连作花生红壤微生物多样性的研究及微生物制剂对连作花生的影响

论文摘要

花生是南方低丘红壤区的主要油料作物和经济作物,连作使花生单产、总产及其产投比在2-5年内均呈下降趋势。研究者从不同角度对作物连作的障碍原因进行了分析,多数学者分析认为连作后的土壤微生物区系变化是引起作物减产的主要原因。本文通过非培养的方法直接从土壤中提取总DNA,用细菌通用引物扩增16S rDNA V3区,用真菌引物扩增18S rDNA,通过DGGE技术分析土壤样品中的微生物群落结构；利用培养方法从土壤中分离芽孢杆菌,用细菌通用引物扩增16S rDNA, HhaⅠ和XspⅠ联合酶切,通过RFLP技术分析土壤样品中的芽孢杆菌群落多样性。从细菌DGGE结果发现：花生连作土壤样品的条带数较多,细菌种类均比较丰富；经切胶回收、TA克隆测序后发现3个土壤样品的代表类型是芽孢杆菌。然而真菌DGGE结果显示：花生连作土壤样品的条带数都不多,在所有的土壤样品中真菌种类均不丰富,测序后发现霉菌普遍存在于连作土壤中。3个连作小区土样的微生物群落间具有较高的相似度。枯草芽孢杆菌是目前研究报道较多的一类芽孢杆菌,广泛存在于壤、湖泊、海洋和动植物的体表,由于其无致病性,并可以分泌多种酶和抗生素,而且还具有良好的发酵基础,所以用途十分广泛。通过培养法对芽孢杆菌计数结果显示,花生连作土壤芽孢杆菌较丰富,数量从2.00×105～2.25×105cfu/g干土。通过对3个土样中的芽孢杆菌进行了16S rDNA的PCR-RFLP分析,获得9个OTUs。多样性指数分析表明,PCC1的OTUs多样性最高,PCC 3次之,PCC 2多样性最低。16S rDNA测序结果表明花生连作土壤中芽孢杆菌的优势类型有短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、高地芽孢杆菌,分别占总克隆的54%、12%和14%。为了探索解除花生连作障碍的方法,本试验对花生连作地进行不同微生物菌剂的施用,观察不同处理间对花生生育性状和产量的影响。结果表明,微生物菌剂均能一定程度上增加作物的产量,本试验分离得来的枯草芽孢杆菌与光合细菌联合施用的效果最好,比对照提高了32.14%。芽孢杆菌作为微生物调节剂是新型环保的生物抗重茬剂,未来有望成为减轻或解除花生连作障碍的一项经济有效的对策。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号与缩略语说明
• 前言
• 第一章 文献综述
• 一、土壤微生物多样性的研究进展
• 1 微生物多样性的概念及研究内容
• 2 微生物多样性的研究意义
• 3 土壤微生物多样性的影响因子
• 二、土壤微生物多样性的研究方法进展
• 1 微生物平板培养法
• 2 BIOLOG微平板分析法
• 3 生物标记物法
• 4 分子生物学研究方法
• 三、花生连作障碍的研究进展
• 1 花生连作减产原因的研究
• 2 花生连作障碍的防治
• 四、微生态制剂的发展
• 1 芽孢杆菌的应用
• 2 光合细菌的应用
• 参考文献
• 第二章 利用PCR-DGGE技术对花生连作红壤微生物群落多样性的分析
• 1 试验材料与方法
• 2 实验结果及分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 利用PCR-RFLP技术对花生连作红壤芽孢杆菌群落多样性的分析
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 微生物制剂对连作花生的影响
• 1 试验材料和方法
• 2 结果分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 全文总结
• 创新之处
• 附录Ⅰ 文中所用的培养基和试剂配方
• 附录Ⅱ 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢