2018中国作物学会学术年会

2018-10-14 00:00:01

中国江苏扬州

【研究背景】间作作为中国传统精耕细作农业的重要组成部分,具有增产,提高资源利用效率等优势,不仅能增加地上部的生物多样性,也可增加地下部的土壤微生物多样性。目前的研究多集中在间作系统中光照和水分利用,氮素吸收等养分吸收方面,关于土壤固氮微生物mifH基因多样性和结构的研究与报道较少,尤其是禾本科作物的根际土壤固氮微生物多样性。研究燕麦同不同豆科作物间作对作物根际土壤微生物多样性的影响,为作物的高效栽培提供理论依据和技术支撑;【材料与方法】采用大田试验,分别在燕麦的拔节期、灌浆期、成熟期同时采集燕麦和豆科作物的根际土样,利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术及扩增产物序列分析方法,探讨不同间作组合对作物根际土壤固氮微生物nifH基因多样性的影响;【结果与分析】不同生育时期,单作燕麦根际固氮微生物群落存在明显差异。间作处理能够提高作物根际固氮菌群落多样性,改变根际固氮细菌群落结构组成。在整个生育时期,间作豆科作物相对于单作,根际微生物群落较为接近。成熟期间作燕麦根际固氮细菌的shannon-weaver index指数均匀度及丰富度均高于单作燕麦;间作花生根际固氮微生物群落多样性及丰富度随生育进程而呈递增趋势;对DGGE图谱中的条带位置和亮度的数字化结果进行主成份分析,结果显示在燕麦拔节期,TO与TOS和TOG差异较大,而在成熟期,TO、TOS差异较小,与TOG差异较大;根据戴斯系数对不同处理间群落组成的相似度进行分析可知,在燕麦灌浆期,不同处理间的固氮微生物群落组成差异较大,各处理间相似度均低于50%;测序结果表明,燕麦根际固氮微生物的所有序列均为变形菌门,三大纲,分别是Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria和Gammaproteobacteria和少数其他菌属。豆科作物根际固氮细菌种类较丰富,主要为α-变形菌纲的慢生根瘤菌属、β-变形菌纲的Azohydromonas和Pseudacidovorax,γ-变形菌纲的克雷白氏杆菌属及少数Cyanobacteri和一些不可培养固氮菌群。【结论】燕麦Ⅰ豆科显著的影响根际固氮菌的群落结构和群落多样性,有助燕麦合理间作栽培模式的认识和筛选高效燕麦联合固氮体系。结果同时也证明了间作体系中地上部植物多样性与地下部微生物多样性存在紧密联系。