微藻与农业（五）

1.微藻作为生长调节剂

        研究表明很多微藻可以产生植物激素, 而且高等植物的激素生物合成路径起源于古代微藻。蓝藻产生的植物激素主要是生长素和细胞分裂素, 这两类物质在植物细胞中的功能和代谢已经基本清楚。Žižková 等分析了20种微藻的内源性细胞分裂素和生长素, 结果表明两者的代谢和活性调控路径复杂,与维管束植物差异明显。关于固氮蓝藻产植物激素的能力及其在农业上的应用已经有不少研究报道, 比较多的研究关注的是生长素, 特别是吲哚乙酸 (IAA)。

2.理论依据

        Mazhar等研究也发现从农田土壤分离到的4种固氮蓝藻可以产生生长素。同时, 在水培生长系统中, 固氮蓝藻可以促进小麦的营养生长。小麦的内源生长素含量与固氮蓝藻产生的外源性生长素产量显著正相关。当与植物共存时, 固氮蓝藻产生更多的内源和外源生长素。因此, 固氮蓝藻可以直接在田间作为生物肥料和生物调节剂使用。

        藻可定殖于水稻和小麦根部促进植株生长, 同时藻-植物处理诱导了 ipdC 基因的表达。在细胞分裂素方面,Hussain等发现从水稻根部分离的内共生念珠藻能累积和释放细胞分裂素。敲除其合成限速酶—异戊烯基转移酶基因后, 突变株玉米素急剧下降(80%), 在水稻和小麦根部的定殖能力也显著降低。这说明细胞分裂素合成是内共生念珠藻在植物根部定殖和产生促生作用的手段之一。另外, Frébortová等研究发现念珠藻 的内源细胞分裂素合成受到光照的影响: 在暗期生长中被激活, 从而使光期开始时细胞分裂素含 量增加。细胞分裂素代谢物组成和含量随时间和光照的变化表明该藻对细胞分裂素的代谢方式与植物存在一定差异。

3.水稻增产

        黎尚豪的研究表明，接种固氮蓝藻后水稻平均增产超过15%，最高达33%。大田研究方面, Renuka发现施用含微藻的配方肥显著增加了小麦根、芽和谷粒的氮、磷和钾含量。在收获阶段，植株干重提高了7.4%~33.0%，穗重提高了10%，与常规施肥相比，千粒重增加了5.%~8.0%。

4.小白菜促生长

        在小白菜中加入鱼腥藻进行实验，结果表明，鱼腥藻不仅能促进种子发芽，还可以促进根茎叶的生长。