隨著資源環(huán)境問(wèn)題的不斷加劇,許多學(xué)者開(kāi)始從植物-微生物互作關(guān)系中探尋實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色安全可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。根際是植物-土壤-微生物交互作用的熱區(qū),根際微生物作為其中最活躍的參與者,與植物的生長(zhǎng)發(fā)育、養(yǎng)分吸收以及生物和非生物抗性密切相關(guān)。植物-微生物互作涉及廣泛的信號(hào)傳導(dǎo),揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)作為其中一種特殊的信號(hào)物質(zhì),在根際互作中起著重要調(diào)節(jié)作用,具有廣泛的農(nóng)業(yè)應(yīng)用前景。本課題分別利用我國(guó)山東德州(DZ)、河北淶水(LS)、河北曲陽(yáng)(XL)、江西南昌(NC)、河南孟津(MJ)、河南商丘(SQ)等6個(gè)地區(qū)的旱地耕層土壤和接種不同微生物群落的滅菌潮土進(jìn)行玉米盆栽試驗(yàn),通過(guò)頂空固相微萃取聯(lián)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和高通量測(cè)序技術(shù)等,分析比較了不同土壤玉米根際微生物群落特征及揮發(fā)性有機(jī)物組成,并試圖從土壤酶活性、根系植物激素和揮發(fā)性有機(jī)物等多個(gè)角度闡釋根際微生物群落對(duì)作物生長(zhǎng)的影響及作用途徑。研究結(jié)果如下:1、從6種土壤中共檢測(cè)出44種VOCs,主要是烷烴、烯烴、酯類(lèi)、胺類(lèi)、有機(jī)酸和芳香類(lèi)化合物,其中多種化合物與植物或微生物的生長(zhǎng)代謝密切相關(guān),胺類(lèi)化合物N-Benzyl-N-ethyl-pisopropylbenzamide和D-2-Bromolysergic acid diethylamide在6種土壤中均被檢出,占總量的54.2%;其次是烷烴和烯烴,分別占總量的31.1%和7.6%。NC釋放的VOCs在數(shù)量和豐富度上均顯著高于其他處理,主要成分是烷烴和烯烴類(lèi)化合物;從XL中檢出了6種特有的有機(jī)酸和酯類(lèi)化合物。供試6種土壤中,SQ和XL的細(xì)菌數(shù)量較高,NC的真菌數(shù)量較高,但NC的細(xì)菌數(shù)量、豐富度和多樣性均顯著低于其他土壤。6種土壤中的主要細(xì)菌依次為T(mén)haumarchaeota、Actinobacteria、Proteobacteria、Chloroflexi、Acidobacteria、Firmicutes和Unclassified,占總細(xì)菌群落的92.1%;主要真菌依次為Ascomycota、Basidiomycota和Chytridiomycota,占總真菌群落的98.3%。綠彎菌門(mén)僅在NC中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),而NC中奇古菌門(mén)和變形菌門(mén)顯著少于其他處理;子囊菌門(mén)在6種土壤中均為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)真菌門(mén)。玉米根際釋放的VOCs數(shù)量和豐富度與pH、硝態(tài)氮、細(xì)菌多樣性和真菌多樣性顯著負(fù)相關(guān)(P0.05),與銨態(tài)氮和真菌數(shù)量極顯著正相關(guān)(P0.01);與Thaumarchaeota、Proteobacteria和Acidobacteria的群落相對(duì)豐度顯著負(fù)相關(guān)(P0.05),與Chloroflexi的群落相對(duì)豐度極顯著正相關(guān)(P0.01),但是與主要真菌的群落相對(duì)豐度相關(guān)性不顯著。2、在土壤類(lèi)型、初始微生物群落和植物根系的影響下,土壤微生物會(huì)在玉米根際聚集形成以Proteobacteria、Bacteroidetes、Acidobacteria、Firmicutes、Chloroflexi、Actinobacteria、Planctomycetes、Verrucomicrobia和Ascomycota為主的根際微生物群落,并且顯著影響玉米生長(zhǎng),根際細(xì)菌和真菌數(shù)量、細(xì)菌和真菌群落多樣性、細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)與組成均在不同程度上對(duì)玉米生長(zhǎng)及玉米植株養(yǎng)分積累產(chǎn)生影響。根際細(xì)菌豐度、細(xì)菌和真菌群落多樣性與亮氨酸氨肽酶和酸性磷酸酶活性呈顯著正相關(guān)關(guān)系,Proteobacteria、Acidobacteria和Thaumarchaeota與土壤酶活性也表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。本研究通過(guò)超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)從玉米根系中檢測(cè)到了19種不同種類(lèi)的植物激素,含量高于1ng/g的依次是JA、IAA、ABA、SA、ICA和CZ,其中14種激素含量與根際微生物群落多樣性或種群豐度存在顯著相關(guān)性。從玉米根際土壤檢測(cè)到的89種VOCs中,相對(duì)豐度大于1%的有19種,其中有17種VOCs與根際微生物群落多樣性或種群豐度存在顯著相關(guān)性。除了直接影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收外,根際微生物還可能通過(guò)提高土壤酶活性、直接或間接地調(diào)控作物根系中不同植物激素含量和土壤VOCs的產(chǎn)生與釋放來(lái)影響作物生長(zhǎng)。但是由于作物根際環(huán)境十分復(fù)雜,各種作用途徑的相互關(guān)系及分子機(jī)理還有待深入研究。
【學(xué)位單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S154.3
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

位論文 實(shí)施供試土壤取回后過(guò) 2 mm 篩，剔除雜質(zhì)，混合均勻。用無(wú)壤設(shè) 5 個(gè)重復(fù)，統(tǒng)一添加足量養(yǎng)分（N 150 mg/kg，P2O5/kg，微量元素 5 mg/kg），調(diào)節(jié)含水量至最大田間持水量，充分混勻，在室溫下培養(yǎng) 30 d，使土壤微生物群落恢復(fù)擇質(zhì)量相近、外形相似的玉米種子，用 30%雙氧水浸泡 ，然后平鋪于無(wú)菌玻璃培養(yǎng)皿中，在 30℃培養(yǎng)箱中避光催盛有培養(yǎng)土的塑料袋直接放入盆中。種子萌發(fā)后，每盆種苗，最終每盆保留 2 株長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的幼苗。盆栽試驗(yàn)并且定期隨機(jī)調(diào)換盆的位置。

士學(xué)位論文 第二章 表 2.2 試驗(yàn)二供試抗生素Table 2.2 Antibiotics for the second experiment名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 英文簡(jiǎn)稱(chēng) 類(lèi)別 G+ G- 多粘菌素 B Polymyxin B POL 多肽類(lèi) ×氨曲南 Aztreonam AZT β-內(nèi)酰胺類(lèi) ×達(dá)托霉素 Daptomycin DAP 多肽類(lèi) ×萬(wàn)古霉素 Vancomycin VAN 多肽類(lèi) ×環(huán)丙沙星 Ciprofloxacin CIP 喹諾酮類(lèi) × ×利福平 Rifampicin RIF 利福霉素類(lèi) × ×制霉菌素 Nystatin NYS 抗真菌類(lèi) 放線菌酮 Cycloheximide CYC 抗真菌類(lèi)
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本文編號(hào)：2853436