内生真菌在降低烟叶重金属含量中的应用研究

摘要

内生真菌在植物抗生物和非生物胁迫中发挥着重要作用，土壤重金属污染是我国最为严重的环境问题之一。本论文主要研究应用烟草内生真菌菌肥制剂降低烟草重金属含量，主要内容包括:烟草内生真菌抗重金属菌株固态发酵培养基优化;内生真菌菌肥制剂对烟草重金属含量的影响;烟草生产过程中，化学肥料对内生真菌菌肥制剂效果的影响;内生真菌菌肥制剂对烟草对黑胫病抗性的影响。
　　(1)内生真菌制剂对烟叶重金属含量的影响盆栽试验条件下，单一镉(5mg/kg)胁迫和砷(4mg/kg)、镉(5mg/kg)、铅(200mg/kg)三种重金属混合胁迫，施有内生真菌菌肥制剂的处理不同程度上降低烟叶中重金属含量。单一镉胁迫时，YCEF005、YCEF053、YCEF191、YCEF193、NYN8C05、NYN8G01、NYN771C06七种菌肥制剂处理后烟草叶片中重金属Cd分别降低了39.10％、35.65％、25.98％、25.88％、26.28％、18.83％、21.85％。砷、镉、铅混合胁迫中，七种菌肥制剂处理后，烟叶中砷、镉和铅的含量都有降低，以YCEF005菌肥制剂降低砷含量最高，达36.07％;以YCEF191降低镉的含量最大，达50.56％;以NYN771C06降低铅的含量最大，达53.86％。
　　在大田小区试验中，内生真菌制剂能降低烟叶中砷、镉、铅的含量。YCEF005、YCEF053两种内生真菌制剂降低烟叶重金属含量的效应优于YCEF191、YCEF193。不同的地域制剂降低重金属含量的程度不同，地域因素对内生真菌制剂的镉和铅的效应有显著影响，对砷的效应无显著影响，基本表现为在土壤重金属背景值大的地域，制剂降低重金属含量的效果越显著;叶位因素对内生真菌制剂的铅的效应有显著影响，对砷和镉的效应无显著影响;品种因素对内生真菌制剂对三种重金属的效应无显著影响。
　　(2)内生真菌制剂对烟草抗病性的影响YCEF005、YCEF053制剂处理的试验组，在接种烟草疫霉后，烟草受害的严重程度显著减轻，相对病情指数分别为0.81、0.75，诱导烟草对烟草疫霉的抗性。
　　(3)优化烟草抗重金属内生真菌菌株固态发酵培养基针对烟草内生真菌Fusarium sp.YCEF005和Pyrenochaeta sp.YCEF053，通过单因素试验和正交试验设计优化固态发酵培养基基质组成(w/w)，YCEF005:麸皮50％、豆饼粉10％、米糠20％、玉米碎粒20％; YCEF053:麸皮60％、豆饼粉10％、米糠10％、玉米碎粒20％。应用单因素试验对发酵外加组分:碳源、氮源、磷酸盐、金属离子进行初筛;应用均匀试验设计的数据作为人工神经网络的训练样本，建立内生真菌固态发酵模型，利用遗传算法优化培养基组成得出最优发酵外加组分和接种量（/kg)，YCEF005:蔗糖12.96g、蛋白胨12.70g、 NH4NO34.00g、KH2PO41.50g、 CaSO410.00g、 MgSO40.48g、含水量500g、接种量240mL。YCEF053:蔗糖13.37g、蛋白胨14.02g、 NaNO33.85g、KH2PO41.23g、 CaSO410.89g、MgSO40.52g、含水量480g、接种量200mL。
　　(4)化学肥料对内生真菌菌剂效果的影响通过Plackett-Burman试验设计，考察常用化肥对内生真菌制剂降低烟草重金属含量的效果的影响。结果表明NH4NO3、 K2SO4、KNO3，NaNO3这四种肥料对YCEF005的效应有不同程度的抑制作用，依次为:NH4NO3＞KNO3＞K2SO4＞NaNO3;而H2NCONH2、KH2PO4、(NH4)2SO4这三种肥料却有一定程度的促进作用，依次为:(NH4)2HPO4＞H2NCONH2＞(NH4)2 SO4。但是，都不具有显著性的影响。

目录

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致谢

摘要

第一章 综述

1 内生真菌的定义与分类及功能概述

1．1 内生真菌的定义

1．2 内生真菌分类

1．3 内生真菌与宿主植物的互作

2 重金属对烟草生长和烟叶品质的影响及其在烟草植株中的转运

2．1 烟草中重金属存在形态与转运

2．2 重金属对烟草生长和烟叶品质的影响

2．3 烟叶重金属残留降解技术研究

3 发酵培养基优化的研究现状

3．1 培养基优化策略

3．2 优化方法

3．3 试验设计方法

3．4 优化分析方法

4 本项目的立题依据、研究目的和内容

第二章 内生真菌菌剂对烟叶重金属含量的影响

第一节 盆栽试验研究内生真菌菌剂对烟叶重金属含量的影响

1．1 实验材料

1．2 试验方法

1．3 结果与分析

第二节 内生真菌菌剂田间小区试验

2．1 材料与方法

2．2 结果与分析

2．3 本章小结

第三章 内生真菌菌剂对烟草抗病性的影响

1 实验材料

2 实验方法

2．1 供试菌株及病原活化

2．2 烟草苗的培养

2．3 菌剂制备及施用

2．4 病原菌接种方法及处理

2．5 病害调查方法

2．6 统计分析

3 结果与分析

4 本章小结

第四章 烟草内生真菌抗重金属菌株固态发酵培养基优化

1 材料与方法

1．1 菌株

1．2 培养基

1．3 培养方法

1．4 固态发酵中菌丝生物量的测定方法

1．5 固态发酵培养组分优化

2 结果与讨论

2．1 纯菌丝干重和核酸含量的线性关系

2．2 固态基质优化

2．3 外加营养组分筛选

3 本章小结

第五章 化学肥料对内生真菌菌肥效果的影响

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 实验方法

2 结果分析

2．1 Plackett-Burman实验设计结果

2．2 试验结果及回归分析

3 本章小结

第六章 展望

附录

参考文献