三峡库区消落带桑树内生和根际真菌群落结构及其提升桑树抗逆性能的研究

发布时间：2021-06-01 05:18

　　三峡库区（Three Gorges Reservoir）水位在145 m（夏季）到175 m（冬季）范围内反季节性波动,形成一段垂直落差为30 m的消落带区域。消落带的形成导致植物多样性减少、水土流失等环境问题。桑树（Morus L.）作为库区土著经济植物,具抗旱耐涝、保持水土等优点,可作为消落带生态环境修复的潜在树种。然而,消落带反季节性水淹等逆境,导致库区新植桑树存活率低下,存活桑树长势参差不齐。因此,如何提升新植桑树存活率,促进桑树整体健康生长,是利用桑树改善库区消落带生态环境亟需解决的瓶颈问题。项目组前期调查发现,在三峡库区云阳县龙角镇消落带内,人工栽培用于生态恢复的桑树长势存在明显差异,部分桑树枝叶繁茂、根系发达（GM）,部分桑树虽无明显病症,但整体矮小、桑根极细（PM）;而库区存活的土著野生桑树（三峡大坝建成前已存在于消落带）根系发达,茎杆粗壮（WM）。论文研究基于三峡库区消落带桑树长势差异进行选题,通过宏基因组学及传统培养法,探究库区消落带不同长势桑树内生和根际真菌群落结构;在分离获得内生和根际真菌的基础上,筛选具促生、抗逆潜能的菌株,研究其生物学特性;并在桑苗盆栽促生实... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三峡库区消落带及水位变化图

西南大学硕士学位论文14将成对的reads拼接成一条序列，同时对reads的质量和拼接效果进行质控过滤。采用Usearch（vsesion7.0）软件，提取优化序列内非重复序列，去除没有重复的单序列，按照97%相似性对非重复序列（不含单序列）进行分类操作单元（OperationalTaxonomicUnits,OTU）聚类，在聚类过程中去除嵌合体，得到OTU的代表序列。采用RDPclassifier贝叶斯算法对OTU代表序列进行分类学分析；采用Mothur软件(v1.30.1)计算α-多样性及生成稀释性曲线。利用R语言工具绘制真菌群落结构图、PCoA图，并进行统计分析；运用one-wayANOVA（单因素方差分析）、wilcoxon秩和检验评估不同样本真菌物种丰度差异。3.2实验结果3.2.12016年库区消落带内不同长势桑树内生及根际真菌种群分析3.2.1.1稀释曲线和α-多样性分析2016年5月桑树测序样本经嵌合序列筛选后，共获得2798829条高质量reads，平均读长为256.48bp，聚类为2358个分类操作单元（OperationalTaxonomicUnits,OTU）。稀释曲线显示，随着测序深度的不断增大，测序得到OTU数目的增加趋于平缓，说明样本测序深度足够，该数据能够反映实验样本内真菌群落多样性（图3.1）。图3.12016年5月测序样本稀释曲线Fig3.1RarefactioncurvesdepictingthenumberofOTUswith97%similarityidentifiedfromdifferentsamplesinMay2016α-多样性结果显示，长势好栽培桑真菌丰度（均值：444.22）与野生桑（均值：439.56）相近，且高于长势不好栽培桑（均值：349.11），根际的真菌丰度（均值：516.78）高于桑树内生真菌丰度（茎均值：417.33；根均值：298.78）（图3.2A）。就多样性而言，长势好桑树真菌多样性（shannon指数：3.37）显著高于长势不好栽培桑（shannon指数：2.89）与野生桑（shannon

第3章消落带桑树内生与根际真菌群落结构分析15指数：2.54），而桑树内生真菌（茎shannon指数：3.70；根shannon指数：2.86）的多样性高于根际（shannon指数：2.24）（图3.2B）。图3.2桑树内生及根际真菌群落的丰富和多样性A：观测到的OTUs数目；B：Shannon多样性指数不同字母表示单因素方差分析(ANOVA)与LSD检验(p<0.05)的均值存在显著性差异。误差条表示标准差，组内标记线为中位数Fig3.2TherichnessanddiversityofmulberryendophyteandrhizospherefungalcommunitiesA:ThenumberofobservedOTUs;B:Shannonindex.Barswiththedifferentlettersindicateasignificantdifferencebetweenmeansbyone-wayanalysisofvariance(ANOVA)andleastsignificantdifference(LSD)tests(p<0.05).Valuesrepresentthemean.Errorbarsindicate±standarddeviation.Themarklineinthegroupisthemedian3.2.1.2群落结构组成分析在2016年5月样本中，测序所获OTU分属于10门、37纲、511属。整体而言，在门的水平上，桑树内生真菌（根：77.52%；茎：79.79%）以Ascomycota为主，而桑树根际以Ascomycota（28.27%）、Basidiomycota（22.91%）和Mortierellomycota（45.91%）为优势种群，且桑树从茎、根到根际，Ascomycota含量逐渐降低，Mortierellomycota含量逐渐升高，推测与宿主植物不同组织部位所处的生态环境有关。在桑树茎组织中，Ascomycota和Basidiomycota为优势种群，其中，Ascomycota在野生桑、长势好和长势不好桑树茎中含量分别达到86.95%、71.50%和81.32%，Basidiomycota在野生桑、长势好和长势不好桑树茎中含量分别达到12.59%、26.97%和15.99%（图3.3A）。在桑树根中，野生桑根Ascomycota（60.95%）和Mortierellomycota（36.42%）为优势门类，长势好桑根中Ascomycota（70.

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本文编号：3209732