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低磷对化感水稻根际微生物多样性的影响

作　者: 陈良生
导　师: 林瑞余
学　校: 福建农林大学
专　业: 草业科学
关键词: 水稻(Oryza sativa) 低磷胁迫化感 BIOLOG T-RFLP
分类号: S451
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

以化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont(均引自美国)为供体,以无芒稗(Echinochloa crusgalli L.)为受体,通过生物测试及BIOLOG生态板、末端限制性片段长度多态性分析技术,研究了不同磷素条件下不同水稻化感潜力变化及其与根际微生物间的关系。主要结果表明如下:(1)低磷胁迫下,化感水稻PI312777化感抑制草潜力增强,且显著高于非化感水稻Lemont。表现在正常磷素条件下,化感水稻对稗草根长、株高、干重的抑制率分别为44.05%、29.32%、33.33%,非化感水稻则分别为13.43%、7.96%、0.78%;低磷条件下化感水稻对稗草根长、株高、干重的抑制率则分别为56.51%、38.49%、43.14%,非化感水稻则分别为8.59%、5.59%、7.84%(2)微生物区系分析结果显示,低磷条件下,化感水稻PI312777培养液中细菌与真菌的数量显著升高,分别由3.56×103上升至5.19×103CFU/mL、1.24×101上升至2.31×101 CFU/mL,非化感水稻Lemont变化不显著。(3)BIOLOG分析表明,低磷条件下,与非化感水稻Lemont相比,化感水稻PI312777可显著促进培养液中以酚酸及羧酸类物质为碳源的微生物生长。主成分分析表明,与碳源利用相关的主成分1、主成分2、主成分3可分别解释变量方差的62.436%、32.710%、4.852%。主成分与碳源相关性分析结果表明,在主成分分离中起主要贡献作用的是酚酸类、羧酸类碳源。微生物与化感潜力相关性分析结果显示,化感水稻化感作用潜力增强与培养液中细菌的数量呈显著正相关,而细菌数量变化与以酚酸类物质为碳源的微生物数量变化呈显著正相关。(4)T-RFLP分析显示,低磷处理下化感水稻PI312777水培液中的微生物种类和数量比正常磷处理的多。进一步分析微生物种类与化感潜力的关系表明,与化感潜力显著相关的17个微生物(T-RFs)均来自化感水稻PI312777,其中有10个微生物在低磷胁迫下,其数量显著高于正常磷素处理。微生物检测结果表明,共检测到21种微生物,其中10种为病原菌。可见,低磷诱导后化感水稻PI312777化感抑草潜力增强不仅以分泌次生代谢物-酚酸类物质来抑制伴生杂草的生长,同时其可通过次生代谢物的富集诱导相应病原菌的产生抑制伴生杂草生长。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
1 前言  10-21
  1.1 水稻化感作用研究的意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-19
    1.2.1 水稻化感种质资源的筛选  11-12
    1.2.2 水稻化感作用的遗传与育种  12-14
    1.2.3 水稻化感物质的分离鉴定  14-15
    1.2.4 水稻化感作用的分子生物学研究  15-16
    1.2.5 水稻化感作用的根际生物学研究  16-19
      1.2.5.1 BIOLOG 的基本原理与优势  17-18
      1.2.5.2 T-RFLP 的基本原理与特点  18-19
      1.2.5.3 T-RFLP 技术在研究微生物多样性中的应用  19
  1.3 本研究的目的意义与主要内容  19-21
2 材料与方法  21-25
  2.1 实验材料  21
  2.2 水稻种植  21-23
  2.3 水稻化感潜力评价  23
  2.4 可培养细菌与真菌群落数量测定  23
  2.5 微生物功能多样性的BIOLOG ECO 测定  23
  2.6 水培溶液微生物DNA 提取  23-24
  2.7 PCR 的扩增和酶切  24
  2.8 毛细管电泳与测序分析  24
  2.9 数据分析  24-25
3 结果与分析  25-40
  3.1 低磷胁迫下不同化感潜力水稻对稗草形态影响分析  25-26
    3.1.1 低磷胁迫下不同化感潜力水稻对稗草根长影响分析  25
    3.1.2 低磷胁迫下不同化感潜力水稻对稗草株高影响分析  25
    3.1.3 低磷胁迫下不同化感潜力水稻对稗草生物量影响分析  25-26
  3.2 细菌、真菌群落数量分析  26-27
  3.3 微生物功能多样性的BIOLOG 分析  27-33
    3.3.1 微生物碳源利用率的AWCD 值分析  27
    3.3.2 主成分分析  27-31
    3.3.3 微生物碳源利用方式与化感潜力的关系  31-33
  3.4 微生物多样性的T-RFLP分析  33-40
    3.4.1 T-RFLP图谱分析  33-34
    3.4.2 主成分分析  34-35
    3.4.3 相关性分析  35-37
    3.4.4 微生物T-RFs 丰度变化分析  37
    3.4.5 系统分类及功能鉴定分析  37-38
    3.4.6 系统发育树构建  38-40
4 讨论  40-43
参考文献  43-48
致谢  48

低磷对化感水稻根际微生物多样性的影响

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