發(fā)布時(shí)間：2018-04-09 03:42

  本文選題：輪作　切入點(diǎn)：根系分泌物　出處：《沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：甜瓜是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物,自毒作用和枯萎病嚴(yán)重是制約甜瓜優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的最大障礙。實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn),苯甲酸、阿魏酸、肉桂酸等酚酸物質(zhì)是導(dǎo)致甜瓜產(chǎn)生連作障礙的重要化感物質(zhì)。輪作是一種有效利用化感途徑來防治土傳病害、提高土壤營(yíng)養(yǎng)利用率和微生物多樣性的耕作制度。在輪作種植制度中,由于忽視輪作作物的化感特性而導(dǎo)致土壤中病原真菌等有害物質(zhì)積累、土壤生理生化性狀惡化等現(xiàn)象普遍存在。本文通過對(duì)14種作物根系分泌物的化感特性進(jìn)行研究,篩選了甜瓜的最優(yōu)輪作作物,明確了輪作作物的化感物質(zhì)及其化感特性;探討了輪作作物根系分泌物及其化感物質(zhì)緩解連作障礙的作用機(jī)理,及對(duì)根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響,主要研究結(jié)果如下:1.明確了 14種供試作物根系分泌物對(duì)甜瓜及枯萎菌的化感作用14種供試作物根系分泌物對(duì)甜瓜種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和尖孢鐮刀菌的化感作用的研究結(jié)果表明,茴香、洋蔥、油菜、茼蒿和萵苣的根系分泌物對(duì)尖孢鐮刀菌具有化感抑制作用,而對(duì)甜瓜種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)均表現(xiàn)出促進(jìn)效果。在試驗(yàn)處理濃度下,濃度升高,孢子萌發(fā)率降低,菌絲生長(zhǎng)減緩,化感抑制作用增強(qiáng);茴香、洋蔥、油菜、茼蒿和萵苣根系分泌物對(duì)甜瓜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)均表現(xiàn)出低促高抑的化感效果。在0.05 g·ml-1處理濃度下,油菜根分泌物對(duì)甜瓜種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最為顯著,發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)分別為86.52%、80.22%和26.32,甜瓜幼苗生物量顯著增加。茴香和洋蔥次之,萵苣和茼蒿化感促進(jìn)作用最弱。2.對(duì)輪作作物根系分泌物中主要酚酸物質(zhì)鑒定及其化感作用進(jìn)行了研究采用高效液相色譜儀對(duì)茴香、洋蔥和油菜3種作物根系分泌物中的酚酸物質(zhì)進(jìn)行了分離鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)苯甲酸芐基酯、苯甲酸-4-甲基苯酯和鄰苯二甲酸二丁酯是3種化感作物共有的酚酸物質(zhì),且含量較高。采用HPLC方法,對(duì)苯甲酸芐基酯、苯甲酸-4-甲基苯酯和鄰苯二甲酸二丁酯3酚酸進(jìn)行生物活性測(cè)定,結(jié)果表明:在濃度為0.05-0.25 mmol·L-1范圍內(nèi),孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)均受到顯著抑制,而且化感抑制效果與處理濃度成正相關(guān)。當(dāng)苯甲酸-4甲基苯酯處理濃度低于0.1 mmol.L-1,而苯甲酸芐基酯和鄰苯二甲酸二丁酯在濃度為0.05-0.25 mmol·L-1時(shí),甜瓜種子萌發(fā)率及幼苗生物量顯著提高,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的化感促進(jìn)效果。3.初步探索了輪作作物根系分泌物及化感物質(zhì)對(duì)甜瓜枯萎菌的化感作用機(jī)理對(duì)茴香、洋蔥和油菜3種作物的根系分泌物以及苯甲酸芐基酯、苯甲酸-4-甲基苯酯和鄰苯二甲酸二丁酯3種酚酸處理后,甜瓜枯萎病病原菌分泌的細(xì)胞壁降解酶活性、抗氧化保護(hù)酶活性以及鐮刀菌酸含量變化進(jìn)行了研究分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在根系分泌物和酚酸的試驗(yàn)處理濃度下,甜瓜枯萎菌細(xì)胞壁降解酶(果膠酶、纖維素酶和β-葡萄糖苷酶)活性和抗氧化物酶活性(超氧化歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶)受到顯著抑制,且分泌鐮刀菌酸量降低。4.明確了化感物質(zhì)對(duì)尖孢鐮刀菌致病、防御相關(guān)基因表達(dá)的影響利用實(shí)時(shí)熒光定量技術(shù)對(duì)茴香根系分泌物、苯甲酸芐基酯和鄰苯二甲酸二丁酯處理后,甜瓜枯萎菌幾丁質(zhì)合成酶基因(FochsV)、鐮刀菌酸合成相關(guān)基因(FUBT)、超氧化物歧化酶(SOD)合成基因和過氧化物酶(POD)合成相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè)分析。結(jié)果表明:0.1g·mL-1茴香根系分泌物處理后,尖孢鐮刀菌Fochs V基因、FUBT基因、SOD合成相關(guān)基因和POD合成相關(guān)基因的表達(dá)量降低,與CK差異極顯著;0.1 mmol·L-1鄰苯二甲酸二丁酯和苯甲酸芐基酯處理后,表達(dá)量均有所降低。5.明確了化感作物與酚酸對(duì)根際微生物群落結(jié)構(gòu)的影響本研究應(yīng)用IlluminaMiSeq高通量測(cè)序技術(shù)進(jìn)行分析對(duì)照土壤(CK)、甜瓜連作(M)、茴香輪作(F)以及苯甲酸芐基酯(P)處理甜瓜對(duì)根際土壤真菌和細(xì)菌生物量、群落結(jié)構(gòu)及豐度的影響進(jìn)行研究,以確定不同農(nóng)業(yè)實(shí)踐方式對(duì)土壤環(huán)境中微生物群落的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)各處理土壤中,變形菌門細(xì)菌和子囊菌門真菌占優(yōu)勢(shì)地位。與CK相比,引起甜瓜枯萎病的鐮刀菌屬在甜瓜連作根際土壤(M)中的相對(duì)豐度明顯升高。而與甜瓜連作根際土壤相比,茴香輪作根際土壤(F)和酚酸處理土壤(P)中鐮刀菌屬略有下降趨勢(shì)。此外,多年甜瓜連作土壤細(xì)菌群落物種豐富度降低,多樣性變化不顯著,真菌群落物種豐富度增加,多樣性顯著提高;而與茴香輪作和經(jīng)苯甲酸節(jié)基酯處理后,根際土壤細(xì)菌群落物種豐富度和多樣性均得到顯著提高,真菌豐度度和多樣性相對(duì)降低。6.對(duì)輪作及降解木霉菌緩解甜瓜連作障礙的作用進(jìn)行了研究盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明,茴香、洋蔥和油菜的根系分泌物處理后,甜瓜枯萎病發(fā)病程度顯著降低,3種作物根系分泌物對(duì)尖孢鐮刀菌生長(zhǎng)具有抑制作用。對(duì)不同處理的根際土壤中酚酸含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)甜瓜連作根際土壤中存在甜瓜的自毒物質(zhì)—對(duì)羥基苯甲酸、阿魏酸、肉桂酸和苯甲酸,而且含量較高;而與茴香輪作和苯甲酸芐基處理后,根際土壤中酚酸物質(zhì)含量明顯降低,同時(shí)與木霉菌共同處理后,土壤中自毒酚酸物質(zhì)的降解率提高。以上結(jié)果說明茴香/甜瓜輪作、苯甲酸芐基酯和木霉菌具有緩解甜瓜連作障礙的作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S652

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1724722