耕作方式对小麦病害发生及根际真菌群落结构的影响

论文摘要

作物秸秆是自然界和农业生态系统中的一种重要资源,秸秆还田对于土壤的肥力状况及作物病害发生都有着非常重要的意义。土壤微生物尤其是能引起作物土传病害的微生物,在秸秆的还田过程中其群落结构的演替对病害的发生起着关键性的作用。本研究对秸秆还田土壤中小麦根际土壤微生物根部病害发生与微生物群落变化进行了传统调查和分子生物学研究,主要研究结果如下:1.对小麦苗期、拔节期和穗期三个时期进行根部病害调查,结果发现,秸秆清除和秸秆还田后耕作方式的不同对小麦根部病害有明显影响。旋耕和免耕耕作方式下小麦根部病害高于同期深耕-秸秆清除和深耕-秸秆还田。2.对各个耕作方式下小麦根病病株进行病原菌的分离,分离频率最高的病原菌为禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）,其次为离蠕孢菌（Bipolaris sorokinianum ）。对各个耕作方式下分离到的禾谷镰刀菌和离蠕孢菌进行小麦根部致病力的测定,结果表明旋耕和免耕耕作方式下分离到的禾谷镰刀菌和离蠕孢菌的致病力高于深耕-秸秆清除和深耕-秸秆还田,与小麦整个生育期根部病害的调查结果一致。同时利用平板稀释法对土壤中镰刀菌的数量进行调查,结果发现,旋耕处理中的镰刀菌数量高于同期其它处理,与上述结论一致。3.本试验建立了检测土壤中镰刀菌群落的PCR-DGGE体系。研究结果表明,巢式PCR反应的第一轮反应体系中土壤DNA模板量约2-5ng。第二轮反应以第一轮扩增产物原液为模板,在退火温度为67℃时扩增的条带最为明亮。通过对DGGE体系的优化得知,选用变性梯度为45%-60%的聚丙烯酰胺凝胶在90V电压下电泳7-8 h分离下的条带效果最佳,DGGE图谱的条带分离结果清晰、丰富。4.采用DGGE分子指纹技术,对不同耕作方式下小麦三个生育期的根际土壤微生物样性进行了初步研究。通过图谱分析得知,耕作方式对土壤中微生物多样性有明显影响,真菌群落和镰刀菌群落的多样性受耕作方式和小麦生育期的影响明显,腐霉菌群落的多样性受生育期影响显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 秸秆还田发展现状
• 1.2 秸秆还田对农田生态系统的影响
• 1.2.1 对土壤物理性质的影响
• 1.2.2 对土壤化学性质的影响
• 1.2.3 对土壤生物活性的影响
• 1.2.4 对作物产量和品质的影响
• 1.3 土壤微生物的研究方法
• 1.3.1 微生物平板培养方法
• 1.3.2 磷脂脂肪酸图谱（PFLA）
• 1.3.3 Biolog 微平板方法
• 1.3.4 随机引物多聚酶链式反应（RAPD）
• 1.3.5 变性梯度凝胶电泳（DGGE）
• 1.4 小麦根部病害的研究进展
• 1.4.1 小麦根部病原菌的研究进展及病部症状
• 1.4.2 小麦根部病防治研究进展
• 1.5 本研究的立题背景及研究意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 试验田
• 2.1.2 主要试验仪器
• 2.1.3 试验主要试剂
• 2.1.4 供试培养基
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 小麦根部病害调查
• 2.2.2 耕作方式对小麦根际土传病原菌的影响
• 2.2.3 PCR 体系的建立
• 2.2.4 变性梯度凝胶电泳（DGGE）体系建立
• 3 结果与分析
• 3.1 不同耕作方式下小麦根病的影响
• 3.1.1 不同耕作方式下小麦根病调查结果
• 3.1.2 不同耕作方式下小麦根病病原菌的分离结果
• 3.1.3 不同耕作方式下小麦根病病原菌对小麦的致病力测定结果
• 3.2 耕作方式对主要土传病原菌数量的影响
• 3.2.1 耕作方式对镰刀菌数量影响
• 3.2.2 耕作方式对腐霉菌数量的影响
• 3.3 土壤基因组DNA PCR 扩增体系的建立
• 3.3.1 基因组DNA 的提取结果
• 3.3.2 基因组DNA 的PCR 扩增结果
• 3.3.2.1 真菌群落的PCR 扩增结果
• 3.3.2.3 镰刀菌群落的PCR 扩增结果
• 3.4 不同耕作方式下小麦根际土壤微生物多样性分析
• 3.4.1 真菌多样性分析
• 3.4.2 腐霉菌群落DGGE 结果
• 3.4.3 镰刀菌群落DGGE 结果
• 4 讨论
• 4.1 耕作方式对小麦根病的影响
• 4.2 镰刀菌群落分子检测技术的建立
• 4.3 不同耕作条件对微生物群落的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 在读期间发表的学术论文
• 作者简历
• 致谢