本文關(guān)鍵詞：青藏高原青稞根腐類病害及其對(duì)根際土壤微生態(tài)的影響　出處：《甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.)是我國(guó)的青藏高原地區(qū)特有的飼用作物和糧食作物,具有耐寒性強(qiáng)、成熟期短等特點(diǎn),在海拔超過(guò)4200米的高寒地區(qū),青稞是唯一能夠正常成熟的谷物。然而,近年來(lái)根腐類病害普遍的發(fā)生給青稞的生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的危害,使我國(guó)藏區(qū)人民的生活及經(jīng)濟(jì)保障受到了威脅。因此本研究調(diào)查了西北青藏高原地區(qū)甘肅省甘南州和青海省青稞根腐類病害的發(fā)生情況,并采取樣本,從病原和根際土壤微生態(tài)入手,對(duì)青稞根腐類病害及其對(duì)根際土壤微生態(tài)的影響進(jìn)行了一系列研究,主要包括以下幾個(gè)方面:(1)2015年和2016年分別對(duì)西北青藏高原地區(qū)甘肅省甘南州和青海省的青稞苗期和成株期的根腐類病害進(jìn)行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)青稞根腐類病害的田間發(fā)病率均在5%-20%之間。并采用多點(diǎn)采樣法采得青稞苗期根腐類病害樣品共102份,青稞成株期根腐類病害樣品共75份。(2)通過(guò)平板分離法分離的方法青稞根腐類病害的病原,并用單孢分離法對(duì)其純化,采用燒杯水瓊脂法和盆栽法測(cè)定致病性,按柯赫氏法則驗(yàn)證后,共分離得到青稞根腐類病害的病原菌235株,其中,燕麥鐮刀菌(Fusarium avenaceum)134株,麥根腐平臍蠕孢(Bipolaris sorokiniana)26株,木賊鐮刀菌(Fusarium equiseti)24株。各地區(qū)燕麥鐮刀菌均為優(yōu)勢(shì)病原菌,其次是木賊鐮刀菌或是麥根腐平臍蠕孢的居多。不同地區(qū)病原菌組成不一,柔毛鐮刀菌(Fusarium flocciferum)和Fusarium langsethiae是甘肅省甘南州特有的病原菌,Microdochium bolleyi和Nectria gliocaldioides是青海省特有的病原菌。(3)根據(jù)所分離到的病原及發(fā)生癥狀,并結(jié)合前人對(duì)同類作物的研究資料,將青稞根腐類病害確定為莖基腐病、普通根腐病、微座孢根腐病、叢赤殼根腐病4種病害類型。其中,莖基腐病分布最廣泛,病原是燕麥鐮刀菌、木賊鐮刀菌、銳頂鐮刀菌、柔毛鐮刀菌和Fusarium langsethiae。其次是普通根腐病,病原是麥根腐平臍蠕孢。最后是微座孢根腐病和叢赤殼根腐病,病原分別是Microdochium bolleyi和Nectria gliocaldioide。(4)對(duì)青稞根腐類病害病原的致病性研究發(fā)現(xiàn),同種不同菌株之間的致病性差異較大。燒杯水瓊脂法所測(cè)定的菌株的致病性高于盆栽法所測(cè)定的各菌株的致病性,且差異顯著。但經(jīng)過(guò)相關(guān)性分析表明,兩種方法所測(cè)定的致病性極顯著相關(guān)。說(shuō)明兩種方法所測(cè)定的發(fā)病率及致病性的趨勢(shì)是一致的。(5)采用平板對(duì)峙培養(yǎng)法和發(fā)酵液法篩選對(duì)青稞根腐類病害病原有抑菌作用的菌株,并通過(guò)盆栽法測(cè)定其防效,結(jié)果發(fā)現(xiàn)酸瘡痂鏈霉菌(Streptomyces acidiscabies)AP11對(duì)青稞莖基腐病的病原木賊鐮刀菌有良好的抑制作用。(6)在Illumina Hiseq4000平臺(tái)和PacBio平臺(tái)對(duì)木賊鐮刀菌D25-1的基因組進(jìn)行了測(cè)序、初級(jí)組裝和高級(jí)組裝,結(jié)果表明在不同平臺(tái)的組裝結(jié)果略有差異,但差異不顯著。木賊鐮刀菌基因組大小為40.55 Mb,GC含量47.92%,共有16條染色體,多數(shù)基因的長(zhǎng)度為200-999nt。(7)通過(guò)對(duì)木賊鐮刀菌D25-1的基因功能注釋發(fā)現(xiàn)了多條與木賊鐮刀菌細(xì)胞過(guò)程、新陳代謝、分子功能等生物過(guò)程相關(guān)的基因;通過(guò)碳水化合物相關(guān)酶注釋、PHI注釋、細(xì)胞色素P450注釋,發(fā)現(xiàn)有多條與木賊鐮刀菌致病性相關(guān)的基因;通過(guò)比較基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)木賊鐮刀菌D25-1與假禾谷鐮刀菌遺傳距離最近,其次是燕麥鐮刀菌,與麥根腐平臍蠕孢的遺傳距離最大。(8)通過(guò)測(cè)定青稞健康植株和根腐類病害植株根際土壤酶活性發(fā)現(xiàn),青稞根腐類病害的發(fā)生使青稞根際土壤過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶的活性降低,使纖維素酶活性升高。青稞根腐類病害的發(fā)病率與蔗糖酶及脲酶活性呈負(fù)相關(guān),且相關(guān)性顯著。(9)通過(guò)測(cè)定青稞健康植株和發(fā)病植株根際土壤微生物生物量和平板涂布法測(cè)定青稞健康植株和發(fā)病植株根際土壤中三大微生物的數(shù)量發(fā)現(xiàn),青稞根腐類病害的發(fā)生改變了青稞根際土壤代謝過(guò)程和土壤微生物的區(qū)系組成,使其根際土壤微生物生物量氮和磷下降;細(xì)菌和放線菌數(shù)量減少,真菌的數(shù)量增多。(10)采用高通量測(cè)序的方法對(duì)青稞健康植株和不同根腐類病害發(fā)病程度植株根際土壤中的16S rDNA和18S rDNA微生物進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn),青稞根腐類病害的發(fā)生使青稞根際土壤細(xì)菌和真菌的群落結(jié)構(gòu)在門、綱、目、科、屬的水平上均發(fā)生變化,且發(fā)病越嚴(yán)重,與健康青稞植株根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的差異也越大。青稞根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)也會(huì)因青稞的生長(zhǎng)時(shí)期和所處地域不同而有所差異。
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S435.123;S154
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本文編號(hào)：1308403