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功能内生细菌对农作物体内多环芳烃降解酶活性的影响(附件)

2021-07-03 23:35编辑: www.51jrft.com51今日论文网
[目的]本文通过对青豌豆采用浸种PRD5的定殖方式来探究在不同芘污染浓度下青豌豆植株中内生细菌分布情况、植物生物量、芘降解程度和对植株体内几种多环芳烃降解酶活性的影响,从而为更好的利用微生物降解有机污染和促进可持续发展提供科学依据。[方法]以青豌豆作为供试植株,PRD5作为供试菌种,设置0mg/l,0.1mg/l和0.5mg/l的芘污染环境,并对青豌豆进行浸种与未浸种两种处理,共6种处理情况,研究内生细菌分布情况、植物生物量、芘降解程度和对植株体内几种多环芳烃降解酶活性的影响。[结果]根据实验结果可得通过浸种处理的青豌豆生物量有显著增加,芘浓度显著降低,PPO,POD和水杨酸羟化酶活性增强。[结论]功能内生细菌PRD5的定殖与芘污染胁迫都能够起到增加多环芳烃降解酶活性的作用,但不通过的酶仍有各自不同的增强程度。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言: 1
1 材料与方法 2
1.2青豌豆水培实验设计 3
1.2.1降解菌株抗性标记 3
1.2.2 芘污染霍格兰营养液配置 3
1.2.3青豌豆侵染方法 3
1.3青豌豆中菌含量测定 3
1.4青豌豆生物量的测定 3
1.5培养液中芘的提取与测定 4
1.6青豌豆体内芘的提取与测定 4
1.7多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)提取与活性测定 4
1.8水杨酸羟化酶的提取与活性测定 4
1.9数据处理 4
2 结果与分析 4
2.1青豌豆植株中功能细菌PRD5菌含量 4
2.2定殖对污染条件下青豌豆生物量的影响 5
2.3定殖对培养液中芘浓度去除的影响 5
2.4定殖对青豌豆体内芘含量的影响 6
2.5定殖对青豌豆体内PPO活性的影响 6
2.6定殖对青豌豆体内POD活性的影响 7
2.7定殖对青豌豆体内水杨酸羟化酶活性的影响 8
3.讨论 9
4.结论 10
致谢 10 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ¥351916072

参考文献 10
附录 文中所用培养基及部分试剂 12
功能内生细菌对农作物体内多环芳烃降解酶活性的影响
引言
引言
随着现代社会的发展,一些化石能源的需求量与使用量逐年增加,而与其一起带来的有机污染变的越来愈来愈严重[1]。其中最主要的有机污染物是多环芳烃(PAHs)。多环芳烃具有三致性,它会随着苯环的增加而导致毒性增强。目前有200多种多环芳烃及其衍生物都是已知的致癌化合物,而已知的所有致癌化合物也就只有500多种。农作物能够吸收积累此类有机污染物,通过食物链传递,最终在人类与动物体内积累,对其产生严重的身体危害。因此,降低农作物物体内PAHs污染风险,促进农业健康和可持续发展是广大该方面研究者需要去解决并做到的[2]。
在最近几年的研究发现,微生物降解PAHs是用来去除和降低多环芳烃有机污染的重要途径,其中植物功能内生细菌所起到的是最为重要的作用。因为它们普遍存在于植物各种组织器官内部,所以具有丰富的多样性。很多的研究学者们从不同污染区的不同种类植物中分离筛选出大量的可促进降解多环芳烃污染物的植物内生细菌[3]。 同时,植物内生细菌是能够比土壤微生物更有效地在植物体内定殖的一类微生物, 对于外界环境带来的影响不大,它的主要作用是产生吲哚乙酸、铁载体等物质,通过此类物质去促进植物的生长发育、增强植物对污染物的耐受性和提高植物对污染物的吸收降解转化能力, 从而降低污染物对植物产生的毒害作用。那么若是将其植入受污染的其它植物体内,会起到相应的降解作用,此类方式又名定殖。功能内生细菌定殖到植物体内,能够充分适应植物体自身的微生态系统,并且和土著微生物、植物体之间达到互利与竞争并存的生存关系,从而在生长发育过程中可以进行共同进化[4]。植物功能内生细菌的一般定殖方式主要以浸根、灌根、浸种、涂叶为比较普遍应用的定殖技术[5]。
功能内生细菌代谢多环芳烃污染物的机制与环境微生物降解有机污染物类似。以PAHs中的菲和芘为例,简单概述功能内生细菌对降解多环芳烃污染物的关键代谢酶、降解产物和转化行为。功能内生菌还能用调节植物体内酶系来增强植物对有机污染物的降解[6]。研究发现一些过氧化物酶(peroxidase, POD)以通过H2O2参与的自由基反应氧化PAHs[7]。多酚氧化酶(poly phenol oxidase , PPO)是一种植物体内普遍存在的末端氧化酶,它能够把酚类化合物氧化成为醌类。研究显示,催化PAHs开环的酶主要就是PPO,使之生成容易分解的中间产物,PPO在整个PAHs分解程序中起到了不可或缺的作用[8]。因此,POD和PPO这两种酶能作为植物代谢PAHs等有机污染物的主要酶系,反映植物对PAHs的降解代谢水平正是PPO与POD等其他主要酶系的活性高低[9]。
芘是PAHs中四环污染物的主要代表,检测植株体内PAHs污染常以它作为主要的指示物和生物分解PAHs的指示因素。因此本文采用芘作为PAHs代表性污染物,青豌豆以其发达的根系作为供试植株,以具有芘降解特性的植物内生细菌PRD5为供试菌株,通过将PRD5重新定殖到植物中,以利用其调控植物吸收降解PAHs,进而对供试植株青豌豆体内的几种多环芳烃降解酶的活性进行测定,从而为微生物降解有机污染物提供新思路和途径。
1 材料与方法
1.1实验材料与仪器
供试植物:青豌豆
供试菌种:植物功能内生细菌PRD5
实验所用试剂及培养基配方见附录。主要有:霍格兰营养液、芘降解培养基、磷酸盐缓冲液、无机盐培养基、LB培养基等。
所用主要仪器和装置主要有:超声波清洗器,超纯水机,离心机,恒温培养箱,紫外分光光度仪,灭菌锅。
1.2青豌豆水培实验设计
1.2.1降解菌株抗性标记
将分离筛选的降解芘植物内生细菌PRD5进行抗性标记:将其稀释成一定浓度,然后LB抗性平板上画线,30℃培养箱中培养2 3天,有菌落长出后,挑取单菌落移入浓度较高的抗性平板上,来获取抗性高的菌落,要求抗生素的浓度由低到高逐渐增大,直至挑选最稳定的抗性菌株。将抗性菌株在最高浓度(抗生素的终浓度均为100mgL–1)的双抗平板上连续转代5次以上,稳定突变菌株PRD5的抗性[10]。
1.2.2 芘污染霍格兰营养液配置
制备初始芘浓度分别为0 mgL1、0.1 mgL1、0.5mgL1的芘污染霍格兰营养液,并选择定殖方式为浸种接种(SS)。实验设置8种不同处理,如下:

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