不同氮素條件下強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活體植物通過向環(huán)境中釋放其產生的某些次生化學物質，從而影響周圍其他植物(包括微生物)的生長和發(fā)育一種化學生態(tài)學現(xiàn)象。利用水稻化感作用防除稻田雜草是當前農業(yè)生態(tài)學研究的熱點問題之一，有望成為21世紀生物安全除草可持續(xù)農業(yè)的關鍵技術。 眾所周知，土壤是植物實現(xiàn)化感作用的主要媒介，其中土壤微生物是土壤有機物轉化的執(zhí)行者，它可通過降解、轉化等方式直接影響化感物質在土壤中的存在狀態(tài)、可利用性，甚至對物質的化感活性起到決

2、定性的作用，但相關的研究很少，而傳統(tǒng)的微生物研究在很大程度上受到方法學上的制約，為此，本文運用未端限制性片斷多態(tài)性(T—RFLP)及土壤蛋白質組學等分子生物學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T—RFs中，屬于品種差異的只有16個，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?？傮w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)相關的細菌，產酸和嗜酸相關的細菌如產丙酸菌等和嗜酸硫桿菌屬等、產外毒素相關的梭桿菌屬，信號轉導和防御相關的螺旋體屬，以及一些病害相關的病原菌

4、如植原體屬，支原體屬、克雷伯氏菌屬等的一些細菌。這可能與低氮下化感水稻分泌較多的酚酸類化感物質，為微生物提供了更充分的C源，營造了異質的土壤微生態(tài)環(huán)境有關。 同時本文還初步建立了土壤蛋白質組學技術平臺，土壤蛋白質組學技術和T—RFLP技術相似之處在于，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，然而這兩種技術也有差異，土壤蛋白質組學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。本文建立了一種提取和分離土壤蛋白質的方法，本方法對土壤微生物原提取效率達37.5％。 綜上所述，本文利用T—RFLP技術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，同時也初步建立了土壤蛋白質組學分析技術平臺，這在國內外僅有少量幾篇報道，且存在著重復性不夠高的問題，本文多種分子生物學方法的聯(lián)合運用有效避免單一方法的“假陽性”，進一步完善土壤蛋白質組學的研究技術平臺。本文研究結果將為化感微生物的篩選與