本文關鍵詞：AM真菌與解磷細菌相互作用提高有機磷利用效率的機理　出處：《中國農業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：叢枝菌根(AM)真菌在土壤中產生大量根外菌絲,分泌含碳化合物吸引其它土壤微生物在菌絲際定殖。菌絲際土壤微生物和AM真菌存在密切的關系,深刻影響著AM真菌生態(tài)功能的發(fā)揮。土壤中40%以上的可培養(yǎng)細菌具備活化有機磷的能力,這些解磷細菌同AM真菌的相互作用可能在土壤有機磷的活化利用過程中發(fā)揮著重要作用。本研究應用分室根盒、分隔培養(yǎng)皿培養(yǎng)整株植物、分隔培養(yǎng)皿培養(yǎng)毛根三種體系,在土壤培養(yǎng)和培養(yǎng)基無菌培養(yǎng)條件下,選用AM真菌Rhizophagus intraradices BEG 141、Rhizophagus irregularis DAOM 197198和解磷細菌Bacillus megaterium C4、Rahnella aquatilis HX2,從土壤生物化學過程、微生物生理生化和基因表達的不同層面,系統(tǒng)研究了AM真菌與菌絲際解磷細菌相互作用的具體過程以及互作對土壤有機磷活化和植物吸收磷的影響,主要得到以下結果：(1)AM真菌菌株R. irregularis DAOM 197198不具備活化有機磷的能力,解磷細菌在有機磷活化過程中發(fā)揮作用。有機磷經(jīng)磷酸酶水解釋放出無機磷后才能被AM真菌吸收,然而在無菌培養(yǎng)體系下排除其它微生物干擾,發(fā)現(xiàn)AM真菌不能改變培養(yǎng)基中磷酸酶活性；而解磷細菌顯著提高了磷酸酶活性,增強了有機磷活化。(2)AM真菌菌絲分泌物含有相當濃度的含碳(約4 mM)化合物,通過提高解磷細菌分泌的磷酸酶活性增強其活化有機磷的能力。一方面,菌絲分泌物作為碳源增加解磷細菌數(shù)目；另一方面,菌絲分泌物中的果糖作為信號分子在短時間內刺激解磷細菌磷酸酶蛋白基因表達。(3)解磷細菌可以增強AM真菌根外菌絲吸收和轉運無機磷的能力。一方面,解磷細菌刺激AM真菌根外菌絲生長,增加菌絲吸收磷的范圍；另一方面,解磷細菌提高菌絲表面磷高親和力轉運蛋白基因和液泡內polyP合成酶基因的表達。(4)菌絲際土壤C：P比可以調節(jié)AM真菌-解磷細菌間的互作關系。當土壤有效磷濃度比較低時,盡管解磷細菌也能活化有機磷,但由于細菌自身對磷的需求,同AM真菌發(fā)生競爭將土壤磷生物固定,使活化出的無機磷不能被AM真菌吸收。添加適量的無機磷降低土壤碳磷比,可以緩解解磷細菌和AM真菌對磷的競爭,AM真菌菌絲可以吸收解磷細菌活化出的無機磷,提高植物磷含量。本研究通過三種培養(yǎng)體系,系統(tǒng)研究了AM真菌-解磷細菌間相互作用提高有機磷利用效率的機理,提高了對AM真菌生態(tài)功能和菌絲際微生物相互作用的認識。同時,本研究發(fā)現(xiàn)添加適量無機磷可以調節(jié)AM真菌-解磷細菌間的關系,這對于將來通過調控農田生態(tài)系統(tǒng)中土著AM真菌來提高土壤有機磷利用效率可能具有重要意義。
【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S154.3

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