【摘要】：光照、水分以及營養(yǎng)物質(zhì)等植物生長所需的資源在環(huán)境中多呈斑塊化、異質(zhì)化分布。普遍存在的環(huán)境異質(zhì)性加大了植物獲取必需資源的難度。而克隆植物分株間的連接結(jié)構(gòu)(根狀莖,匍匐莖等)使得資源的轉(zhuǎn)移和共享變得可能,這種資源的分配被稱為克隆整合(Clonalintegration)�？寺≈参锿ㄟ^分株間克隆整合緩解資源異質(zhì)性帶來的選擇壓力,提高克隆片段的生存與生長,同時可為子代分株提供支持�？寺≌媳徽J為是克隆植物維持生態(tài)優(yōu)勢的重要手段。根際作為植物根系與土壤的交互界面,存在著廣泛的物質(zhì)交換。植物光合產(chǎn)物以根際沉積(Rhizodeposition)的形式釋放到土壤環(huán)境中,成為土壤微生物主要的可利用碳源以及結(jié)構(gòu)物質(zhì)。而土壤微生物對頑固有機質(zhì)的降解為植物的生長提供了重要的營養(yǎng)來源。本文以為根狀莖克隆植物白夾竹為例,研究克隆整合對遭受光照脅迫分株根際氮素轉(zhuǎn)化及有效性的影響。白夾竹克隆片段包含—個母本分株(mother ramet)和一個子代分株(offspringramet),母本(子代)分株置于全光照,而子代(母本)分株置于80%遮蔭環(huán)境,同時,分株間根狀莖保持連接或者割斷處理。本文主要探討克隆整合對白夾竹遮蔭分株(子株,母株)根際氮素轉(zhuǎn)化過程及有效性的影響,以及同化產(chǎn)物的傳輸方向?qū)Φ剞D(zhuǎn)化過程的不同影響,同時探討功能基因豐度與根際生態(tài)過程的相關(guān)性,這對揭示克隆整合的生態(tài)適應(yīng)具有重要指導意義。本文的主要結(jié)果如下:1)克隆整合顯著促進了遮蔭分株根際土壤C有效性,但是似乎削弱了 N有效性�？寺≌巷@著增加了遮蔭分株的根際土壤溶解性有機碳(DOC)含量,并進而導致了遮蔭分株根際土壤微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)的增加。同時,克隆整合也增加了胞外N-乙�；�-β-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)、脲酶(Urease)活性,并且資源的不同傳輸方向(acropetal、basipetal)也對遮蔭分株根際氮礦化速率(Nmin)和硝化速率(Nnitri)也產(chǎn)生了不同的影響。2)對16S rDNA V3、V4可變區(qū)的測序結(jié)果表明,細菌可操作分類單元(OTUs)歸屬于 13 個門,415 個屬。其中Nitrosomonadaceae(uncultured),Nitrospira,Nitrospinaceae(uncultured),Xanthobacteraceae(uncultured),Bradyrhizobium是與根際土壤氮素轉(zhuǎn)化相關(guān)的菌群,其相對豐度較小(最高值為11.8%)�；贠TUs的主成分分析(PCA)表明,根狀莖割斷或連接處理的遮蔭分株根際土壤微生物群落組成并沒有發(fā)生顯著變化,這表明本研究中克隆整合對遮蔭分株的根際微生物群落組成沒有產(chǎn)生顯著性影響。3)克隆整合顯著提高了連接的遮蔭分株根際的功能基因豐度。氨氧化細菌氨單加氧酶基因(AOB amoA)豐度遠遠超過氨氧化古菌氨單加氧酶基因(AOA amoA)豐度及固氮酶基因(nifH)豐度。功能基因豐度、根際生態(tài)過程的相關(guān)性在不同傳輸方向處理中不同,同時遮蔭分株(子株,母株)根際土壤功能能基因豐度與N有效性存在著顯著負相關(guān)關(guān)系�？寺≌洗龠M了遮蔭分株根際土壤的C有效性和微生物生物量,進而刺激了根際土壤有機質(zhì)周轉(zhuǎn)過程。并且同化產(chǎn)物的傳輸方向(頂向,基向)對遮蔭分株根際氮素轉(zhuǎn)化過程有著不同影響。同時遮蔭分株根際土壤功能基因豐度的變化以及功能菌群在土壤的微弱比例可能某種程度上解釋了克隆整合作用對遮陰分株根際土壤微生物群落不顯著影響的現(xiàn)象。
【圖文】：

膜和ＰＶＣ板材。聚乙烯膜和ＰＶＣ板材主要用防止外部土壤環(huán)境中水分、養(yǎng)分滲入到逡逑白夾竹分株根部土塊中。同時，，分株根部土塊上表面覆蓋遮陽網(wǎng)，以防止落葉等凋落逡逑物對實驗的影響。實驗設(shè)計如圖１所示。每種實驗處理進行１０次重復。上述實驗處逡逑１３逡逑

光合產(chǎn)物的傳輸方向及二者交互作用顯著性影響（表３）。無論在頂向處現(xiàn)組還是基逡逑向處理組中，克隆整合均顯著促進了遮蔭分株（子株，母株）的根際土壤ＰＯＸａｓｅ活逡逑性（圖２）。基向處理中，根狀莖連接處理的遮蔭母株根際土壤Ｕｒｅａｓｅ活性顯著高于逡逑割斷處現(xiàn)。仍是，在頂向處理組中，連接子株與割斷子株根際土壤間的Ｕｒｅａｓｅ活性逡逑并不存在顯著性差異（圖２）。遮蔭分株（子株，母株）根際土壤ＮＡＧａｓｅ與ＰＯＤａｓｅ逡逑活性僅僅受到根狀莖連接狀態(tài)的影響（表３）。無論在頂向處理組還是基向處現(xiàn)組中，逡逑克隆整合都顯著促進了遮蔭分株（子株，母株）的根際土壤ＮＡＧａｓｅ與ＰＯＤａｓｅ活性逡逑（圖邋２）。逡逑１邐；ｃ逡逑、邐ＮＡＧａｓｅ邐ＰＯＸａｓｅ邐＾逡逑ｆ邐Ｉ邐３邐＾邐ｂ逡逑ｊ邋２２Ｓ．邋ｒ＋ｎ邐ｒ邐Ｉ邐削邋｜逡逑１：１邐ｌｌｉ邐１１邐＾邋ｌｉ逡逑ＰＯＤａｓｅ邐Ｕｒｅａｓｅ逡逑０．０３－邐ｃ邐ｄ逡逑＞邋00，邋ｒ＋ｉ邋＊邋門邐１邋．邋ｊ逡逑ｉ邋ｉ邐＿邋Ｉ逡逑５」Ｉ邋ＨＪ邐ｌ．N洀．：．＿，邋Ｉ邋／逡逑Ａｃｒｏｐｅｔａｌ邋Ｂａｓｉｐｅｔａｌ邐Ａｃｒｏｐｅｔａｌ邐Ｂａｓｉｐｅｔａｌ逡逑ｆ———１邋Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ邐Ｓｅｖｅｒｅｄ逡逑圖２遮陰分株（子株，母株）根際十．壤十．壤胞外酶活性（平均值士標準差）。數(shù)據(jù)差異的顯逡逑薺性表示為邋＊＊＊邋（Ｐ＜０．００１）
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S714

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4 宋W

本文編號：2612844