三江源区退化高寒草地毒杂草植物根际微生物与根系分泌物的变化及相关性分析

发布时间：2020-05-11 08:26

【摘要】：由于气候变化及人类活动的干扰,三江源区高寒草地退化,毒杂草蔓延,形成了大面积的次生毒杂草植被。研究表明植物根系与土壤微生物间的互作对植物的适应性至关重要,与优良牧草相比,毒杂草是否通过根系分泌物更强烈的影响了其根际微生物,使其更容易在退化草地蔓延?为了回答这一问题,本研究在“黑土滩”与秃斑块退化草地上采集了5种毒杂草的根际土壤(R2),并选取不同生境的4种毒杂草和2种优良牧草收集其紧贴根系的根际土壤(R0)与根系分泌物。利用Biolog Eco板和扩增子测序(16S、ITS)分别研究微生物群落的碳代谢结构与微生物群落组成结构,利用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)测定植物根系分泌物。最后通过网络分析研究不同物种与生境中的根际土壤微生物群落结构与根系分泌物组成结构,并进行相关性分析。研究结果如下:(1)土壤微生物群落均偏好利用酯类、氨基酸类及胺类碳源。与生境土壤相比,根际土壤微生物群落的碳代谢活性和多样性、对糖类碳源的利用比例及变形菌门的相对丰度升高,但α多样性降低。在距离根系约2mm的根际范围(R2),真菌的网络连接度比细菌高,但在紧贴根系的根际土壤(R0)中,真菌网络连接度降低,细菌网络连接度升高,远高于真菌。(2)不同生境中的微生物群落结构不同,人工草地中各植物的根际微生物α多样性比其他退化生境高,甘肃马先蒿和垂穗披碱草的根际微生物群落结构相似。在人工草地和退化草甸中,黄帚橐吾根际分别聚集了硝化螺旋菌和杆菌等植物促生菌。不同植物与不同微生物模块显著相关,与其他植物相比,与黄帚橐吾相关的微生物模块较多。(3)不同毒杂草的根系分泌物组成结构不同,垂穗披碱草与小嵩草的相似。不同生境中的黄帚橐吾与不同的分泌物模块显著相关,表明黄帚橐吾在不同生境中的优势根系分泌物不同。(4)各个生境中的黄帚橐吾根系分泌物与根际微生物之间的关联度极高,尤其是在秃斑块中。其他毒杂草的次之,垂穗披碱草和小嵩草的则较弱。铁棒锤的根系分泌物与根际细菌的关联度较高。总之,在三江源区退化高寒草地中,与优良牧草相比较,毒杂草植物的根系分泌物与根际微生物之间直接的或间接的的互作很强。毒杂草在不同生境中会分泌不同的根系分泌物与土壤微生物进行互作,从而促进了其在不同生境中的蔓延。
【图文】：

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四种生境的照片

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兰州大学硕士学位论文三江源区退化高寒草地毒杂草植物根际微生物与根系分泌物的变化及相关性分析为了进一步研究微生物变化与根系分泌物的相关性，2018 年在人工草地，“黑土滩”，退化草甸及秃斑块四种生境中采集不同植物紧贴根系的根际土壤并收集其根系分泌物。（1）为了研究同一植物在不同退化草地中根际微生物与根系分泌物的变化及其相关性，分别采集了上述四种生境中的黄帚橐吾紧贴根系的根际土壤与根系分泌物，黄帚橐吾的密度为>360 株/m2；（2）另外还采集了人工草地中密度（120~240 株/m2）和低密度（<120 株/m2）斑块中的黄帚橐吾根际土壤与根系分泌物，比较高、中、低不同密度下黄帚橐吾根际微生物与根系分泌物的变化。（3）为了比较不同植物在相同生境中的根际微生物与根系分泌物的相关性，除黄帚橐吾，，另外采集了人工草地中的甘肃马先蒿和垂穗披碱草，退化草甸中的小嵩草和青海刺参，秃斑块中的铁棒锤，收集其紧贴根系的根际土壤与根系分泌物。2.1.3 技术路线
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S812.6

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