐受 pH 值 4~12、温度 4~60℃;刺
槐根瘤菌 Spar8,能耐受 pH值 4~12、温度 10~60℃。
参考文献:
[1] 宋永芳.刺槐资源的开发利用[J].林业科技开发,2002,16(5):
11-13.
[2] 郭瑞才,张兴亮.刺槐退耕还林工程的先锋树种[J].山西林业科
技,2004(3):33-36.
[3] 姜 泓,孟 舒,陈再兴,等.紫穗槐中黄酮类化学成分的体外
抗癌活性研究[J].中药材,2008,31(5):736-738.
[4] 任桂霞 .紫穗槐水土保持效果浅析 [J].农业与技术 ,2006,26
(4):84.
[5] 何明勋.资源植物学[M].上海:华东师范大学出版社,1996.75-
76.
[6] 姜爱莉,孙利芹.降香抗氧化成分的提取及活性研究[J].精细化
工,2004,21(7):525-528.
[7] 李 晓,邹学军,曾 鸣,等.优势农业资源与优势农产品开发
——四川省凉山彝族自治州优势农产品开发的调查与思考
[J].农村经济,2007(7):26-28.
[8] 马 骏.搞好“长治”工程建设 促进民族地区经济发展[J].中国
水土保持,2007(7):19-21.
[9] 何恒斌,贾昆峰,贾桂霞,等.沙冬青根瘤菌的抗逆性[J].植物生
态学报,2006,30(1):140-146.
[10] 陈文新,汪恩涛,陈文峰.根瘤菌豆科植物共生多样性与地理
环境的关系[J].中国农业科学,2004,37(1):81-86.
(责任编辑 郑 威)
态发展协调性评价体系,利用因子分析法对重庆 37
区县的喀斯特山地进行了综合评价,并建立了计量
综合模型,较好地解释了各影响因素的结构差异及
其重要性,比较符合重庆喀斯特山地实际状况。 评
价结果表明重庆喀斯特山地农业-生态发展协调性
是以较差和差为主,分布在渝东南和东北翼典型喀
斯特区县,是自然因素、人为胁迫和经济科技因素
共同作用的结果。 今后在重庆喀斯特山地生态环境
整治及农业经济发展中,应以已开展的典型地区相
关农业技术模式研究、示范为基础,引进和探索适
合本地的既改善生态环境又提高土地利用效益的
农业高效发展模式。 另外,由于资料限制,本文评价
指标选取还不够完善,一定程度上影响了脆弱性评
价的精度,在以后的研究中有待进一步改进。
参考文献:
[1] 王秀红,何书金,罗 明.土地利用结构综合数值表征—以中国
西部地区为例[J].地理科学进展,2002,21(1):17-24.
[2] 胡永宏, 贺思辉 . 综合评价方法 [M]. 北京: 科学出版社,
2000.42-44.
[3] 李小玉,肖笃宁,何兴元,等.中国内陆河流域绿洲发育度的综
合评价[J].地理学报,2006,61(8):855-864.
[4] YOHE G, TOL R S J. Indicators for social and economic
coping capacity-moving toward a working definition of adap-
tive capacity [J].Global Environmental Change,2002,12 (1):
25-40.
[5] GALLOPIN G C. Linkages between vulnerability, resilience,
and adaptive capacity [J]. Global Environmental Change.
2006,6: 293-303.
[6] ADGER W N. Vulnerability [J]. Global Environmental
Change,2006,16:268-281.
[7] 覃小群,蒋忠诚.广西岩溶县的生态环境脆弱性评价[J].地球与
环境,2005,33(2):45-51.
[8] 肖荣波,欧阳志云,王效科,等.中国西南地区石漠化敏感性评
价及其空间分析[J].生态学杂志,2005,25(5):551-554.
[9] 苏维词,朱文孝.贵州喀斯特山区生态环境脆弱性分析[J].山地
学报,2000,18(5):429-434.
(上接第 323页)
328