文档介绍：实验十植物-微生物相互作用原理及其生态学和农学意义——根瘤菌和菌根真菌侵染状况的调查
一、目的:
自然界中植物与真菌、细菌、放线菌等微生物共生的现象非常普遍,这些共生关系通常是建立在植物向微生物提供碳水化合物,而微生物为植物提供氮、磷等营养元素基础之上的,共生关系能够保证植物和微生物正常生长。
全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%,绝大多数是通过生物固氮进行的。最常见的是生活在豆科植物根部的根瘤菌,能将大气中的游离态的氮,经过固氮酶的作用生成氮的化合物,以利于植物的利用。
丛枝菌根真菌能够与陆地上80%以上的植物建立共生关系,它增加帮助植物从土壤中获得根系无法吸收的磷,从而改善植物的磷营养状况,促进植物生长。据前人研究,丛枝菌根真菌能够提供给植物生长所需的90%以上的磷,50%以上的锌和铜。
很多研究表明,豆科植物同时接种根瘤菌和丛枝菌根真菌能够起到提高固氮酶活性,增加结瘤数和固氮量,提高植株磷含量的双重效果。因此,根瘤菌、丛枝菌根真菌菌剂是十分重要的生物肥料,在农业和自然生态体系中有着重要地位,在无公害农业、生态农业和土壤改良与保护方面有着广阔的应用前景。本实验的目的是:通过观察、检测豆科植物根瘤形态、数量、根瘤活性、根瘤菌结瘤能力;菌根真菌的结构和侵染率,了解植物与微生物共生现象的普遍性和重要性。
二、操作步骤:
根瘤菌接种和观察:
大豆种子表面消毒(用10%双氧水浸泡10分钟;或者用95%-%HgCl2浸泡15分钟,无菌水洗净)后,在菌液中浸泡一下,立刻播入基质中。
如果用石英砂或者蛭石作为培养基质,则需要定期补充低氮营养液。低氮营养液的配方为如下,每天或者每隔一天浇一次。
低氮营养液配方(g/1000ml)
Ca(NO3)2·4H2O
CaCl2·2H2O
KH2PO4
Na2HPO4·12H2O
MgSO4·7H2O
柠檬酸铁
蒸馏水 1000ml
微量元素 1ml
微量元素配方
H3BO3
MnSO4
ZnSO4
CuSO4
H2MnO4
蒸馏水 1000ml
植株生长20-30天后,连根挖出植株,洗去表面的基质。或者也从田里挖取植株根系,洗去表面的土壤。
观察是有无根瘤存在,评价接种是否成功。观察、记录根瘤的数量、在根系上的分布、色泽和形状等。根瘤还可以摘下称重,并用乙炔还原发测量固氮能力。按下式计算结瘤率:
结瘤率(%)=结瘤株数×100/接种总株数
观察根瘤内部的颜色:根瘤刚形成是是白色,并且是无效的(不具有固氮能力);随着根瘤继续生长,根瘤内部可以见到粉红色的成分,表明有豆血红蛋白形成。接着根瘤裂开病转为棕色。到植物衰老,生命结束时,未开裂的根瘤固氮活性愈来愈弱,无活性的血红蛋白取代了豆血红蛋白,根瘤内部变为绿色。根瘤的颜色可以定性评价其潜在固氮能力。
将根瘤用刀片切成两半,颜色可归类为:白色、粉红色、棕色