检索结果-内蒙古大学图书馆

生态学报 2023年第23期43卷 9805-9813页

作者：王振宇万晓华黄志群福建师范大学地理科学学院福州350007 湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007

根系向凋落物层生长是森林生态系统中存在的普遍现象,研究根系和菌根真菌如何调控凋落物分解对理解森林生态系统的养分循环具有重要意义。通过在亚热带楠木(丛枝菌根树种)和格氏栲(外生菌根树种)人工林中进行了2年的凋落物互换和菌根排... 详细信息

根系向凋落物层生长是森林生态系统中存在的普遍现象,研究根系和菌根真菌如何调控凋落物分解对理解森林生态系统的养分循环具有重要意义。通过在亚热带楠木(丛枝菌根树种)和格氏栲(外生菌根树种)人工林中进行了2年的凋落物互换和菌根排除实验,研究根系及其共生菌根真菌如何影响森林凋落物的分解速率和主场效应。结果发现:经过720 d的分解,在楠木人工林中,根系的存在促使楠木和格氏栲凋落物的分解速度分别提高了29%和47%,而在格氏栲人工林中,根系存在对格氏栲凋落物分解无显著影响,但增加了楠木凋落物的分解速率。此外,楠木人工林中,有根和无根处理下凋落物分解均无主场效应,而格氏栲人工林凋落物仅在根系存在的情况下显示出负的主场效应。进一步发现格氏栲凋落物的负主场效应归因于楠木人工林凋落物层更大的腐生真菌丰度和更强的磷降解酶活性。结果表明,在亚热带不同菌根类型树种中,菌根真菌与腐生真菌的相互作用(拮抗或促进),很有可能通过影响磷降解酶的活性,进而影响凋落物的分解率和主场效应。

关键词：凋落物分解植物-微生物互作胞外酶活性 “Gadgil”效应腐生真菌

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腐植酸促进候选细菌丰富植物微生物群以抑制病原体

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腐植酸 2022年第3期 103-115页

作者： Maura Santos Reis de Andradeda Silva Orlando Carlos Huertas Tavares Thiago Gon?alves Ribeiro Camilla Santos Reis de Andradeda Silva Carolina Santos Reis de Andradeda Silva José Maria García-Mina Vera Lúcia Divan Baldani Andrés Calderín García Ricardo Luiz Louro Berbara Ederson da Concei??o Jesus 李子东熊传教周欣余玲玲刘可星巴西农业研究公司里约热内卢联邦农村大学弗洛米嫩塞联邦大学西班牙纳瓦拉大学华南农业大学资源环境学院

腐植酸(HA)通过调节植物的激素和氧化还原代谢来刺激几种植物种类的生长，然而，关于HA与植物相关菌群的关系鲜有报道。本文中，我们假设HA效应与植物相关细菌群落的调控同时发生，水稻在施用或不施用HA(80 mg/L)的营养液中生长264 h，... 详细信息

腐植酸(HA)通过调节植物的激素和氧化还原代谢来刺激几种植物种类的生长，然而，关于HA与植物相关菌群的关系鲜有报道。本文中，我们假设HA效应与植物相关细菌群落的调控同时发生，水稻在施用或不施用HA(80 mg/L)的营养液中生长264 h，每24 h评价1次植株生长，施用240 h后取样品进行16S rRNA基因测序。第1次施用HA后，从100 h到264 h植株净同化率、绝对生长率和相对生长率增加，根系体积和其他生长变量在植物生长周期的不同时间受到刺激。宏基因组分类揭示，使用HA后细菌群落结构和组成受到影响，HA处理的根部，群落成员间的相互作用增强，显示更多关联更密切的细菌群落，鞘氨醇菌属(Chitinophaga)和粘液杆菌属(Mucilaginibacter)是HA处理后根系的优势菌属。据报道，这些细菌能产生酶，降解真菌、卵菌和线虫卵壁中的化合物。铁载体产生者和植物生长促进者——假单胞菌(Pseudomonas)和酸杆菌Gp1(Acidobacteria Gp1)均富集，虽然丰度较低。鉴于这些结果，我们认为植物组建这些微生物是为了应对HA—根互作引起的胁迫。我们的研究结果首次表明，受HA刺激的植物可能采用组建细菌群落成员的生态策略，这些细菌群落成员是抑制病原体的候选者，因而参与植物防御。

关键词：腐殖质宏基因组分类植物微生物群植物生长促进植物-微生物互作植物防御

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生长素在微生物调控根发育过程中的作用

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西北植物学报 2018年第7期38卷 1369-1374页

作者：张宏金洁王剑峰兰州大学生命科学学院细胞活动与逆境适应教育部重点实验室兰州730000

很多微生物通过分泌生长素和生长素前体与植物建立了有益的关系并改变植物根系的形态结构,此外,微生物分泌的其他代谢产物也能改变植物生长素信号通路。因此,生长素和生长素信号通路在微生物调控植物根系发育的过程中起着至关重要的作... 详细信息

很多微生物通过分泌生长素和生长素前体与植物建立了有益的关系并改变植物根系的形态结构,此外,微生物分泌的其他代谢产物也能改变植物生长素信号通路。因此,生长素和生长素信号通路在微生物调控植物根系发育的过程中起着至关重要的作用。该文从生长素合成、生长素信号和生长素极性运输3个方面总结了生长素在微生物调控植物根系发育过程中的作用,主要包括微生物增加了植物内源生长素的含量、增强了生长素的信号和调控PIN蛋白的表达水平,进而如何调控植物生理和分子水平来适应微生物对其根系的改变,为进一步开展该方面的研究奠定了基础。

关键词：生长素根系发育植物-微生物互作

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有涌现性功能的合成菌群在作物育种上的应用前景

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合成生物学 2024年第1期5卷 144-153页

作者：高春辉杨宁王创侯时季严建兵郑金水李锦吴尘聊蔡鹏华中农业大学资源与环境学院农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室湖北武汉430070 华中农业大学植物科学技术学院作物遗传改良全国重点实验室湖北武汉430070 湖北省洪山实验室湖北武汉430070 华中农业大学信息学院微生物农药国家工程研究中心湖北武汉430070

在农业生态系统中,微生物具有丰富多样的复杂生态学功能,这些功能的产生具有涌现性。所谓涌现性,指的是复杂系统中随着系统复杂性增加产生的新特性。有趣的是,虽然涌现性功能源于多物种的共同作用,但是所需物种数量通常较少。这不但为... 详细信息

在农业生态系统中,微生物具有丰富多样的复杂生态学功能,这些功能的产生具有涌现性。所谓涌现性,指的是复杂系统中随着系统复杂性增加产生的新特性。有趣的是,虽然涌现性功能源于多物种的共同作用,但是所需物种数量通常较少。这不但为利用合成菌群探究涌现性功能的产生提供了可能,而且还为应用合成菌群改造植物菌群提供了抓手。种子菌群作为植物最早的微生物群落,其所包含的微生物具有多样性相对较低的特点。但是,其在植物共生菌群的演化过程中却具有重要作用。此外,受限于种子干燥、贫营养的微生境条件,生物膜是微生物在种子表面和内部存在的主要形式。因此,本文提出以有涌现性功能的合成微生物群落为种子包衣,或可成为在植物微生物组调控中最关键时间节点、最易于开展阶段的有效干预途径。在此基础上,分别从宿主和菌群角度介绍了调控种子菌群涌现性功能的潜在因素。在智慧农业的场景下,通过与种子芯片技术、无人智能化平台的结合,或可在农田中实现合成菌群的大规模施用和功能动态实时监测,为发掘具有特定功能的合成微生物群落、开展基于种子合成菌群生物膜包衣的应用提供可行途径,进而有望为微生物-作物联合育种技术的发展带来重大变革。

关键词：植物-微生物互作种子菌群生物膜合成微生物群落涌现性

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镉修复微生物菌剂的构建及其作用效应

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农业环境科学学报 2024年

作者：王琼韩宝宝冯雪薇冯英太原理工大学环境与生态学院山西锦蓝环保工程有限公司山西锦蓝环境损害司法鉴定中心浙江大学环境与资源学院

为了明确镉修复微生物菌剂的构建原理及其作用效应，选取从超积累植物东南景天根内分离得到的5种植物促生菌，通过菌株共培养试验确定了作用效果最好的混合菌株组合，在此基础上测定了油菜生物量、根系发育、Cd吸收积累、过氧化氢含量... 详细信息

为了明确镉修复微生物菌剂的构建原理及其作用效应，选取从超积累植物东南景天根内分离得到的5种植物促生菌，通过菌株共培养试验确定了作用效果最好的混合菌株组合，在此基础上测定了油菜生物量、根系发育、Cd吸收积累、过氧化氢含量、谷胱甘肽含量以及抗氧化酶活性等。试验结果表明：芽孢杆菌Bacillus sp. Bac1和伯克霍尔德菌Burkholderia sp. Bac2的共培养生长状况最好，更适用于作为Cd修复菌剂。此外，接种不同浓度配比的Cd修复菌剂的作用效果有所不同。当Bac1和Bac2菌剂浓度配比3：1时更有利于油菜生长发育及对Cd的提取修复，而Bac1和Bac2菌剂浓度配比1：1时油菜植物抗氧化酶活性、谷胱甘肽含量等抗氧化系统指标对Cd胁迫的响应更为强烈。

关键词：植物提取修复油菜重金属 Cd修复菌剂植物-微生物互作抗氧化系统

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印度梨形孢(Piriformospora indica)的生物学特性及对植物生长的互作效应研究进展

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长江大学学报（自科版）（下旬） 2016年第5期13卷 53-58页

作者：朱志炎毛琳琳何勇杨亚珍董社琴叶开温田志宏长江大学生命科学学院湖北荆州434025

印度梨形孢(Piriformospora indica)发现于印度北部沙漠地区植物根系,具有多种多样的生物学功能,可以促进植物生长,提高植物对生物逆境与非生物逆境的忍耐性。简要综述了印度梨形孢在定殖过程、生物学功能和菌肥制作应用方面的研究进展。

关键词：印度梨形孢(Piriformospora indica) 定殖逆境胁迫植物-微生物互作

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根际施用生物有机肥防控西瓜土传枯萎病效果及机理研究

根际施用生物有机肥防控西瓜土传枯萎病效果及机理研究

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作者：凌宁南京农业大学

学位级别：博士

西瓜土传枯萎病是西瓜连作生物障碍的主要病害之一,严重影响西瓜产业的发展,研究以生物防控为主导的综合防控具有重要意义。本论文以具有自主知识产权的三株能强烈抑制西瓜土传枯萎病病原真菌(尖孢镰刀菌西瓜专化型,Fusarium. oxysporum... 详细信息

西瓜土传枯萎病是西瓜连作生物障碍的主要病害之一,严重影响西瓜产业的发展,研究以生物防控为主导的综合防控具有重要意义。本论文以具有自主知识产权的三株能强烈抑制西瓜土传枯萎病病原真菌(尖孢镰刀菌西瓜专化型,Fusarium. oxysporum ***. niveum)的拮抗菌株(Paenibacillus polymyxa SQR21; Bacillus subtillus SQR-9; Trichoderma harzianum SQR-T037)为材料,经液体发酵后与合适的有机载体进行二次固体发酵,制成了西瓜专用生物有机肥。采用大田试验、盆栽试验和室内分析相结合的方法,研究了根际施用这些生物有机肥对西瓜连作土传枯萎病的防控效果、拮抗菌P. polymyxa SQR21(SQR21)与病原菌在西瓜根际和根表上的行为特征及与西瓜根系分泌物之间的相互影响机制。获得了如下主要结果： 1、营养钵施用西瓜专用生物有机肥(BIO)能显著增加西瓜苗的生物量,施用BIO的西瓜地上部鲜重分别为施用有机肥(OF)和施用化肥(CK)的1.2倍和2.1倍,西瓜地上部干重分别是施用OF和CK的1.2倍和1.7倍。施用BIO的西瓜植株根系生长最茂盛,CK次之,OF根系生长最差；各处理间西瓜总根长、根表面积、根体积及根尖差异显著,呈现的趋势顺序均为：BIO>CK>OF；各处理的根系活力也呈现BIO>OF>CK的趋势。施用BIO处理的西瓜根际土壤中的细菌和放线菌的数量均显著高于处理OF和CK,而真菌数量显著低于处理OF和CK。营养钵施用BIO能有效增加西瓜苗的净光合作用,可显著提高西瓜叶片中光合色素的含量,改善西瓜叶片的光合能力。 2、采用营养钵与移栽土壤双重施用BIO的模式对降低土传枯萎病的发生率效果显著,其防控效果可以达到73%以上。营养钵施用BIO的模式不仅能提高BIO的生防效果,还能促进西瓜植株生长,提高西瓜产量。该施肥模式有效促使BIO肥料中的生防菌在苗期就定殖于西瓜根际和根表,并随西瓜根系的不断生长而延伸,从而有效降低西瓜根际病原菌数量,使西瓜根系免受病原菌侵害。 3、拮抗菌株SQR21能在西瓜根部较好地定殖,随西瓜根系的生长在根际不断生长繁殖,在西瓜根尖表面形成一层生物膜,从而保护西瓜根部免受病原菌的侵害。揭示了生物有机肥中拮抗菌SQR21在土壤及西瓜根部的定殖及消长规律,为多粘芽孢杆菌SQR21的田间应用及其作用机制研究提供理论依据。 4、与对照相比,施用BIO肥料能够显著增加SQR21和降低FON在根际的数量；施用BIO处理的根际SQR21数量最大拷贝数为7.14lg拷贝/g土,离西瓜根系越远SQR21的拷贝数越低；对照中FON的数量比BIO处理高2个数量级,随着与根系间距的加大,根系接种SQR21处理的FON数量逐渐增加,而未接种SQR21处理的结果则相反。土体土壤由于被侵染土壤中FON背景值的存在,各处理间FON及SQR21的数量没有显著差异。以上结果表明,施用生物有机肥促进了SQR21在根系的定殖,大幅度地降低了FON的数量,从而有效地抑制了土传西瓜枯萎病的发生。 5、西瓜根系分泌物中的多种有机酸对多粘类芽孢杆菌SQR21具有趋化作用。在西瓜根系分泌物中检测到大量的三羧酸循环过程的中间产物,如：草酸、苹果酸、柠檬酸,其中苹果酸和柠檬酸对多粘类芽孢杆菌SQR21均有显著的趋化作用。三种有机酸中苹果酸的诱导效果最为显著,趋化性指数为3.9,群游菌圈是对照的1.5倍。另外,体外实验进一步证实了这些有机酸对多粘芽孢杆菌SQR21具有吸引作用。 6、与对照相比,接种SQR21的西瓜根系分泌物会减少FON分生孢子的萌发,而接种FON的西瓜根系分泌物则促进FON分生孢子的萌发。接种FON30天后,西瓜分泌物对分生孢子萌发率达到最大值,为对照的1.4倍；其根系分泌物中肉桂酸浓度为0-30μg/ml时,肉桂酸对FON分生孢子萌发有显著的刺激效应。不论是接种SQR21还是FON,西瓜根系分泌物的改变均具有局部性和系统性特性。

关键词：西瓜土传枯萎病生物防治生物有机肥植物-微生物互作定殖根系分泌物

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嫁接西瓜根系分泌物特征及其对根际微生物区系的影响研究

嫁接西瓜根系分泌物特征及其对根际微生物区系的影响研究

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作者：宋阳南京农业大学

学位级别：博士

西瓜土传枯萎病是引起西瓜连作障碍的主要病害之一,严重影响西瓜产业的发展。嫁接作为防控土传病害、消除连作障碍的一项有效技术措施,在西瓜生产上已得到广泛应用。西瓜嫁接抗病的主要因素是抗性砧木的根系对病原真菌的低亲和性,但是... 详细信息

西瓜土传枯萎病是引起西瓜连作障碍的主要病害之一,严重影响西瓜产业的发展。嫁接作为防控土传病害、消除连作障碍的一项有效技术措施,在西瓜生产上已得到广泛应用。西瓜嫁接抗病的主要因素是抗性砧木的根系对病原真菌的低亲和性,但是仍然可以在嫁接后的非寄主植物根部发现病原菌。因此,对于嫁接的抗病机理,应该存在多种非排他性的解释。由于土传植物病原菌必须穿过根际才能侵染植物的根系,那么病原菌必须与根际的微生物发生相互作用。因此,研究嫁接西瓜的根际微生物特征及其形成机理,有利于从植物与微生物互作的角度进一步揭示嫁接西瓜的抗病机理,从而为深入指导防控土传病害提供科学依据。然而,西瓜嫁接后根系分泌物发生怎样的变化,这种变化会给根际微生物造成怎样的影响仍鲜有报道。因此,本文以非嫁接西瓜(W),葫芦为砧木的嫁接西瓜(WB),南瓜为砧木的嫁接西瓜(WP),砧木葫芦(B)和砧木南瓜(P)为材料,研究了西瓜嫁接对根系分泌物以及根际微生物的影响,获得了如下主要结果:1、本文从低分子物质和高分子物质两方面对嫁接对根系分泌物的影响进行研究。低分子方面,通过气相质谱(GC-TOF/MS)鉴定发现,嫁接显著提高了根系分泌物中低分子物质的香农指数和丰富度,以及oxoproline、N-Acetyl-5-hydroxytryptamine 1和6-hydroxy caproic acid dimer的相对含量。高分子方面,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离和液相质谱(LC-QTOF/MS/MS)鉴定,发现西瓜嫁接后根系分泌蛋白质谱发生了明显改变,嫁接显著提高了根系分泌蛋白的多样性。此外,还鉴定到一些嫁接后出现的与生物非生物胁迫抗性有关的蛋白,例如disease resistance protein At4g27190、callose synthase、HVA22 和 Clp protease。这些结果说明嫁接改变了西瓜根系分泌物的种类和相对含量,将有助于从根系分泌物的角度揭示嫁接促生和抗病的机理。2、水培条件下,对荧光标记的病原菌*** ***(FON-gfp)以及本实验室筛选的两株拮抗菌SQR-21-gfp和SQR-9-gfp进行观察和计数,得出以下结论:病原菌方面,FON可以侵染嫁接和非嫁接西瓜根系的各个部位,并侵入维管束部位大量繁殖。说明嫁接抗病并非完全由于FON不能侵染葫芦根,仍存在其他补充因素。而非嫁接西瓜根部FON的侵染量随培养时间延长而增加;嫁接西瓜根部FON的侵染量随培养时间延长而减少,并且一直低于非嫁接西瓜根部FON的侵染量,这一结果进一步论证了本文第二章以及本实验室之前的研究所得出的结论,即嫁接后根系分泌了某些拮抗物质从而提高了宿主对FON的抗性。拮抗菌方面,与嫁接西瓜的根部相比,非嫁接西瓜根部可以招募更多的拮抗菌(SQR-9、SQR-21),表明嫁接抗病并非是由于嫁接西瓜招募了更多的拮抗菌,可能仍存在其他抗病机制。3、采用焦磷酸测序法,探讨在田间条件下根际细菌群落对西瓜嫁接的响应。结果显示,不同处理的根际细菌群落存在明显区别。与嫁接西瓜相比,非嫁接西瓜显著提高了潜在有拮抗菌属(如Bacillus spp.和Paenibacillus spp.)的相对丰度,表明嫁接西瓜并非通过招募更多的拮抗菌来发挥抵御土传病害的能力,这一发现与第三章的结论一致。嫁接西瓜根际细菌群落的香农指数显著高于非嫁接西瓜,这预示着嫁接西瓜根际细菌可能产生较大的生态位重叠,有利于抵御病原菌的入侵。综上所述,我们进一步证实了嫁接西瓜不是通过招募更多的拮抗细菌来发挥抗病性的,嫁接抗病可能还与根际细菌群落的多样性有关。4、基于以上研究结果,我们将研究对象扩展到五种植物类型(非嫁接西瓜、葫芦、南瓜以及嫁接在葫芦或南瓜上的西瓜),对其在田间实验条件下抗病性和微生物群落的关系进行了研究。通过气相质谱(GC-MS)和Illumina MiSeq测序分别分析根际化学物质和微生物群落结构的变化。用qPCR对FON定量并计算发病率。结果表明,与非嫁接西瓜相比,嫁接西瓜根际化学环境更加多样化,随之容纳了更加丰富多样的细菌和真菌群落。细菌的香农多样性与枯萎病发病率(r=0.832,p=0.005)以及病原菌数量(r=0.786,p=0.012)均呈显著负相关,说明根际丰富的细菌群落多样性可以抵御病原菌的入侵。此外,研究还发现甲基萘、庚烷和1,2-二甲基萘等化学物质对根际微生物群落中特定的微生物门和功能基因有显著影响。5、在连作的农田中,除了根系分泌物以外,西瓜植株分解产生的自毒物质也是导致西瓜连作障碍的主要原因,可抑制西瓜的生长,促进土传病原菌的入侵。然而,自毒素的组成和主要参与分解的微生物仍然未知。为此,我们设计了微宇宙实验,采用气相质谱(GC-MS)和稳定同位

关键词：西瓜土传枯萎病嫁接根系分泌物定殖根际微生物植物-微生物互作多样性稳定性同位素探针标记

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巨大芽孢杆菌对复合污染土壤-苗期小麦中镉砷累积和转运的影响

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河北农业大学学报 2024年第4期47卷 28-35页

作者：张净然王婧瑶王钊韩梦真华桂丽刘文菊河北农业大学资源与环境科学学院/华北作物改良与调控国家重点实验室河北保定071000 大连理工大学环境学院/工业生态和环境工程教育部重点实验室辽宁大连116024 泰安市生态环境局山东泰安271699

为探究根际促生菌对复合重金属污染土壤有效性及其在小麦植株中的迁移和累积的影响,以镉(Cd)和砷(As)污染的农田土壤、巨大芽孢杆菌、‘济麦22’为供试材料,采用摇瓶培养、土壤培养及盆栽试验相结合的方法,探讨了巨大芽孢杆菌对复合污... 详细信息

为探究根际促生菌对复合重金属污染土壤有效性及其在小麦植株中的迁移和累积的影响,以镉(Cd)和砷(As)污染的农田土壤、巨大芽孢杆菌、‘济麦22’为供试材料,采用摇瓶培养、土壤培养及盆栽试验相结合的方法,探讨了巨大芽孢杆菌对复合污染土壤重金属Cd、As有效性及其在土壤-小麦植株中的转运与累积特征。摇瓶培养试验结果表明,巨大芽孢杆菌可以钝化土壤中的Cd,与灭活菌液相比,巨大芽孢杆菌培养48 h可以显著降低土壤有效Cd含量,最大降幅为49.90%;胞外分泌物可以降低土壤As有效性,与对照相比,灭活菌液显著降低了土壤有效态砷含量,最大降幅为142.68%。尽管长期土壤培养试验结果显示,接种巨大芽孢杆菌对土壤中镉砷的有效性没有明显影响,但在土壤-苗期小麦生长体系中,植物根系分泌物与菌株代谢物之间的相互作用调节了小麦根系对镉和砷的吸收和转运。巨大芽孢杆菌使小麦根系对Cd的富集能力显著降低了30.51%,并且巨大芽孢杆菌的灭活菌液与活菌处理使根际土壤As有效性显著降低了8.19%,小麦地上部对As的富集能力和由根向茎叶的转运能力分别显著降低了27.87%和41.18%。综上所述,巨大芽孢杆菌显著影响了复合污染土壤-苗期小麦体系中Cd和As的累积和转运,这对保障污染耕地安全利用和小麦绿色安全生产具有重要意义。

关键词：巨大芽孢杆菌重金属污染土壤镉砷有效性植物-微生物互作

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土壤添加大蒜秸秆和AMF菌及填闲越冬叶菜对塑料大棚连作黄瓜生理生态的影响

土壤添加大蒜秸秆和AMF菌及填闲越冬叶菜对塑料大棚连作黄瓜生理...

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作者： Ahmad Ali 西北农林科技大学

学位级别：博士

复种是黄瓜在中国北方大棚栽培较为典型的集约化生产模式。它被认为是对养分利用充分,因此需要集约化管理及投入更多的植物养分以提高作物的产量。长期的人工品投入和管理,使得连作模式成为设施栽培的主要种植体系。黄瓜是高经济价值但... 详细信息

复种是黄瓜在中国北方大棚栽培较为典型的集约化生产模式。它被认为是对养分利用充分,因此需要集约化管理及投入更多的植物养分以提高作物的产量。长期的人工品投入和管理,使得连作模式成为设施栽培的主要种植体系。黄瓜是高经济价值但不耐连作的蔬菜作物,长期连作是造成其产量降低及土壤条件恶化的主要因素。采用可持续的、经济的农艺措施可减少由连作导致的土壤-植物负反馈。然而,土壤添加有机物和引入多样化种植体系对作物产量、土壤质量及土壤微生物种群结构的影响及潜在机制尚不清楚。本研究通过向土壤添加大蒜秸秆及菌根真菌,以及越冬种植填闲叶菜,分析消减黄瓜连作障碍和提高黄瓜产量的生物学及生态学机制。1.添加大蒜秸秆对土壤理化特性,微生物群落结构及连作黄瓜的影响集约种植体系中,通过有机物改良实现可持续农业,需要用低投入高产出的方法恢复土壤微生物多样性,在不增加投入成本的情况下最大限度地提高生产力。本研究通过短期的盆栽预试验检测了大蒜秸秆作为土壤添加剂的效应。试验土壤为黄瓜连作土壤(一年种植两茬黄瓜,连续种植7年),将大蒜秸秆与黄瓜连作7年的土壤(一年两季)按比例1%、3%、5%加入盆栽土壤,然后种植黄瓜。试验结果表明,添加最高数量的大蒜秸秆(5%)促进了黄瓜的形态学指标,如株高、叶面积、地上部分的干重和鲜重。与对照相比,向盆中添加秸秆可以显著提高叶片光合色素的形成。土壤的pH发生了适度的改变,同时,土壤有机质(SOM)含量、养分利用率和土壤酶活性提高,黄瓜增产20%。利用高通量测序对16S rRNA和18S rRNA基因测序分析表明,添加3%的大蒜秸秆处理对细菌的丰富度和系统发育多样性的提高较真菌高。另外,热图分析表明,土壤pH、有机质、有效磷、有效钾含量和蔗糖酶活性是影响细菌及真菌群落分布的重要因素。据我们所知,本试验是第一个就地取材、经济利用作物残体(大蒜秸秆)在短期内修复连作土壤提高黄瓜产量的研究。2.添加大蒜秸秆和AMF对土壤AMF群落组成及连作黄瓜生长与果实品质的影响通常在同一块土地上持续种植黄瓜会导致土壤容易发生土壤相关的连作障碍,例如土壤病害,土壤病原菌和自毒物质的积累。丛枝菌根真菌(AMF)是天然、有效的植物刺激素,具有广泛的生化、生理、生态作用的应用意义。然而,在设施生产系统中鲜见报道与作物残体配合使用对作物生长、微生物群落结构及黄瓜产量的作用。本试验于2016-2018年在设施栽培环境下,探究添加25 g本土AM菌株(Glomusversiforme L)和5%的大蒜秸秆对作物产量的影响。我们发现,AM菌和大蒜秸秆的共同添加促进了黄瓜的生长和生理。添加大蒜秸秆和AM菌的共同作用表现为促进黄瓜根部的定殖、菌丝增殖和孢子的形成,提高黄瓜根系活力,抑制黄瓜枯萎病的发病率。添加AM菌后的协同作用,促进了黄瓜果实的营养吸收、提高了黄瓜产量及果实品质。Illumina Mi Seq测序结果表明,大蒜秸秆及AM菌的共同添加提高了Glomeromycotan的群落组成和多样性。AM菌的优势属Glomus类群的增加可能是作物产量和果实品质特征相关的重要生态驱动因素。此外,大蒜秸秆及AM菌的共同添加与相容宿主的相互作用为化感作用的研究提供了新的视角,挑战了之前模糊的假设:即特定的真菌菌株可能不能有效地作用于有代表性的有机化感物质。本试验结果表明,AM-大蒜秸秆的结合作为一种经济有效的生物资源,是提高塑料大棚黄瓜产量并提高其生态条件的一种实用的选择和可持续措施。3.添加大蒜秸秆和AMF菌对土壤土壤质量和细菌多样性及连作黄瓜的影响我们进一步研究向连作土壤中添加本土有机质土壤改良剂大蒜秸秆(GS)和菌根真菌AMF(Glomusversiforme L.)的激发效应。我们发现大蒜秸秆和AMF菌的共同添加可以通过增加土壤有机质,土壤养分含量和生物多样性诱导土壤质量变化,进而提高黄瓜产量。大蒜秸秆的添加促进AMF的发展,通过接种、孢子形成、菌丝生长,促进共生协调以获得与宿主相容的共生来提升菌根的作用。16S rRNA宏基因组测序后的PCA和NMDS分析揭示了有机物质的添加对细菌群落结构和组成的影响。特别是细菌的多样性对单一的有机物质更敏感,在添加了大蒜秸秆的处理下,表现出最大丰度和多样性指数(Ace和Chao)。冗余分析表明,影响细菌优势菌群的处理分别是单一添加大蒜秸秆(GS)、单一添加AMF、GS和AMF共同添加。土壤pH值与生物活化指标是种植系统中土壤细菌群落结构的重要预测指标。此外,我们与寄主植物共生相关的预测代谢特征分析(代谢)可能是缓解连作障碍的重要生态信号。本研究的结果表明大蒜秸秆-AM菌的共同使用是一种较好的措施。可以推测大蒜秸秆及AMF土壤接种的正协同作用,是诱导土壤质量环境的关键机制,最终提高了季节性作物产量并调节了连作土壤的微生物活性。4.越冬填闲不

关键词：大蒜秸秆菌根接种土壤修复植物-微生物互作土壤质量黄瓜产量土壤微生物群落填闲作物

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