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《齐鲁工业大学》 2017年
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玉米根系及土壤细菌群落动态变化对除草剂的响应规律研究

许艳蕊  
【摘要】:本研究以山东省农业科学院玉米研究所龙山试验基地的玉米根系和根际土壤为材料,首先采用传统培养方法分离玉米根系内生细菌,其次采用Illumina Miseq高通量测序技术分析除草剂(使它隆)对玉米根系和土壤细菌群落结构和组成的影响。主要研究发现如下:对4个玉米自交系(PH4CV、PH6WC、郑58和昌7-2)根系中的内生细菌进行分离和鉴定,为获得有益微生物资源奠定基础。通过形态学观察、生理生化特征鉴定及16S rDNA基因序列同源性分析和构建系统发育树等方法对分离菌株进行生物学鉴定,以确定其种属。共分离到23株内生细菌,鉴定为6个属,包括芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、贪噬菌属(Variovorax sp.)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.),其中优势属为芽孢杆菌属。4个玉米自交系内生细菌的种类不同,细菌种类由多到少依次是PH6WC、郑58、PH4CV和昌7-2。通过对不同玉米自交系内生细菌的比较分析,发现内生细菌的种类和数量与玉米基因型相关。利用Illumina Miseq高通量测序技术,测定了郑58的子代鲁单818玉米根系细菌的16S rRNA基因的V4-V5可变区序列,对不同时期的不喷施使它隆和喷施使它隆的玉米根系细菌群落组成和多样性进行分析。使它隆对玉米根系微生物群落的研究表明,不同时期使它隆对玉米根内生菌多样性的影响不同。多样性分析结果表明,使它隆处理10 d后,鲁单818根系内生细菌多样性和丰度降低;处理60 d后,鲁单818玉米根系细菌多样性和丰度增加。在细菌群落组成上,使它隆处理10 d后,处理组中变形菌门的比例显著增加;蓝藻细菌门的比例显著下降;处理60 d后,与对照相比,处理组中蓝藻菌门比例降低,厚壁菌门的比例增加。在属水平上,一些优势菌属的分布发生了变化。使它隆处理10 d后,根系L2.818中伯克氏菌属、假单胞菌属和寡养单胞菌属的比例降低,肠杆菌属的比例增加;使它隆处理60 d后,根系L3.818中芽孢杆菌属、阿菲波菌属、土壤杆菌属、鞘脂菌属、伯克氏菌属、假单胞菌属和寡养单胞菌属的比例都增加。使它隆对玉米根际土壤细菌群落的研究表明使它隆处理10 d后的土壤细菌多样性和丰度降低;处理60 d后的土壤细菌多样性和丰度提高。对土壤细菌群落组成分析发现,5个土壤样品中的优势菌门均为酸酐菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门。使它隆处理10 d后的样品酸杆菌门的比例增加,放线菌门和绿弯菌门的比例降低;使它隆处理60 d后样品变形菌门的比例降低,绿弯菌门的比例明显增加。由此可知,使它隆对玉米根系和土壤细菌多样性产生一定影响,其影响随施药时间而异。该结果为合理使用除草剂,促进玉米植株的健康生长、提高玉米产量及品质提供了理论依据。
【学位授予单位】:齐鲁工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S513;S154.3;S482.4

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