基于高通量测序的马铃薯沟垄覆膜连作土壤微生物多样性分析

发布时间：2017-09-17 12:41

  本文关键词：基于高通量测序的马铃薯沟垄覆膜连作土壤微生物多样性分析

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【摘要】：马铃薯是甘肃省主要的经济作物,为农民增收的战略性主导产业,但由于土地面积有限及种植作物种类单一的影响,马铃薯连作障碍已成为该区可持续生产中不可避免的严重问题。因此,本研究通过Miseq高通量测序法研究了传统平畦不覆膜(CK)、平畦覆膜(T1)、全膜垄播(T2)、全膜沟播(T3)、半膜垄播(T4)和半膜沟播(T5)等6种不同种植模式马铃薯连作土壤真菌和细菌多样性、丰富度及群落结构的差异,并分析了其土壤理化性质、酶活性的变化规律,以揭示马铃薯沟垄覆膜连作种植对土壤质量的影响。本研究主要结果有:1、马铃薯连作土壤细菌和真菌多样性在马铃薯生长后期较高,但细菌的多样性高于真菌,细菌多样性指数(Shannon)变幅在5.9~6.2之间,而真菌为2.6~3.9;全膜种植模式土壤真菌和细菌的多样性(Shannon)显著高于其他连作处理,而丰富度(Chao)与平畦不覆膜种植模式(CK)差异显著,与其他处理无明显差异。2、各不同沟垄覆膜连作种植土壤真菌和细菌F/B比值均小于传统平畦不覆膜处理(CK),全膜种植模式(T2、T3)低于半膜模式(T4、T5),而且垄播处理低于沟播种植模式,以全膜垄播种植模式土壤真菌和细菌F/B比值在马铃薯全生育期内最低。3、平畦不覆膜、半膜垄播、半膜沟播3种种植模式土壤真菌群落结构具有相似性聚为一类,全膜垄播、全膜沟播真菌组成相似与平畦覆膜聚为一类;处理平畦覆膜和平畦不覆膜模式土壤细菌组成具有一定的相似性聚为一类,其他连作处理群落结构组成具有趋同性。说明不同覆膜种植模式对土壤微生物群落结构的组成具有一定的影响。4、全膜种植模式的土壤镰孢菌相较于半膜处理丰富,其中半膜垄播(T4)和半膜沟播(T5)的土壤镰孢菌所占比例分别比全膜垄播(T2)和全膜沟播(T3)处理低54.6%和28.1%;半膜垄播(T4)种植模式中土壤镰孢菌含量较低。5、马铃薯全生育期内,平畦覆膜(T1)和全膜垄播(T2)种植模式土壤脲酶、蛋白酶活性均高于其他连作处理;垄播种植模式能有效提高土壤碱性磷酸酶的活性。6、不同沟垄覆膜连作处理土壤电导率、速效钾含量在马铃薯全生育期内降幅均高于CK;全膜垄播(T2)和半膜垄播(T4)处理速效钾含量降幅较大,说明垄播模式对土壤速效钾的利用效率较好,而速效磷利用效率较好的种植模式为半膜垄播(T4)。7、连作条件下,不同沟垄覆膜种植方式马铃薯土壤理化性质与土壤酶活性及微生物间存在一定的相关性,碱性磷酸酶活性与速效氮含量间有显著正相关性,土壤pH与真菌、细菌数量间呈负相关关系。
【关键词】：沟垄覆膜 马铃薯连作土壤 高通量测序 微生物多样性 酶活性
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S532;S154.3
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 前言8-10
• 第一章 文献综述10-13
• 1.1 沟垄覆膜种植技术研究概况10
• 1.2 沟垄覆膜种植对土壤理化性状和酶活性的影响10-11
• 1.3 沟垄覆膜种植对土壤微生物多样性的影响11
• 1.4 土壤微生物多样性研究方法概述11-13
• 第二章 材料与方法13-20
• 2.1 试区概况13
• 2.2 试验设计13
• 2.3 试验土壤材料13-14
• 2.4 研究内容与技术路线14-15
• 2.4.1 研究内容14
• 2.4.2 技术路线14-15
• 2.5 测定项目及方法15-20
• 2.5.1 土壤理化性质15
• 2.5.2 土壤酶活性15
• 2.5.3 土壤微生物数量15-16
• 2.5.4 土壤微生物多样性16-17
• 2.5.5 高通量测序数据分析17-20
• 第三章 沟垄覆膜连作种植对马铃薯根际土壤真菌数量及多样性的影响20-31
• 3.1 沟垄覆膜连作种植对土壤真菌数量的影响20-21
• 3.2 沟垄覆膜连作种植对土壤真菌多样性的影响21-29
• 3.2.1 土壤总DNA的提取21
• 3.2.2 土壤DNA定量和纯度检测21-22
• 3.2.3 土壤真菌ITS区段PCR扩增22
• 3.2.4 土壤DNA高通量测序及序列分析22-23
• 3.2.5 土壤真菌丰富度和多样性指数分析23-24
• 3.2.6 土壤全样品真菌群落相似度聚类树对比分析24-25
• 3.2.7 土壤真菌群落结构多样性分析25-26
• 3.2.8 土壤真菌群落结构Heatmap图比较分析26-28
• 3.2.9 土壤真菌群落结构主成分分析28-29
• 3.3 小结29-31
• 第四章 沟垄覆膜连作种植对马铃薯根际土壤细菌数量及多样性的影响31-40
• 4.1 沟垄覆膜连作种植对土壤细菌数量的影响31-32
• 4.2 沟垄覆膜连作种植对土壤细菌多样性的影响32-38
• 4.2.1 土壤细菌 16S r DNA PCR扩增32
• 4.2.2 土壤DNA高通量测序及序列分析32
• 4.2.3 土壤细菌丰富度和多样性指数32-33
• 4.2.4 土壤全样品细菌群落相似度聚类树对比分析33-34
• 4.2.5 土壤细菌群落结构多样性分析34-35
• 4.2.6 土壤细菌Heatmap图比较分析35-37
• 4.2.7 土壤细菌群落结构主成分分析37-38
• 4.3 小结38-40
• 第五章 沟垄覆膜连作种植对马铃薯根际土壤酶活性的影响40-44
• 5.1 沟垄覆膜连作种植对土壤脲酶活性的影响40-41
• 5.2 沟垄覆膜连作种植对土壤H2O2活性的影响41
• 5.3 沟垄覆膜连作种植对土壤碱性磷酸酶活性的影响41-42
• 5.4 沟垄覆膜连作种植对土壤蛋白酶活性的影响42
• 5.5 小结42-44
• 第六章 沟垄覆膜连作种植对马铃薯根际土壤理化性质的影响44-48
• 6.1 沟垄覆膜连作种植对土壤理化性状的影响44-45
• 6.2 沟垄覆膜连作种植对土壤有机质含量的影响45
• 6.3 沟垄覆膜连作种植对土壤速效氮的影响45-46
• 6.4 沟垄覆膜连作种植对土壤速效钾的影响46-47
• 6.5 沟垄覆膜连作种植对土壤速效磷的影响47
• 6.6 小结47-48
• 第七章 土壤理化性质与酶活性及土壤微生物的相关性48-50
• 7.1 土壤理化性质与酶活性及土壤真菌、细菌数量的相关性48-49
• 7.2 小结49-50
• 第八章 讨论与结论50-55
• 8.1 讨论50-52
• 8.2 结论52-55
• 参考文献55-62
• 致谢62-63
• 作者简介63-64
• 导师简介64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：869515