论文部分内容阅读
三七(Panax notoginseng)是一种名贵中药,具有很高的药用价值及经济价值,但是三七根际微生物导致的根腐病及砷在三七植株内的累积严重制约着云南省三七的产量与质量。前人研究发现从三七根际分离的某些微生物对导致其根腐病的病原菌具有抑制作用,可作为良好的生防菌应用在三七根腐病的生物防治中。与此同时也有大量研究证明某些微生物具有转化砷的能力,并可以因此影响植物对砷的吸收,但是三七根际微生物中分离的根腐病病原菌和根腐病生防菌是否具有砷的转化能力,是否影响砷在三七植株内的迁移累积等尚不明确。因此,本文聚焦三七砷累积和根腐病防治这两个现实问题,探究三七根际微生物对砷形态及三七内砷累积的影响,以期为三七植株内砷累积的调控和根腐病问题的防治提供基础数据。本文选取了云南大学微生物研究所前期从三七根际微生物中分离得到的四株根腐病病原真菌、两株生防真菌、四株生防细菌作为研究对象,分别在含有100 mg/L As(V)和不含砷的培养基中进行培养,对比两种条件下供试微生物的生长状况;通过高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法(HPLC-HG-AFS)检测菌液和菌体中As(V)和As(Ⅲ)的浓度,探究三七根腐病病原菌及其生防菌的耐砷性和对砷形态的转化能力;在获得砷耐受能力及形态转化能力较强的三七根际微生物后,分别将其定植在生长于人工添加砷浓度为100 mg/kg的三七根部土壤中,约两个月后收获三七植株及其根际土壤,分别测量土壤、三七各部分器官(根、茎、叶)中砷的总浓度,通过根系砷富集系数和砷在三七各器官间的迁移系数分析定植的三七根际微生物对砷在三七中累积的影响。本研究的主要结果如下:1、三株生防细菌暹罗芽孢杆菌B.siamensis YIMPH10006、食酸戴尔福特菌D.acidovorans YIMPH10032、美丽短芽孢杆菌B.formosus YIMPH110001、一株生防真菌拟康宁木霉T.koningiopsis和一株病原真菌柔毛镰刀菌F.flocciferum在100 mg/kg As(V)环境生长良好,是良好的耐砷菌。2、根腐病病原真菌柔毛镰刀菌F.flocciferum和根腐病生防真菌拟康宁木霉T.koningiopsis都具有较强砷还原能力,菌液中只有As(Ⅲ);根腐病生防细菌中,食酸戴尔福特菌D.acidovorans YIMPH10032和美丽短芽孢杆菌B.formosus YIMPH10001砷还原能力强于暹罗芽孢杆菌B.siamensis YIMPH10006,As(Ⅲ)/[As(Ⅲ)+As(Ⅴ)]值分别为 0.94±0.04、0.89±0.03、0.72±0.05。这些微生物可能都存在砷转化和外排的相关基因。3、本研究中三七各部分的总砷含量大小规律为茎>叶>根,三七根茎叶中有40%的样品中砷浓度超过1 mg/kg的优质三七质量控制指标,有5.6%样品中砷浓度超过2 mg/kg的三七安全质量指标。4、不同三七根际微生物处理条件下,三七根部对土壤中砷的吸收能力没有显著变化(p>0.05),三七根部砷富集系数均小于0.02,但是基于微生物的砷转化能力将其分为强弱两组后,微生物定植对三七根部砷富集能力有“强+强”＞“强+弱”＞“强”＞“弱”＞“不加菌”的变化趋势。5、砷在三七植株各器官间的迁移按照容易程度排序为“根—茎”＞“茎—叶”,定植不同三七根际微生物对砷的迁移过程影响不显著(p>0.05),这些微生物可能并没有影响到三七体内的砷迁移。因此可以推测施用生防菌对三七根腐病进行防治时并不会增加砷在三七内部的迁移过程及积累风险。