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丛枝菌根对旱作水稻/西瓜间作系统中西瓜枯萎病的影响

作　者: 赵第锟
导　师: 徐国华；任丽轩
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物营养学
关键词: 旱作水稻西瓜间作丛枝菌根真菌西瓜枯萎病菌丝桥
分类号: S436.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

西瓜是人们喜爱的常年水果,我国消费量大,种植规模大。由于耕地资源限制等原因,西瓜需要连作种植,但连作种植极易导致西瓜枯萎病的发生,使西瓜产量降低、品质下降,瓜农经济效益严重受损。其致病菌是西瓜专化型尖孢镰刀菌。已有研究表明,与旱作水稻间作或接种丛枝菌根真菌(简称AMF)两种农业生产措施都能抑制西瓜枯萎病的发生。两种方法相结合用于西瓜种植尚未报道,本研究将探讨在旱作水稻/西瓜间作系统中接种AMF对西瓜连作枯萎病的影响,试图找到效果更佳的克服西瓜连作枯萎病的生物防治措施,研究结果如下：1.采用盆栽试验方法,研究旱作水稻单作和旱作水稻/西瓜间作条件下不同AMF对旱作水稻侵染状况的影响。选用球囊霉属的明球囊霉(Glomus clarum Nicolson & Schenck,简写G.cl)和幼套球囊霉(Glomus etunicatum Becker & Gerdemann,简写0.e),结果表明：无论在单作还是与西瓜间作条件下,G.e对旱作水稻的侵染率和侵染强度都显著高于G.cl对旱作水稻的侵染。与单作相比,旱作水稻/西瓜间作时显著提高了G.e和G.cl对水稻的菌根侵染率和侵染强度。在旱作水稻单作时,G.e显著提高水稻干重,而G.cl则显著降低水稻干重,而且在旱作水稻/西瓜间作条件下,G.e和G.cl对水稻干物质积累的影响有着相同的趋势。所以选择G.e作为下一步试验的菌种。2.采用中间隔网的根箱培养方法,研究了旱作水稻或/和西瓜接种G.e或根内球囊霉(Glomus intraradices Becker & Gerdemann,简称G.i),在旱作水稻和西瓜之间形成菌丝桥,并诱导水稻磷酸盐转运蛋白OsPT11的表达及其对植物磷吸收的影响。结果表明：(1)两侧都没有接种AMF时,旱作水稻和西瓜根系均不形成菌根,水稻根系的磷酸盐转运蛋白OsPT11也不表达。(2)西瓜侧接种AMF时,西瓜与水稻间形成的菌丝桥引起水稻菌根形成,并诱导水稻根系磷酸盐转运蛋白OsPT11表达。(3)菌丝桥侵染和直接接种侵染对旱作水稻和西瓜丛枝菌根的形成能达到相同的效果,旱作水稻和西瓜的菌根侵染率分别为80%以上和70%以上。(4)在旱作水稻/西瓜间作系统中,当接种G.e时,水稻和西瓜根际有效磷含量显著高于对照处理,水稻地上部全磷含量降低,而西瓜地上部全磷含量升高。(5)土壤培养接种G.e和石英砂培养接种G.i都能在旱作水稻和西瓜之间形成菌丝桥,而且通过菌丝桥侵染和直接接种侵染,对水稻形成菌根具有相同的效果。3.采用盆栽试验,研究G.e和G.i抑制西瓜枯萎病的效果。结果表明：G.e和G.i都侵染西瓜根系形成菌根,且菌根侵染率均大于90%,根系的侵染强度均在50%左右。G.e显著提高西瓜的生物量,降低西瓜根际尖孢镰刀菌和真菌数量,但显著提高西瓜根际细菌、放线菌和总微生物的数量,从而降低西瓜枯萎病的发病率和病情指数。但不能消除尖孢镰刀菌对西瓜生物量、根际细菌和总微生物数量的影响。接种G.i对西瓜根际尖孢镰刀菌、细菌、真菌和放线菌的数量、西瓜枯萎病的发病率和病情指数均没有显著影响,但提高了西瓜根际总微生物的数量。不同种类的AMF对西瓜生长、西瓜枯萎病和西瓜根际微生物的影响不同,接种G.e能减轻、但很少能消除尖孢镰刀菌对西瓜的抑制作用或对西瓜健康的不良影响。4.G.e和G.i对旱作水稻/西瓜间作系统中西瓜枯萎病的影响试验表明：G.e和G.i对旱作水稻菌根侵染率相近,均大于70%,菌根侵染强度均在30%左右；对西瓜菌根侵染率相近,均大于80%,菌根侵染强度均在30%左右,两种AMF均能很好的侵染旱作水稻和西瓜根系,使二者间形成菌丝桥。G.e和G.i对根际西瓜专化型尖孢镰刀菌和真菌均有显著的抑制作用,显著提高西瓜根际细菌、放线菌和总微生物的数量,降低西瓜枯萎病的发病率和病情指数。不同AMF的种类对西瓜生长、西瓜枯萎病和西瓜根际微生物的影响效果相同,接种AMF不能减轻尖孢镰刀菌对西瓜生物量的抑制作用、但能有效降低西瓜枯萎病的发病率和病情指数,而且能消除西瓜专化型尖孢镰刀菌对西瓜根际微生物的影响。

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摘要 7-9ABSTRACT 9-12第一章文献综述 12-26 1.1 西瓜连作障碍 12-16 1.1.1 西瓜连作障碍及其产生原因 12-13 1.1.2 西瓜枯萎病的症状和发生条件 13-14 1.1.3 西瓜枯萎病的防治 14-16 1.2 间作生理生态效应 16-18 1.2.1 间作对地上部的生理生态效应 16-17 1.2.2 间作对地下部的生理生态效应 17-18 1.3 丛枝菌根及其生理作用 18-22 1.3.1 丛枝菌根 18 1.3.2 菌根的生理作用 18-21 1.3.3 菌丝桥的作用 21-22 1.4 西瓜旱作水稻间作抑制西瓜连作枯萎病 22-23 1.4.1 西瓜旱作水稻间作对西瓜枯萎病的影响 22 1.4.2 丛枝菌根缓解西瓜连作枯萎病的发生 22-23 1.5 研究意义 23-24 1.6 研究内容 24-25 1.7 技术路线 25-26第二章不同丛枝菌根真菌对单作/间作水稻的菌根效应 26-32 2.1 材料与方法 26-28 2.2 结果与分析 28-29 2.2.1 不同AMF对单作和与西瓜间作旱作水稻生长的影响 28 2.2.2 不同AMF对单作和与西瓜间作旱作水稻侵染的影响 28-29 2.3 讨论 29-30 2.4 小结 30-32第三章旱作水稻西瓜间菌丝桥的形成及对磷吸收的影响 32-44 3.1 材料与方法 32-36 3.2 结果与分析 36-42 3.2.1 不同AMF对旱作水稻和西瓜生物量的影响 36-37 3.2.2 AMF对旱作水稻和西瓜菌根形成的影响 37-40 3.2.3 菌丝桥侵染水稻根系诱导磷转运蛋白OsPT11的表达 40 3.2.4 AMF对旱作水稻和西瓜磷含量的影响 40-41 3.2.5 AMF对旱作水稻和西瓜根际有效磷含量的影响 41-42 3.3 讨论 42-43 3.4 小结 43-44第四章不同丛枝菌根真菌对单作西瓜枯萎病的影响 44-52 4.1 材料与方法 45-47 4.2 结果与分析 47-50 4.2.1 不同AMF对西瓜生物量和蔓长的影响 47-48 4.2.2 不同AMF对西瓜根系的侵染状况 48 4.2.3 不同AMF对西瓜枯萎病的抑制效果 48-49 4.2.4 不同AMF对西瓜根际尖孢镰刀菌数量的影响 49 4.2.5 不同AMF对西瓜根际微生物区系的影响 49-50 4.3 讨论 50-51 4.4 小结 51-52第五章旱作水稻/西瓜间作系统中不同丛枝菌根真菌对西瓜枯萎病的影响 52-62 5.1 材料与方法 52-55 5.2 结果与分析 55-59 5.2.1 旱作水稻/西瓜间作系统中不同AMF对西瓜生长的影响 55-56 5.2.2 旱作水稻/西瓜间作系统中不同AMF对西瓜根的侵染状况 56 5.2.3 旱作水稻/西瓜间作系统中不同AMF对西瓜枯萎病的影响 56-57 5.2.4 间作系统中不同AMF对西瓜根际尖孢镰刀菌数量的影响 57 5.2.5 间作系统中不同AMF对西瓜根际微生物区系的影响 57-59 5.3 讨论 59-60 5.4 小结 60-62第六章全文结论 62-64创新点 64-66参考文献 66-78致谢 78-80硕士在读期间发表论文和待发表论文 80

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