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污水处理废水微藻提高植物生长调节剂产量的研究

摘要

这项工作的目的是开发一种有效的方法来检测和评估由蓝藻(项圈藻oryzae念珠藻属muscorum在BG11上栽培的0,以及绿藻(小球藻寻常的在处理过的污水废水(TSW)上结合对照培养基(BG11和BG11)进行培养0),不同浓度(100,75%和50%)。对小麦胚芽鞘长度和黄瓜子叶鲜重进行了吲哚乙酸(IAA)和苄基腺嘌呤(BA)的测定。此外,还在番茄和大豆愈伤组织上进行了藻提取物中IAA和BA的应用试验。的所得结果答:oryzaen muscorum提取物(生长在BG11上)0和100%污水介质),最佳的conc。与对照相比,IAA和BA处理的番茄外植体的茎长和叶数适中,根系萌发率较高。而二甲亚砜(DMSO)、IAA conc。以及IAA + BA conc。对分枝和叶片扩张无影响。的结果C. vulgaris(生长对BG11)的分析也表明,芽部叶数最多,根萌生率最高,没有分枝和叶膨大。另一方面,100% TSW的苗数、叶数适中,根系形成率较高。提取的答:oryzaen muscorum(生长在BG11上0)诱导大豆愈伤组织鲜重增加1.5倍,而100% TSW的效果较差。此外,提取c .寻常的(BG11)对大豆愈伤组织鲜重的增加效果中等,而在100% TSW上生长效果较差。

同行评审报告

介绍

在废水中培养藻类可能有助于减少甚至消除废物中的营养物质和重金属。这个系统可以利用废水,而不是每天被泵入海洋,污染海水。收获的藻类生物质有许多潜在的用途,包括生物燃料、鱼饲料和乙醇生产。藻类可以帮助消除废水中的有害化学物质,产生清洁的饮用水。经处理的废水(城市、工业或农业废水)上的微藻培养物可提供三级生物处理,同时产生潜在有价值的藻类生物量,可用于各种目的或用途[1]。

通过筛选程序发现了几种由蓝藻和微藻产生的生物活性化合物[2]。这些化学物质中有许多具有多种生物活性和化学结构,影响细胞内的许多生理和生化过程。这些化学物质被认为与藻类和细菌种群的调节和演替有关。这些化学物质应在逆境条件下合成,藻类生长速度低,并在适当的浓度下释放才能有效。

在20世纪60- 70年代,对各种藻类分类群中的植物激素进行了积极的研究。在此期间,从绿藻、褐藻和红藻中检测到许多具有激素活性的化合物。其中最有趣的是IAA, GA3.、异丙醇和月酸。藻类产生植物生长调节剂[pgr],类似于高等植物。蓝藻在其前体l -色氨酸的不同浓度下合成了不同数量的生长素[3.]。

许多研究都集中在微藻和巨藻滤液和提取物的重要性上,这些滤液和提取物可以添加到土壤中,也可以与组织培养基混合,甚至可以用作叶面喷雾。从褐藻中提取的海藻提取物的效果Durvillaea potatorumAscophyllum结节性对番茄植株和土壤的研究[456]。它们不仅对土壤有显著的有益作用,而且还能提高不同作物植物和蔬菜的形态、生理和生化参数[789]。海藻提取物含有促进生长的物质,如植物激素和其他生物刺激物,如氨基酸、维生素、宏量营养素和微量营养素。这些生物刺激剂可能对植物生长产生促进作用[10通过促进植物所有发育阶段(如种子发芽、植物幼苗生长直至收获)的水分吸收、根和芽的生长以及对胁迫的耐受性。较低的浓度对种子发芽或幼苗生长更有效[1112]。

植物生长调节剂在植物组织培养中起着非常重要的作用。它们在许多生长阶段都是至关重要的。此外,它们还有助于研究植物的形态、生化、细胞学和遗传事件[13]。生长素和细胞分裂素是植物组织培养中应用最广泛的pgr,通常同时添加。生长素与细胞分裂素的比例决定外植体发育的培养类型。较高的生长素浓度有利于根的形成,较高的细胞分裂素浓度有利于芽的再生,中等浓度的细胞分裂素浓度有利于愈伤组织的产生。所有这些事件都取决于外植体内部激素的数量。自发现以来,PTC对农业科学产生了重大而宝贵的影响,并构成了现代农业发展的重要工具[14]。

本研究旨在通过生物测定和组织培养应用技术,检测和评价在低水质(污水二次处理废水)上培养的几种微藻产生的植物生长调节剂,并证实其存在和活性。

材料与方法

藻样本

藻类种类和培养条件

两种蓝藻(项圈藻oryzae念珠藻属muscorum)的数据来自农业部土壤、水与环境研究所(SWERI)微生物系。研究中心(ARC)和一种绿藻(小球藻寻常的。)由埃及吉萨12,613号开罗大学科学系植物与微生物学系的Sanaa M. Shanab博士培养标本提供。

在液体BG11上培养和维持蓝藻种类0不含氮[15]用于蓝藻菌及BG11培养基[16对绿藻的影响。培养液在连续曝气(1.25 l/min)、明暗循环16:8 h、光照强度40µE/m条件下培养2/s, 25±1℃,30天。

废水来源

污水废水(SWW,城市)来自埃及吉萨Al-Eshreen的Zenain污水站。

废水分析

根据APHA对处理后的废水和BG11培养基的化学指标及参数进行分析[17],见表1

表1微藻培养用处理过的污水废水(TSW)化学特性与BG11培养基组成对比

污水处理

采用0.22µm超细纤维滤芯对污水进行灭菌,去除大颗粒和细菌。该废水随后被称为处理污水废水(TSW)。单独应用(100% TSW)和与BG11联合应用0或BG11(75,50%)来研究它们对藻类菌株的影响年代18]。的BG110或BG11培养基作为对照培养基(标准合成培养基)。藻类菌株在500 ml的Erlenmeyer烧瓶中生长,其中添加10%的藻类接种物。每个实验都进行三次,培养物在前面提到的条件下在照明培养箱中孵育。

pgr提取

根据El Akabawy等人描述的方法,将收获的藻类细胞干燥成粉末,用96%的甲醇提取19]。

在每个实验中,在指数期结束时收集藻类细胞,离心,烘箱干燥(50°C 24 h),并在96%甲醇中提取过夜。然后,甲醇部分过滤,剩余颗粒用40% (10 ml)冷甲醇重新提取3次。混合甲醇提取物在室温下黑暗蒸发。用无水乙酸乙酯(50 ml/次)调节残余水溶液pH至2.6残余水溶液倍。此外,乙酸乙酯部分被分离并在无水MgSO4上干燥。最后,将残留物溶解在4ml的绝对甲醇中。

植物的实验研究和田间研究

所有关于植物的实验研究和实地研究,包括植物材料(包括种子)的收集,都符合相关的机构、国家和国际准则和立法。

小麦胚芽组织伸长对生长素的响应

该方法是根据Nitsh和Nitsh [20.],其中:小麦(小麦.吉萨171来自埃及吉萨农业研究中心(ARC),用蒸馏水浸泡2小时。将浸泡后的稻谷在25℃的暗光下培养48 h,然后在25℃的暗光下切下顶端以下6 mm的切片,10个长度为6 mm的胚芽组织切片,在2.5 ml的蔗糖缓冲液pH 5中,加入2.5 ml被试样品的藻类粗提物和2.5 ml不同的IAA conc,孵育24 h。(108-10年−3M)为剂量响应曲线。小麦胚芽组织伸长以mm为单位测定。

黄瓜子叶鲜重细胞分裂素的生物测定

黄瓜籽(黄瓜。picoline F1-hybrid)购于德国超市),并在开罗大学理学院植物与微生物学系鉴定。种子在室温(25°C)潮湿滤纸上于5厘米培养皿中黑暗发芽4天。切除除叶柄组织外的子叶,测定其鲜重后,每个培养皿中放置4个子叶。子叶轴向朝下放置在纸上。在25±2℃、12/12 h光周期的培养箱中培养。在每个培养皿中分别取3 mL被试藻类粗提物,BA浓度分别为5、10、25、50和100 ppm,绘制剂量响应曲线。子叶生长是通过测定鲜重(以克为单位)的增加来测量的,Letham [21]。

高效液相色谱条件

标准激素样品(从Sigma-Aldrich购买)和藻类甲醇提取物采用高效液相色谱(HPLC)进行分析,条件与El Akbawy等人发表的条件相同19]。BG11上生长的藻类中IAA和BA的含量0或BG11(单独或联合)与TSW的剂量增长曲线和藻类激素的HPLC分析估计。

应用实验

稻瘟病菌c .寻常的选择在不同培养基上生长的藻类进行应用实验,通过高效液相色谱法分析藻类提取物中IAA和BA的存在。

以大豆愈伤组织和番茄植株为材料,进行苄基腺嘌呤(BA)和吲哚乙酸(IAA)的检测

应用的方法是由Miller [22Ran等人23]。

种子灭菌

大豆的种子(大豆l .简历。Giza 111)从Agriculture获得。

埃及吉萨研究中心(NRC)和番茄(Lycopersicon esculentusl .简历。赚钱机)是从美国购买的。这些植物种子在开罗大学理学院植物学与微生物学系鉴定。种子灭菌参照Elakbawy等人的方法。[19]。

种子的萌发

所有种子(大豆和番茄)分别在基础Murashige和Skoog培养基(MS)上离体萌发[24]。加入30 g/L蔗糖和100 mg/L肌醇,用0.8%琼脂固化。所有罐子在恒温(25±0.2ºC)、光周期(16 h暗/ 8 h明)的生长室内培养7 d。

大豆苗

以无菌培养的7日龄大豆幼苗为外植体,进行愈伤组织诱导。

大豆愈伤组织诱导

大豆愈伤组织培养是通过放置7日龄的不育子叶外植体(2-3 mm)开始的。将无菌培养的幼苗置于200 ml装有25 ml愈伤组织诱导培养基的螺旋盖玻璃瓶中。愈伤组织诱导培养基中MS添加0.5 mg/L BA、30 g/L蔗糖、100 mg/L肌醇和0.8%琼脂。每罐培养5个外植体(3个重复)。所有培养物在恒温(25±2℃)黑暗中培养2周。

大豆愈伤组织试验

将3片大豆愈伤组织移入每罐25 ml以0.8%琼脂固化的MS培养基中作为对照。采用不同浓度的BA(10、25和50 ppm)处理BG-11上生长的藻类0,BG11和TSW。每个处理用3个罐子表示(作为3个副本)。在25±0.2℃的黑暗环境下保存28天。数据以每瓶愈伤组织的新鲜质量测定。

番茄苗

无菌培养的番茄幼苗(14天龄)作为植株的来源。

番茄育苗试验

根据Elakbawy等人的描述,将番茄幼苗的顶芽切除并转移到含有不同添加剂的MS培养基上19]。

统计分析

对数据进行方差分析,在0.05水平上采用LSD (Least Significant Difference)检验比较平均值(p≤0.05),采用Snedecor和Cochran [25]。

结果与讨论

不同处理的生长速率

生长速率以干燥质量(mg / 10 ml样品)表示,然后以干重(gm/L)和光密度(OD)评估,蓝藻为550 nm,绿藻为660 nm。样品采集时间为30 d,间隔5 d。

数字1A表示所有的增长率小球藻寻常的处理方法与对照组相同。结果表明,生长速率具有较短的滞后阶段(第5天),然后是不同长度的对数阶段,此外还有较短的下降阶段。在对照培养基(BG11和TSW处理)中,从培养第1天开始,生长速度逐渐增加,直到达到最佳生物量生产力,然后生长下降。在不同的治疗中,效率最高的日子是不同的。c .寻常的对照培养基BG11在培养第25天达到最大生长速率(900 mg/L),是50% TSW在培养第50天达到的2倍。此外,治疗c .寻常的对照培养基(BG11)即使在培养第30天的衰退期(715 mg/L)也表现出绝对高的生产力。然而,c .寻常的在培养第50天,当添加100%和75%的TSW时,其生长速率分别为356和373 mg/L,见表2.同样,光密度法也表达了相同的趋势c .寻常的对照培养基BG11处理后,产量仍高于其他处理。

图1
图1

O.D550nm、O.D660nm和干燥wt(以g/L计)的生长速率一个小球藻寻常的b项圈藻oryzaec念珠藻属muscorum栽培在不同的圆锥上。处理后的污水废水(TSW)与BG11和BG110结合使用

表2在对照培养基(BG 11和BG11)上培养的藻类的最大生物量生产力(单位:mg/L)0)及经处理的污水

所有的增长率项圈藻oryzae对照培养基(BG11)0)出现了3个阶段(短滞后阶段、对数阶段和短下降阶段),如图所示。1B.可以清楚地看到,对照培养基(BG110),从第一个培养日开始,各处理生物量产量不断上升,直到达到最大生物量生产力(因处理而异),然后生长逐渐减弱。最佳生长率答:oryzae在对照培养基(培养第20天)上的培养值约为100% TSW (600 mg/L)处理时培养第25天记录值的0.67。此外,治疗答:oryzae与其他处理相比,施用100%天竺葵水(第30天)和对照培养基(第25天)的产量最高(400 mg/L),见表2.然而,在培养第15天,当添加50%和75%的TSW时,生长速度较低,分别为50和300 mg/L,低于对照培养基记录的最佳值。

所有的增长率念珠藻属muscorum处理和对照BG110表现在图中。1C.对照培养基(BG11)的生长速度0)和处理表现出类似的趋势,但随滞后天数、最大生产力和下降而变化。的最高生产力n muscorum如表所示2用对照培养基(BG11)处理,培养第20天达到约350 mg/L0)。而50% TSW处理的生长速率最低,为109 mg/L(培养第15天),约为对照培养基(350 mg/L)生长第20天的1/3。治疗n muscorum75% TSW和100%TSW分别占对照培养基最优产量的72%(第30天)和78%(第25天)。

结果显示,在蓝藻种类(答:选用&n muscorum),并将50%的总水排放量用作环保用途c .寻常的比对照组(BG11或BG11)高0)。这可能是由于与利用的合成培养基(BG11和BG11)相比,TSW中除了IAA、BA和NPK外,还含有丰富的宏、微量元素0)。

该结果与Wang等人报道的结果一致, (18他提到,一些微藻(如c .寻常的)能有效地适应各种污水(城市污水处理厂、MWTP),无滞后期。同样,Shalaby等人,[26[描述]n muscorum在几种类型的废水(污水、工业和农业)上种植时,适应良好。

表格1记录TSW和BG11的化学分析0这些媒体忽略了TSW刺激藻类较高生长速率的原因。TSW呈微酸性,BG11呈微酸性0Medium是中性的。TSW和BG11都有0培养基中钾的含量相等。TSW培养基的总氮量高于BG110.此外,TSW还含有大量的阴离子和酶和生化过程中必需的微量元素(Cu、Zn和Co)。BG11的硼、磷、铁、锰含量较高0媒介。

IAA的剂量响应曲线

表格3.记录了不同浓度IAA处理后小麦胚芽组织的伸长情况(108- 103结果表明,外源IAA浓度的增加导致小麦胚芽组织伸长逐渐增强,直至茎尖。105与对照(7.7 mm)相比,miaa的最大伸长率为8.9 mm,为70.6%。IAA conc的高程。(104, 103M)表现出抑制作用

表3吲哚乙酸(IAA)对小麦胚芽组织切片伸长的剂量反应曲线(单位:mm

用粗藻提取物替代外源IAA浓度答:oryzae在BG11上栽培0显示出明显的阳性结果,伸长率高于104M。

IAA(7.92, 12.9%),而两者的粗提物小球藻寻常的(栽培于BG11)和念珠藻属muscurum生长在BG11上0显示出负的结果,其延伸值近似等于10产生的延伸值4M IAA(7.5, -11.8%和7.6,-5.9%),见表3.

外源IAA对小麦胚芽组织切片(去除富含生长素的尖端后)的诱导伸长可以解释为:植物细胞壁由纤维素微原纤维与多糖混合组成,并包埋在半纤维素、果胶、蛋白质等成分中,通过氢键结合在一起,因此细胞壁刚性强,不易膨胀。因此,细胞壁的扩张需要改变其物理性质,其中生长素破坏纤维素微原纤维结构并放松与多糖的联系,特别是在其最佳conc时。生长素促进细胞壁酸化(根据酸性生长理论),刺激细胞质中的质膜泵送质子(H+)到细胞壁,诱导松动酶使纤维素微原纤维、多糖和氢键之间的交联松动,因此微原纤维位移并相互滑动,从而增加细胞壁的延展性和可塑性。然后键在新的位置重组,微原纤维受到刺激,诱导不可逆的细胞壁生长[27]。

BA的剂量反应曲线

表格4记录了外源添加BA浓度为5 ~ 100 ppm时黄瓜子叶的生长曲线。

表4新鲜黄瓜子叶苄基腺嘌呤(BA)的剂量反应曲线

结果表明,较低浓度的BA(5和10 ppm)诱导子叶鲜重逐渐增加,在最佳BA浓度下子叶鲜重达到最大值(0.123 g)。(25 ppm)与对照植物(0.127 g)相比。

BA conc标高。(50和100 ppm)相比,较低BA含量记录的生长抑制率为≈0.08 g。(5和10 ppm)。

外源性BA conc的置换。由粗藻提取物答:oryzae在BG11上栽培0)在0.24 ppm下可产生0.006 g黄瓜子叶鲜重。而粗藻提取物栽培的真菌在BG110结果表明,0.6 PPM和c .寻常的粗提取物(在BG11上培养)以0.017 ppm的浓度产生0.0002 g。

最佳控制。表中的IAA和BA3.4用于计算激素浓度。在用废水、BG11和BG11的应用实验中o媒体以及IAA + BA组合。

HPLC分析结果

在TSW(100%、75%和50%)、BG11和BG11中培养的被试藻类不同提取物中植物生长调节剂IAA和BA的分析0用高效液相色谱法测定培养基,见表5.分析表明,IAA含量在小球藻寻常的在50%和100% TSW和BG11(0.014和0.032 mg/g)组合培养基中培养的藻类,与仅BG11培养基(0.01 mg/g)培养的藻类相比,有显著提高。其他结果均较BG11培养基有所降低。100、75%和50%的TSW和BG11组合(0.695、0.005和0.033 mg/g)可显著提高BA含量。与BG11培养基相比,TSW 100%的IAA和BA含量最高。

表5 BG11上培养的蓝藻和绿藻中提取的pgr (mg/g)的HPLC分析0或BG11(作为对照)和TSW介质

所得结果不同项圈藻oryzaeTSW和BG11中培养的提取物0培养基显示,在BG11中培养的藻类中IAA和BA含量均有所增加0和TSW组合培养基(50%、75%和100%),与对照(BG110介质)。100% TSW的IAA含量最高,为0.051 mg/g,高于BG110培养基(0.003 mg/g)。但与使用BG11相比,50% TSW培养的藻类BA浓度最高,为0.044 mg/g0培养基(0.013 mg/g)。

的各种提取物的分析n muscorum结果表明,在TSW中培养的藻类IAA含量分别提高了50%、75%和100%,BG110组合胜过控制。在100%、50% TSW、BG11条件下,BA的含量均有提高0并在75%的TSW中下降。与BG11相比,100%TSW的IAA和BA含量最高0媒介。

这些结果表明,所研究的藻类在处理过的富含宏、微量营养物质的废水中所进行的非生物胁迫如表所示1,可以刺激藻类细胞诱导各种次生代谢产物,作为自卫。所得结果与Rodríguez-Meizoso等人的记录一致28他提到,当微藻面临压力和/或极端的自然环境条件时,它们会迅速适应新的生存条件。在这个过程中,它们诱导了新的生物活性次生代谢物,而这些代谢物在正常的非胁迫条件下是无法合成的。

番茄实验

离体的实验测试了不同生长素(IAA)和细胞分裂素(BA)浓度(单独和组合)的影响,以及被测藻类对这些激素的最佳含量及其在各种被测培养基(合成培养基和廉价培养基)上培养的粗提取物的影响。以MS和DMSO培养基为对照。影响主要集中在番茄植株的形态参数(茎长、叶片数量、叶片扩张、根系形成和分枝)上。

表格6和无花果。2透露,答:oryzae这表明,IAA在conc。与MS和DMSO培养基相比,1.8 ppm对茎长(6.850±1.588)的刺激最大。(0.5和2.5 ppm)和IAA + BA。无分枝枝条叶数最多(3.583±0.515),生根率最高。IAA含量高。(2.5 ppm)处理对叶片数量和茎长的影响显著高于低IAA处理。(0.5 ppm)。

的影响项圈藻oryzae粗提取物(生长在BG11上0和100% TSW)。乙酸(IAA)和苄基腺嘌呤(BA)在番茄植株上的作用(从剂量响应曲线得到)
图2
图2

syn. BA、IAA及IAA + BA混配对番茄外植体生长的影响。以及海藻提取物(生长在各种培养基上)具有最佳的conc。BA和IAA(来自剂量响应曲线)对番茄植株的影响

温和的浓缩的。外源激素(IAA + BA、1.8 + 25 ppm)对番茄外植体形态参数有显著的促进作用。类似的结果也被观察到答:oryzae在BG11上培养的提取物0提供0.5 IAA + 10 BA ppm。然而,较高的IAA + BA混合液有利于改善。(2.5 + 50 ppm)对所有形态参数的刺激作用较小。答:oryzae提取液(在BG11上培养)0与对照、DMSO、IAA等培养基相比,不影响分枝和叶片扩张,但促进了较高的根形成,且茎长和叶数适中。IAA + BA浓度。表格6和无花果。2揭示了粗提取物答:oryzae与最佳的conc。BA的茎长、叶数和根形成中等。

表格7和无花果。2结果表明,吲哚乙酸(1.8 ppm)的茎长(6.850±1.588)、叶片数(3.583±0.515)和根生率均高于对照和其他IAA对照。(0.5和2.5 ppm)和IAA + BA的组合浓度。n muscorum提取物(生长在BG11上)0100% TSW和100% TSW处理的番茄外植体茎长适中,叶片数量较多,根生率最高,BG11处理的根生率适中0媒介。粗提取物n muscorum补充最佳的conc。BA(生长在BG11上0和100% TSW)刺激中等枝长(4.892±0.470,4.833±0.597),低根生率和叶片数(3.250±0.754,3.083±0.669),表7和无花果。2

的影响念珠藻属muscorum粗提取物(生长在BG11上0和100% TSW)。乙酸(IAA)和苄基腺嘌呤(BA)在番茄植株上的作用(从剂量响应曲线得到)

的结果c .寻常的如表所示8和无花果。2结果表明,与其他处理相比,1.8 ppm吲哚乙酸(IAA)处理的茎长最大,分别为6.850±1.588和6.817±0.746。枝条叶数最高(3.583±0.515,3.833±0.389),生根率最高。而在100% TSW条件下,可获得中等枝长(5.050±0.585)、叶片数(3.750±0.965)和较高的生根率。两者的IAA值都较低。(0.5 ppm)及更高的浓度。(2.5 ppm)对茎长和叶数的影响小于其他处理。适量IAA + BA (1.8 + 2.5 ppm)对番茄外植体各形态参数均有促进作用。类似的结果也被观察到c .寻常的在0.5 IAA + 10 BA ppm的BG11培养基上培养。此外,据报道,施用粗提物可获得中等的芽长、叶片数和根形成c .寻常的表中100%纯水种植8和无花果。2

的影响小球藻寻常的粗提物(生长在BG11和100% TSW上)具有最佳的粗提物。乙酸(IAA)和苄基腺嘌呤(BA)在番茄植株上的作用(从剂量响应曲线得到)

大豆实验

表格9和无花果。3.展示了不同浓度细胞分裂素(BA)生物测定实验的应用。以及蓝藻物种粗提取物的效果答:oryzaen muscorum生长在BG11上0100% TSW培养基和绿藻小球藻寻常的在BG11和大豆愈伤组织鲜重的100% TSW上生长。基础MS培养基为对照。

表9不同藻类粗提物对大豆愈伤组织鲜重的影响(以gm计)
图3
图3

不同浓度的合成BA和藻类粗提物(生长在BG11和TSW培养基上)对大豆愈伤组织鲜重(g)的影响。

添加不同浓度BA后,对照植株愈伤组织质量均显著降低(-0.093 g)。BA浓度为25 ppm (2.8397 g)时,愈伤组织质量增加最多答:oryzaen muscorumBG11上生长后的提取物(含BA)0在BA含量为10 ~ 25 ppm的培养基上,愈伤组织鲜重增加1.5倍,而在BA含量> 10 ppm的100% TSW培养基上,愈伤组织鲜重增加效果较差。有关,c .寻常的结果表明,其提取物(含BA)在BG11(含BA 10 ~ 25 ppm)培养基上生长后,具有中等增重效果,但在100% TSW(含BA > 10 ppm)培养基上生长后,增重效果较差。

许多已发表的研究对商业海藻水滤液、微藻或蓝藻提取物的分析表明,它们不仅含有不同的植物生长激素(生长素、细胞分裂素和赤霉素),还含有多胺、甜菜碱、brasinosteroids,以及促进生长的微量、宏量营养素和维生素[2930.3132]。因此,它们被称为生物肥料或生物刺激剂,被广泛用作无毒、可生物降解和廉价的肥料,以取代有毒、昂贵的化学肥料。533]。

植物生长调节剂普遍用于促进许多经济作物和蔬菜的生长发育[911313234]。它们是自然产生的有机化合物,影响控制细胞分裂、胚胎发生的生理过程,以及植物繁殖过程中所涉及的顺序生长和分化过程[313536]。藻类和蓝藻滤液或提取物中内源产生的植物激素(尤其是IAA)与根促进、细胞伸长、分裂、组织分化以及对光和重力的响应有关[j]。3738]。细胞分裂素是由许多藻类和蓝藻产生的,在调节生长和形态发生中起着至关重要的作用。它诱导芽[39]、直接和间接的植物再生[40],诱导愈伤组织,不论外植体如何[9]以及通过改变IAA和细胞分裂素(关键激素)的施用量来促进愈伤组织的再生。

在应用实验中得到的结果与Suresh等人的结果一致,[34处理农作物的人(玉米五色,高粱双色)中添加异囊蓝藻滤液(0.2 ~ 0.5%),可促进籽粒幼苗生长。此外,使用类似的生物兴奋剂[3541]报道了种子发芽率和发芽植株的根、茎伸长的增加。此外,微藻提取物(普通小球藻、斜花萼小球藻、四角小球藻和葛罗菲小球藻)改善生菜苗质及数量[633],甜菜生长的早期阶段[36]和番茄[313242]。同时,海藻提取物和海藻商业滤液被Hashem等人广泛应用于油菜上, (5],在那里,它促进了生长,产量和减轻了盐胁迫的有害影响。它也适用于罗勒属santicum43)芸苔属植物对8],给番茄浇水[32]和种植植物[30.]。据许多研究者报道,海藻滤液和微藻提取物的刺激作用是由于生长素、细胞分裂素、赤霉素、多胺和甜菜碱等多种生长调节剂的存在以及不同的宏、微量营养物质[444546474849]。

结论

我们成功地检测和测定了由蓝藻(答:oryzaen muscorum)及绿藻(c .寻常的)的物种。生长在不同圆锥上的藻类提取物。处理后的废水与BG11或BG11结合0培养基对番茄植株的形态参数(茎长、分枝、叶片数和根系形成)和大豆愈伤组织鲜重有显著影响。藻类和蓝藻提取物含有激素、维生素、酶和许多微量和宏量营养素,可作为生物刺激素(或生物肥料)用于不同植物的生长和发育。

数据和材料的可用性

本研究中使用和分析的数据是应通讯作者的合理要求提供的。

参考文献

  1. 张建军,张建军,张建军,等。光合作用、氢氧化钠和石灰介导的磷酸钙沉淀处理城市污水中藻类的收获。藻类学报。2017;27:15 - 20。

    文章谷歌学者

  2. 李建军,李建军,李建军,等。小麦作物能量投入优化研究。能源管理。2004;45:453-65。

    文章谷歌学者

  3. 李春华,李春华,李春华,等。植物生长促进菌的筛选及其对小麦生长的影响[j] .浙江农业大学学报(自然科学版),2000。中国生物医学工程学报,2011;6(17):3988-93。

    谷歌学者

  4. Khan W, Rayirat VP, Subramanian S, Jithesh MN, Rayorath P, Hodges DM等。海藻提取物作为植物生长发育的生物刺激剂。植物生理学报,2009;28(2):396 - 396。

  5. Hashem HA, Masour HA, El-Khawas SA, Hassanein RA。海洋巨藻作为生物肥料提高甘蓝型油菜产量和耐盐性的潜力。农学。2019;9(146):1。

    谷歌学者

  6. 彭丽娟,李建平,李建平,等。四叶花椒提取物对生菜幼苗生长的生物刺激效应及生化响应。植物。2020;9(123):1-13。

    谷歌学者

  7. Vanil R, Haq AU, Agnihotri RK。植物生长调节剂对黄竹发芽和幼苗生长的影响。Res.J。农业科学,2010;1:233-6。

    谷歌学者

  8. 郑松,蒋军,何敏,邹松,王超。海带废弃物提取物对小白菜生长发育的影响。科学通报2016;6:38683。

    文章中科院谷歌学者

  9. 李建军,张建军,张建军,等。不同生长调节剂对甘蓝型油菜体外繁殖的影响[J] .植物生理学报,2018;35(5):571 - 576。

    中科院谷歌学者

  10. Shariatmadari Z, Riah H, Hashtroudi MS, And GAR, Aghashariatmadary Z.植物生长促进蓝藻及其在伊朗陆地栖息地的分布。土壤学报,2013;39(5):535 - 547。

    文章中科院谷歌学者

  11. 张建军,张建军,张建军,等。植物激素对芫花种子萌发和幼苗生长的影响[J] .植物生理学报,2014;17(4):596 - 596。

    文章中科院谷歌学者

  12. Sresh A, Soundararajan S, Elavarasi S, Lewis OF, Thajuddin N.两种异囊蓝藻促进粮食作物生长潜力的评价与表征。中国农业科学,2019;17(6):647 - 52。

    文章谷歌学者

  13. Alvarez I, Tomaro ML, Benavides MP。NaCl处理向日葵愈伤组织中多胺、脯氨酸和乙烯含量的变化植物学报。2003;44(4):591 - 591。

    文章中科院谷歌学者

  14. Twaij BM, Jazar ZH, Hasan MN(2020):组织培养的使用趋势,应用和未来方面。国际植物生物学杂志11(1)https://doi.org/10.4081/pb.2020.8385

  15. 李建军,刘建军,刘建军,刘建军,刘建军,刘建军,刘建军,刘建军。J微生物学。1979; 111:1 - 61。

    谷歌学者

  16. 李建军,李建军,李建军,等。单细胞蓝绿藻的分离纯化及性能研究。细菌酵素培养基配方。1971; 35:171 - 205。

    文章中科院谷歌学者

  17. APHA。水和废水检验标准方法。第19版。华盛顿特区:美国公共卫生协会;1998.ISBN: 0-8-553060-5。

  18. 王玲,闵敏,李毅,陈鹏,陈毅,刘毅,王毅,阮嵘。绿藻的培养小球藻sp。在城市污水处理厂的不同废水中。中国生物医学工程学报,2010;32(4):1174 - 1186。

    文章中科院谷歌学者

  19. Elakbawy WM, Shanab SM, Shalaby EA, Hafez RM。微藻生物量的植物生长调节剂及其对油菜和番茄幼苗遗传保真度的影响。生物质转化与生物炼制。2021。https://doi.org/10.1007/s13399-021-02097-2

    文章谷歌学者

  20. nish JP, Nitsh C.胚芽组织和第一节间组织生长的研究。一种新的,灵敏的,直接生长的生长素测试。植物生理学。1956;31:94-111。

    文章谷歌学者

  21. Letham DS。植物组织中细胞分裂的调节因子在植物进化中的作用。植物学报。1971;23:17。

    谷歌学者

  22. 促进细胞分裂的玉米素及其衍生物化合物的自然发生的证据。美国科学促进会。1965; 54:1052-8。

    文章中科院谷歌学者

  23. J ., J ., M ., J ., J ., J .。一品系对油菜幼苗生长的促进作用假单胞菌putida在非生物条件下。中华微生物学杂志。1987;33(5):390-5。

    文章谷歌学者

  24. 王晓明,王晓明,王晓明,等。烟草组织培养快速生长培养基的研究进展。植物物理学报。1962;15:473-97。

    中科院谷歌学者

  25. 史尼德格,柯克兰W.统计方法。爱荷华:爱荷华州立大学出版社;1982.p。511。

    谷歌学者

  26. Shalaby EA, Atta MB, Sleem IA, Mohamed MA, El-Shemy HA。在各种廉价培养基中培养的念珠菌水提取物的细胞毒性、抗氧化和抗病毒潜力。环境科学,2018;8(1):1 - 13。

  27. Andreae WA, Van Ysseltein MW。3-吲哚乙酸代谢的研究。豌豆根和上胚轴对3-吲哚乙酸的吸收和代谢。植物生理学。1960;35:225-32。

    文章中科院谷歌学者

  28. Rodríguez-Meizoso I, Jaime L, Santoyo S, Señoráns FJ, Cifuentes A, Ibáñez E.雨红球菌微藻亚临界水提取及活性物质的表征。中华生物医学杂志,2010;31(2):456 - 463。https://doi.org/10.1016/j.jpba.2009.03.014

    文章中科院PubMed谷歌学者

  29. Anisimov MM, Skriptsova AV, Chaikina EL, Khykov AG。海藻水提物对鸭小麦幼苗根系生长的影响。IIRRAS。2013年,16(2):282 - 87。

  30. Chitra G, Sreeja PS.海藻液肥对海藻生长和产量影响的比较研究翅状辐射(L.).没有商业海藻产品。植物学报,2017;13:21-9。

    谷歌学者

  31. Elgubbi H, Zrmoh M, Alzarride A, Adam M, El-zaidy M. Cladophoropsis gerloffii叶片提取物对番茄(Solanum lycopersicum L.) var. peto 111植株生长和产量的影响。生物医学工程学报,2019;14(1):60-67。

  32. Oancea F, Velea S, Falu V, Mincea C, Ilie L.微藻生物刺激素及其对水分胁迫番茄植株的影响。罗马尼亚植物保护杂志。2013; 6:104-17。

    谷歌学者

  33. Kopta T, Pavlikova M, Sekara A, Pokluda R, Marsalek B.细菌-藻类生物刺激素对生菜产量和内在品质的影响(芥蓝(lacuca sativa L.)春夏作物。不是Bot Horti农业机器人。2018;46:615-21。

    文章中科院谷歌学者

  34. Suresh A, Soundararajan S, Elavarasi S, Lewis Oscar F, Thajuddin N.两种异囊蓝藻促进粮食作物生长潜力的评价与表征。生物催化与农业,2019;17(6):647 - 52。

    文章谷歌学者

  35. Anwar W, Aziz T, Naveed F, Sahi ST.短交叶面施用2,4二氯苯氧乙酸对番茄生长和产量的影响。土壤与环境,2010;29:77-81。

    中科院谷歌学者

  36. 刘建军,刘建军,刘建军,等。微藻提取物诱导甜菜根形态和分子响应中国生物医学工程学报,2018;30(3):1061 - 71。

  37. bopathi T, Balamurugan V, Gopinath S, Sundaracaman M.红树林蓝藻生产IAA的特性Phormidium sp。M1405019及其对烟草种子萌发和器官发生的影响植物学报,2013;32(2):758 - 766。

    文章中科院谷歌学者

  38. 胡赛因,卡西纳杜尼,阿里奥利,等。海藻提取物对番茄植株生长、生产力和土壤的影响。应用物理学报。2011。https://doi.org/10.1007/s10811-021-02387-2

    文章谷歌学者

  39. 《激素作为生物调节剂的思考》。In: Hoad GV, Lenton JR, Jackson MB, Atkins RK,编辑。激素在植物发育中的作用。巴特沃斯,伦敦,博森德班,新加坡,悉尼,阿托托,惠灵顿:批判性评价;1987.3日- 15日页。

  40. Burbulis N, blinsbiene A, Kupriene R, Jaytiene V, Rugienins R, Staniene G.甘蓝型油菜茎段和下胚轴离体再生的研究。Zemdirbyste-Agriculture。2009, 96(3): 176 - 85。

  41. Gayathri M, Shunmugam S, Thajuddin N, muralitharan G.蓝藻生物量湿提物(BWE)中植物激素和游离挥发性脂肪酸促进植物生长。藻类学报,2017;26:56-64。

    文章谷歌学者

  42. Barone V, Puglisi I, Fragala F, Lo Prero AR, Geirffaida F, Baglieri A.番茄水培系统微藻培养新工艺。应用生理学杂志,2019;31(1):465 - 70。

    文章中科院谷歌学者

  43. Uthirapandi V, Suriya S, Bamibalagan P, Eswaran S, Ramya SS, Vijayanand and Kathiresan D.海藻液体提取物对巨藻生长和生化参数的影响。植物生药学杂志,2018;7(3):3528-32。

  44. Craft CA, Hiltz DA。韩金斯,麦金农,等。藤蔓和海藻产品中植物生长激素的检测。第12届海洋天然产物国际研讨会论文集,新西兰皇后镇,口头海报摘要,Po74-OR。2007.

  45. 王志强,王志强,王志强,等。巨藻细胞分裂素的研究进展。植物学报。2003;41(1):13 - 24。

  46. Stirk WA, ς rd ς V, Novak O, Rolcik j, Strnad M, Patimt B, Staden j .生长素与细胞分裂素的关系。[J] .心理学报,2013;49(4):459 - 467。

  47. 潘福思,刘建军,陈建军,等。大斑斑蝽多胺的季节变化。植物学报。2012;55:539-54。

  48. Mackinnon SA, Craft CA, hill D, Ugarte R.甜菜素分析方法的改进Ascophyllum结节性以及它的商业海藻提取物。应用生理学杂志,2010;22:489-94。

    文章谷歌学者

  49. 王晓明,王晓明,王晓明,等。微藻生物活性及其对植物生长的调节作用。生物质转化与生物炼制。2021。https://doi.org/10.1007/s13399-021-01610-x

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杨晓明,杨晓明,杨晓明,等。污水处理废水中微藻对植物生长调节剂产量的影响。BMC Plant Biol22, 377(2022)。https://doi.org/10.1186/s12870-022-03764-w

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