不同氮素條件下強(qiáng)弱化感水稻土壤根際微生物多樣性分析.pdf

1、植物化感作用是指一個(gè)活體植物通過向環(huán)境中釋放其產(chǎn)生的某些次生化學(xué)物質(zhì)，從而影響周圍其他植物(包括微生物)的生長和發(fā)育一種化學(xué)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象。利用水稻化感作用防除稻田雜草是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一，有望成為21世紀(jì)生物安全除草可持續(xù)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。 眾所周知，土壤是植物實(shí)現(xiàn)化感作用的主要媒介，其中土壤微生物是土壤有機(jī)物轉(zhuǎn)化的執(zhí)行者，它可通過降解、轉(zhuǎn)化等方式直接影響化感物質(zhì)在土壤中的存在狀態(tài)、可利用性，甚至對物質(zhì)的化感活性起到?jīng)Q

2、定性的作用，但相關(guān)的研究很少，而傳統(tǒng)的微生物研究在很大程度上受到方法學(xué)上的制約，為此，本文運(yùn)用未端限制性片斷多態(tài)性(T—RFLP)及土壤蛋白質(zhì)組學(xué)等分子生物學(xué)手段探討了氮素脅迫條件下不同化感潛力水稻土壤微生物多樣性。 根系微生物的T—RFLP研究表明：在所檢測到的175個(gè)T—RFs中，屬于品種差異的只有16個(gè)，由氮素和品種引起微生物的垂直分布的差異和微生物峰度的差異是主要的。總體而言，低氮條件下水稻的根圈微生物較正常氮水平下豐富

3、，相同氮條件下，化感水稻較非化感水稻豐富?；兴靖H微生物群落組成呈現(xiàn)較大的多樣性，與正常氮水平下化感水稻以及非化感水稻的根際微生物相反，低氮條件下化感水稻的根系微生物多于0—5cm層的微生物，同時(shí)其0—5cm和5-20cm層的微生物也較其它樣品豐富。氮素引起的化感水稻根圈土壤微生物差異包括氮循環(huán)相關(guān)的細(xì)菌，產(chǎn)酸和嗜酸相關(guān)的細(xì)菌如產(chǎn)丙酸菌等和嗜酸硫桿菌屬等、產(chǎn)外毒素相關(guān)的梭桿菌屬，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和防御相關(guān)的螺旋體屬，以及一些病害相關(guān)的病原菌

4、如植原體屬，支原體屬、克雷伯氏菌屬等的一些細(xì)菌。這可能與低氮下化感水稻分泌較多的酚酸類化感物質(zhì)，為微生物提供了更充分的C源，營造了異質(zhì)的土壤微生態(tài)環(huán)境有關(guān)。 同時(shí)本文還初步建立了土壤蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)平臺(tái)，土壤蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)和T—RFLP技術(shù)相似之處在于，它們均在一定程度上克服了傳統(tǒng)平板培養(yǎng)的微生物的研究方法中所研究的微生物只占微生物總量的0.1—10％的缺點(diǎn)，然而這兩種技術(shù)也有差異，土壤蛋白質(zhì)組學(xué)能更直接的反映土壤生態(tài)系統(tǒng)中的功能

5、微生物或功能蛋白質(zhì)。本文建立了一種提取和分離土壤蛋白質(zhì)的方法，本方法對土壤微生物原提取效率達(dá)37.5％。 綜上所述，本文利用T—RFLP技術(shù)探討了不同氮素條件下不同化感潛力水稻根際微生物的多樣性，同時(shí)也初步建立了土壤蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)平臺(tái)，這在國內(nèi)外僅有少量幾篇報(bào)道，且存在著重復(fù)性不夠高的問題，本文多種分子生物學(xué)方法的聯(lián)合運(yùn)用有效避免單一方法的“假陽性”，進(jìn)一步完善土壤蛋白質(zhì)組學(xué)的研究技術(shù)平臺(tái)。本文研究結(jié)果將為化感微生物的篩選與