内生细菌HBR11019和HBR31044对人工种植重楼的促生作用及其生理机制

作     者：姜仕林 

作者单位：中南民族大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张鹏

授予年度：2022年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

主      题：重楼 内生细菌 促生作用 生长指标 生理指标 重楼皂苷 生理机制 

摘      要：重楼(Paris polyphylla)是珍稀药用植物,主要药用成分为重楼皂苷I、II、VI、VII,目前主要靠人工种植为市场提供药源。利用内生菌提升人工种植重楼的品质是当前研究的热点之一。本研究分析了重楼内生细菌HBR11019、HBR31044、YNR32041和YNR32046的自身促生特性,进一步分析了HBR11019和HBR31044对盆栽重楼的生长和生理指标的影响,以及HBR11019菌株对田间种植重楼的生长和生理指标的影响及对根中重楼皂苷I、II、VI、VII含量的影响,初步揭示了HBR11019和HBR31044菌株对人工种植重楼的促生作用及其生理机制。主要研究结果如下:(1)自身促生特性分析结果表明,除了YNR32046菌株外,HBR11019、HBR31044、YNR32041菌株中均含有碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)和酸性磷酸酶(Acid phosphatase,ACP),其中HBR31044菌株的两种酶活性最高,分别为210.958μmol/min/g、49.853μmol/min/g。除HBR31044菌株外,YNR32041、YNR32046和HBR11019菌株中均含有无机钾,且含量相当,分别为2.324 mmol/L、2.277 mmol/L和2.025 mmol/L。此外,四株菌中均含有无机磷、赤霉素(Gibberellin,GA)、吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)、乙烯(Ethylene,ETH)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)和玉米素(Zeatin,ZT),其中HBR11019和HBR31044菌株中GA、IAA和ZT的含量高于YNR32041和YNR32046菌株,表明HBR11019和HBR31044菌株的自身促生特性强于YNR32041和YNR32046菌株。这些结果初步揭示了HBR11019、HBR31044、YNR32041和YNR32046的自身促生特性。(2)通过分析HBR11019菌株对盆栽重楼生长和生理指标的影响,发现在30天检测时间范围内,该菌株对盆栽重楼生长指标的影响较小,对生理指标的影响较大。对生长指标的影响主要表现为:第10天时,鲜重与对照相比显著增加26.4%(P0.05)。对生理指标的影响主要表现为:第5天时,根中可溶性蛋白含量显著提高8.2%;ETH含量显著降低17.6%;第10天时,根中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性显著增加,分别提高66.4%和44.0%;第15天时,根中植物多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、GA、ZT和可溶性蛋白含量显著增加,分别提高7.6%、14.1%、29.0%和10.2%;第30天时,根中SOD、POD、PPO、GA、ZT、可溶性蛋白和ACC脱氨酶活性或含量显著增加,分别提高154.8%、803.1%、16.4%、10.7%、18.9%、9.9%和17.2%。HBR11019菌株对盆栽重楼茎和叶的生理指标的影响与根相当。这些结果初步揭示了HBR11019菌株对盆栽重楼的促生作用及其生理机制。(3)通过分析HBR31044菌株对盆栽重楼生长和生理指标的影响,发现在30天检测时间范围内,该菌株对盆栽重楼生长指标的影响较小,对生理指标的影响较大。对生长指标的影响主要表现为:第5天时,鲜重与对照相比显著增加19.4%(P0.05)。对生理指标的影响主要表现为:第5天时,根中SOD、GA和可溶性蛋白的活性或含量显著增加,分别提高43.4%、14.9%和68.7%;丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和ETH的含量显著降低,分别降低37.9%和14.9%;第10天时,根中POD、ABA和可溶性蛋白活性或含量显著增加,分别提高200.0%、19.4%和63.2%;MDA含量显著降低63.8%;第15天时,POD、GA和可溶性蛋白活性或含量显著增加,分别提高201.9%、18.7%和42.9%;MDA含量显著降低66.4%;第30天时,POD和可溶性蛋白活性或含量显著增加,分别提高197.2%和61.9%;MDA和ETH含量显著降低,分别降低65.2%和7.2%。HBR31044菌株对盆栽重楼茎和叶的生理指标的影响与根相当。这些结果初步揭示了HBR31044菌株对盆栽重楼的促生作用及其生理机制。(4)通过分析HBR11019菌株对田间种植重楼生长指标、生理指标和根中重楼皂苷含量的影响,发现在60天检测时间范围内,该菌株对田间种植重楼的这些指标的影响较大。对生长指标的影响主要表现为;第15天时,株高与对照相比显著增加20.1%(P0.05);第60天时,株高和根长与对照相比显著提高32.1%和9.0%(P0.05),根、茎和叶的鲜重与对照相比显著提高91.9%、130.8%和74.2%(P0.05)。对生理指标的影响主要表现为;第15天时,根中SOD、PPO、IAA、GA、可溶性蛋白和ETH活性或含量与对照相比显著增加,分别提高47.7%、25.0%、18.6%、26.1%、40.3%和20.0%;第30天时,根中PPO、GA、可溶性蛋白和ACC脱氨酶含量与对照相比显著增加,分别提高34.2%、26.5%、98.7%和30.2%;ETH含量与对照相比显著降低24.6%;第60天时,根中PPO、GA、可溶性蛋白和ACC脱氨酶含量与对照相比显著增加,分别提高24.2%、13.0%、80.0%和28.3%;ETH含量与对照相比显著降低13.6%。HBR11019菌株对茎和叶的生理指标的影响与根相当。此外,对根中重楼皂苷含量的影响主要表现为;第15天时,与对照相比,施加HBR11019菌株的重楼根中的重楼皂苷II和VI含量显著增加,分别提高117.9%和169.6%;第30天时,与对照相比,施加HBR11019菌株的重楼根中的重楼皂苷I和VI含量显著增加,分别提高34.7%和128.3%。这些结果初步揭示了HBR11019菌株对田间种植重楼的促生作用及其生理机制。