施肥对小麦根际微生物的效应及其对小麦纹枯病的影响

论文摘要

纹枯病是江苏省小麦上的重要病害。为了明确稻秸杆、草木灰和钾肥等处理对小麦纹枯病发生的影响,本研究调查了不同施肥处理后小麦纹枯病的发生情况,并通过稀释培养方法比较了不同处理区小麦根际总细菌、荧光假单胞菌、真菌数量以及拮抗菌群体活性,以探讨根际微生物与小麦纹枯病发生的关系。试验结果表明,稻秸杆、草木灰和钾肥处理都可以减轻小麦纹枯病的发生,以秸秆还田处理的效果最好。稻秸杆还田、草木灰和钾肥处理都可以提高小麦根际荧光假单胞菌种群量,钾肥主要在苗期发挥作用,而秸秆的作用可延续至小麦孕穗期。钾肥还可以显著增加小麦根际纹枯菌拮抗细菌指数。分析显示,稻秸杆还田的抑病作用与增加土壤中的有效钾有关,但两者的控病机理又有所不同。施用酸性肥料可使小麦纹枯病的发生显著加重。根际细菌在土壤营养元素循环、有机物质的形成和分解、土壤肥力的保持和提高、植物的生长发育和作物病虫害防治等方面均起着重要的作用。为了进一步明确小麦根际细菌群落多样性与施肥措施的关系,应用变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）的方法,检测不同施肥措施下,苗期、拔节期和孕穗期小麦根际土壤细菌群落结构变化,分析拔节期小麦根际假单胞菌群落结构。结果表明,各处理泳道优势条带数量在10到20条不等,各施肥处理有一定差异,差异主要表现在一些弱带的有无及强弱的变化上。其中尿素处理的根际土壤细菌多样性相对简单,且苗期到拔节期的多样性变化较大,相似性只有48%。钾肥、草木灰和秸秆处理根际细菌多样性相似性较高,高达87%。苗期和孕穗期钾肥处理的小麦根际细菌相似性达85%,以拔节期和孕穗期的秸秆处理的根际细菌相似性为最高,相似性高达98%左右,说明在小麦生长后期秸秆处理根际细菌种群相对稳定。在拔节期钾肥处理的根际假单胞菌群落多样性最高,物种最多,且其与草木灰处理相似性高达93%。结果表明,施用秸秆及钾肥处理可以提高小麦根际细菌的种类多样性和稳定性。草木灰和钾肥处理对小麦根际细菌种群的作用基本一致,而秸秆处理对小麦根际细菌种群的作用与钾肥处理有较高的相似性。同时,土壤真菌不仅在土壤肥力有着举足轻重的作用,而且众多研究表明其中的真菌在控制作物病害中发挥着关键作用。为了了解在小麦生长过程中,小麦根际真菌多样性与施肥措施的关系,分别在小麦苗期、拔节期和孕穗期对不同施肥处理的小麦根际土壤进行采样,提取土壤微生物总DNA,进行18SrDNA扩增,应用PCR-DGGE监测小麦根际土壤真菌的动态变化。结果表明,各施肥处理小麦根际土壤真菌优势条带平均在10条左右,根际真菌优势种群数量时间分布差异不大。聚类分析显示,酸性肥料与尿素处理三个时期根际真菌种群相似性较低（40%以下）,说明在小麦生长过程中,酸性肥料与尿素处理根际真菌种群变化较大。秸秆、草木灰及钾肥各时期根际真菌种群相似性较高（78%左右）,说明秸秆、草木灰和钾肥处理小麦根际真菌种群变化相对较小,保持稳定状态。秸秆与钾肥处理的小麦根际真菌种群相似性低于草木灰与钾肥处理。拔节、孕穗期秸秆与钾肥处理小麦根际真菌的相似性高于苗期。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号与缩写语说明
• 引言
• 第一部分 文献综述
• 小麦纹枯病、栽培措施防治土传病害及其土壤微生物多样性的研究进展
• 一、小麦纹枯病的研究进展
• 1.小麦纹枯病的分布
• 2.小麦纹枯病病原菌
• 3.小麦纹枯病的危害
• 4.小麦纹枯病的发病规律
• 5.小麦纹枯病的发病条件
• 6.小麦纹枯病的防治措施
• 二、农业防治与土传病害
• 1.土传病害（Soil-borne Diseases）是农业可持续发展的主要障碍
• 2.防治土传病害是农业生产上的难题
• 3.土传病害发生的生态因素
• 4.防治土传病害的主要栽培措施对策
• 5.存在的问题及发展趋势
• 三、土壤微生物多样性的研究进展
• 1.传统研究方法
• 2.群落水平生理学指纹方法（CLPP）
• 3.生物标记法
• 4.现代分子生物学方法
• 参考文献
• 第二部分 实验内容
• 第一章 施肥处理对小麦纹枯病发生及根际微生物的影响
• 摘要
• 前言
• 1 材料和方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 小麦纹枯病的发病调查
• 1.3 土样的采集
• 1.4 土壤微生物的分离
• 1.5 土壤分离细菌的拮抗力测定
• 1.6 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 不同施肥处理小区的小麦纹枯病发病情况
• 2.2 不同施肥处理对小麦根际细菌、真菌、荧光假单胞菌数量的影响
• 2.3 不同施肥处理对小麦根际纹枯病菌的拮抗细菌的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第二章 旌肥对小麦根际细菌菌群多态性的影响
• 摘要
• 前言
• 1 材料和方法
• 1.1 土壤样品
• 1.2 土壤DNA的提取及纯化
• 1.3 细菌16S rDNA部分序列的PCR扩增
• 1.4 PCR反应产物的变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析
• 1.5 DGGE指纹图谱分析
• 2 结果与分析
• 2.1 土壤总DNA的抽提、纯化及PCR扩增
• 2.2 小麦根际土壤总细菌的DGGE
• 2.3 小麦根际土壤假单胞菌的DGGE
• 2.4 DGGE指纹图谱的统计分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 施肥对小麦根际真菌菌群多态性的影响
• 摘要
• 前言
• 1 材料和方法
• 1.1 土壤样品
• 1.2 土壤总DNA的提取
• 1.3 真菌18S rDNA部分序列的PCR扩增
• 1.4 PCR反应产物的变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析
• 1.5 DGGE指纹图谱分析
• 2 结果与讨论
• 2.1 土壤真菌PCR-DGGE
• 2.2 DGGE指纹图谱的统计分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 综合讨论
• 全文结论
• 附录
• 致谢