土壤微生物及酶活变化与黄芪根腐病发生的相关性分析

发布时间：2020-07-05 20:42

【摘要】：近年来,根腐病的严重发生给黄芪的可持续发展带来了很大挑战,利用生防制剂进行调控是目前最环保、最有前景的病害防控手段。本论文以黄芪根围病/健土壤为研究对象,对其进行土壤微生物区系、细菌多样性、群落结构、以及土壤酶活性的差异分析,以期能明确黄芪根腐病发生的微生态机理,进而寻找病害发生的预警生物指示因子,为根腐病的生物调控和防治提供理论依据。(1)根据田间调查结果采集代表性土壤样本(1-4年生黄芪根围病/健土),利用稀释平板法进行细菌、真菌和放线菌的计数分析。结果表明:1-4年的黄芪根围土各样本中,微生物类群的数量及其占比均为细菌放线菌真菌,且病土中的微生物总量均显著高于健土,其中,细菌病/健土比较结果和微生物总量相同,而真菌和放线菌比较结果与此不同。同时,病土中的细菌/真菌(B/F)、细菌/放线菌(B/A)值均比健土显著升高,表明病土中细菌所占的比例大于健土。上述结果说明细菌数量及比例的动态变化是影响黄芪根腐病发生的关键因素。(2)采集黄芪根腐病发病率变化周期的土壤样本(1-6年生黄芪根围病/健土),利用基于PCR的变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)测定和分析土壤样本中的细菌多样性。结果表明:2-5年时病土的多样性指数低于健土,6年时高于健土;另外,随种植年限增加,2-5年病土的多样性指数逐渐降低,6年时有所回升。结合田间调查可知,2-6年间多样性的变化与发病程度基本呈负相关。同时,由PCA分析发现,第2年为多样性降低及发病率上升的临界点。由此可见,细菌多样性的降低是导致黄芪根腐病发生的主要原因。(3)回收细菌DGGE成像后的优势及特异性条带并进行测序,分析细菌的群落结构变化,结果表明:在回收的17条细菌条带中,条带8、9、10、11、12和13的序列比对同源性小于95%,可能为潜在新种。对其他11个条带进行系统发育树的构建,发现除15号外均属于变形杆菌门(Proteobacteria),且主要分布于γ-变形杆菌纲的假单胞菌属(Pseudomonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和β-变形杆菌纲的无色杆菌属(Achromobacter)。从病/健土的角度分析发现,健土中的1号和4号特异条带分别为未培养的假单胞菌(Uncultured Pseudomonas sp.)和荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens);从年限的角度分析发现,6号和16号为各个样品的共有条带,分别为未培养假单胞菌(Uncultured Pseudomonas sp.)和木糖氧化无色杆菌(A.xylosoxidans)。其中,6号未培养假单胞菌的丰度与发病率呈显著负相关,相关性系数为0.819(P0.05);16号木糖氧化无色杆菌的丰度与发病率呈非显著负相关。故上述4个菌种可作为潜在的土壤健康或发病指示因子进一步研究。(4)以1-6年的黄芪根围病/健土壤为研究对象,测定其脲酶、纤维素酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性,结果表明:1-4年间,病/健土中脲酶活性的相对减少量、纤维素酶和蔗糖酶活性的相对增加量均与发病率正相关,表明氮代谢水平在病土中显著降低,碳代谢水平在病土中显著升高。5、6年时,病土中脲酶活性的减少量、纤维素酶和蔗糖酶活性的增加量都在不断降低,表明自第5年开始,病土中的土壤酶活性开始逐渐向健康状态恢复,但不同的酶恢复程度不同。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.672;S476
【图文】：

根围土壤,黄芪,细菌DNA,琼脂糖凝胶电泳

第四章黄芪根围病/健土的细菌多样性及群落结构分析hbor Joining Method) 构建系统进化树。与分析 DNA 的提取是黄芪根腐病发生的代表性阶段，为准确分析该期间细菌多样性变化，试验提取了 1-6 年病/健土的细菌 DNA。由图 4.1 可知，在均有条带，除 2 年生病/健土样外，其他样品 DNA 的浓度都很大

根围土,细菌DNA,黄芪

图 4.1 黄芪根围土壤中细菌 DNA 的琼脂糖凝胶电泳图M：15K Marker；I：健土；II：病土；数字代表年限，下同。S r DNAV3 区 PCR 扩增体系的确定及 PCR 扩增2 年病/健土壤样品在初始体系下的扩增结果如图 4.2 所示，无目NA 未发生反应，非特异性扩增明显，故改进体系一调高了退火 4.3 所示，图中目的条带过量且不单一，可能是引物浓度太高度也高了，所以改进体系二降低相应浓度后结果如图 4.4 所示，p 左右的 DNA 片段，故该体系为最终体系。

体系,根围土,PCR扩增,黄芪

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