海带酶解和菌解工艺优化及其降解产物对菜心抗逆性的影响

• 作者: 杨春妹 杨锦 崔丹丹 李立斌 沈宏
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 关键词: 海带降解产物 SH-1菌株 海藻酸裂解酶AlgSH7 干旱胁迫 淹水胁迫 盐胁迫
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 页码范围: 1432-1444
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.2021052

摘要

[目的]海藻(海带) 降解物对作物具有抗逆促生作用,研究海带菌解和酶解的最佳工艺条件,并比较两个工艺生产的降解产物对菜心的抗逆效果.[方法]采用单因素和正交试验,探究不同的底物浓度、接种量、溶液pH、降解温度分别对微泡菌Microbulbifer sp. SH-1和海藻酸裂解酶AlgSH7制备海藻降解产物的影响.同时,借助光学显微镜,研究SH-1菌和AlgSH7酶降解过程中海带细胞形态变化.并在此基础上,利用盆栽试验,研究海带菌解产物、酶解产物对菜心非生物胁迫抗性的影响.[结果]海藻酸裂解酶AlgSH7降解海带的最佳工艺条件是底物浓度2％,酶添加量6％,降解体系初始pH 8.5,温度44℃;SH-1菌株降解海带的最佳工艺条件是底物浓度2.5％,接种量1.5％,降解体系初始pH 7.5,温度32℃.与菌解产物相比,酶解产物中海藻酸、总糖、还原糖含量分别提高141.8％、57.6％、150.5％,而褐藻多酚、甘露醇、甜菜碱含量分别下降35.3％、60.6％、62.6％,但菌解工艺的产率比酶解工艺高9.3％.细胞形态观察结果表明,海带原始细胞排列紧密,形状规则饱满,随菌解或酶解时间的延长,海带细胞可视面积变小,细胞之间的间距增大.降解24 h时,酶解海带细胞可视面积仅为菌解的77.2％.在盆栽试验中,中度干旱条件下 (土壤相对含水量50％),酶解液灌根处理的菜心生物量比菌解液处理提高13.7％;酶解液配施水溶肥 (NPK, N:P2O5:K2O=110:50:60) 处理的菜心生物量比菌解液配施NPK处理明显提高10.6％.淹水条件下 (淹水层深度2 cm),酶解液处理的菜心生物量比菌解液处理降低7.1％,但均显著高于对照处理;酶解液配施NPK处理的菜心生物量比菌解液配施NPK处理提高5.6％.盐胁迫条件下 (土壤中NaCl含量24 g/kg),海带酶解液处理的菜心生物量比菌解液处理有增加趋势,但增加不显著.[结论]海带酶解产物中海藻酸、总糖、还原糖含量高于菌解产物,而褐藻多酚、甘露醇、甜菜碱含量低于菌解产物.菌解海带的产率高于酶解海带的产率.逆境胁迫条件下,海带酶解液配施NPK处理的菜心生物量高于菌解液配施NPK处理,海带酶解液对农作物抗逆促生作用优于菌解产物.