本文選題：分蘗洋蔥　切入點(diǎn)：伴生番茄　出處：《東北農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：番茄(Solanum lycopersicum)是我國(guó)設(shè)施內(nèi)主栽的茄果類(lèi)蔬菜之一,由于栽培習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使,設(shè)施內(nèi)番茄連作普遍存在,大量施用化肥使設(shè)施內(nèi)土壤日趨酸化和鹽堿化,這嚴(yán)重影響番茄的產(chǎn)量和品質(zhì),且病蟲(chóng)害頻繁發(fā)生,這已成為制約設(shè)施番茄發(fā)展的主要問(wèn)題。本研究在連作富營(yíng)養(yǎng)的設(shè)施土壤條件下,以分蘗洋蔥/番茄的伴生栽培模式為研究對(duì)象,分析伴生番茄根區(qū)土壤有效養(yǎng)分及植株養(yǎng)分含量的變化,探明伴生分蘗洋蔥對(duì)番茄養(yǎng)分吸收及分配的變化規(guī)律。采用稀釋平板和16S r DNA測(cè)序的方法分離并鑒定土壤中溶磷菌(PSB)和解磷菌(PMB);利用q PCR和PCR-DGGE方法分析伴生分蘗洋蔥番茄根區(qū)土壤中堿性磷酸酶基因(ALP)數(shù)量及多樣性的變化,采用Miseq高通量測(cè)序技術(shù)研究伴生對(duì)番茄根區(qū)土壤中細(xì)菌和真菌群落的影響;運(yùn)用q RT PCR精準(zhǔn)分析伴生番茄抗病相關(guān)基因表達(dá)量變化,揭示伴生分蘗洋蔥番茄促生控病內(nèi)在機(jī)理,為伴生分蘗洋蔥番茄栽培模式的推廣應(yīng)用及其相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。主要結(jié)論如下:1.伴生兩種分蘗洋蔥均促進(jìn)了番茄株高、地上干重和地下干重的顯著增加,且伴生品種間差異顯著。伴生提高番茄產(chǎn)量達(dá)8.49~16.92%。伴生番茄的根系形態(tài)發(fā)生改變,根表面積和根體積顯著增加,促進(jìn)了番茄礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。2.伴生兩種分蘗洋蔥均改變了番茄植株內(nèi)養(yǎng)分分配規(guī)律,降低了養(yǎng)分(N、P、K、Mn、Mo、B、Si)向葉中分配的比例,升高了養(yǎng)分(P、K、Mn、Mo)向根和花果中分配的比例,為產(chǎn)量的提高奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。3.伴生前期番茄葉綠素含量顯著高于單作,且伴生期間番茄生物量和根系活力均顯著高于單作,但分蘗洋蔥出現(xiàn)相反的趨勢(shì)。說(shuō)明分蘗洋蔥和番茄伴生體系中種間促進(jìn)作用和種間競(jìng)爭(zhēng)作用同時(shí)存在,伴生分蘗洋蔥促進(jìn)番茄生長(zhǎng),是以犧牲分蘗洋蔥自身生長(zhǎng)為代價(jià)的。4.伴生后番茄根區(qū)土壤中脫氫酶、脲酶和多酚氧化酶活性均顯著高于單作。伴生前期土壤堿性磷酸酶顯著高于單作,而伴生后期土壤中過(guò)氧化氫酶顯著高于單作。定植37 d時(shí),伴生番茄根區(qū)土壤中有效養(yǎng)分(N、P、K、Mn、B、Si)均顯著低于單作,而伴生番茄養(yǎng)分(N、P、K、Mn、Mo、B、Si)吸收量顯著高于單作。土壤EC值顯著低于單作,p H顯著高于單作。5.伴生后使番茄根區(qū)溶磷菌(PSB)、解磷菌(PMB)及堿性磷酸酶基因(ALP)數(shù)量和多樣性顯著增加。伴生番茄根區(qū)土中假單胞菌屬(Pseudomonas)、根瘤菌屬(Rhizobium),芽孢桿菌屬(Bacillus),鞘脂菌屬(Sphingobium)的相對(duì)豐度增加。這說(shuō)明伴生分蘗洋蔥使番茄磷細(xì)菌的多樣性和功能增加,使番茄根區(qū)土壤中磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度增加,改善伴生番茄的磷營(yíng)養(yǎng)。6.伴生分蘗洋蔥改變了番茄根區(qū)細(xì)菌和真菌群落多樣性,改善土壤質(zhì)量。伴生提高了番茄根區(qū)土中放線(xiàn)菌綱、擬桿菌綱、黃桿菌綱、綠菌綱、綠彎菌綱、厭氧繩菌綱、異常球菌綱、芽孢桿菌綱、梭菌綱、柔膜菌綱、浮霉菌綱、α-變形菌綱、豐佑菌綱等細(xì)菌的豐度,卻降低了座囊菌綱、散囊菌綱、盤(pán)菌綱、錘舌菌綱、銀耳綱、傘菌綱、微球黑粉菌綱、壺菌綱等真菌的豐度。伴生提高了番茄根區(qū)土壤芽胞桿菌屬(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)和鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)等細(xì)菌的相對(duì)豐度。伴生提高了番茄根區(qū)土壤青霉菌屬(Penicillium)、曲霉菌屬(Aspergillus)和毛殼菌屬(Chaetomium)等真菌的豐度,但卻降低了散囊菌屬(Eurotium)和梭孢殼屬(Thielavia)的豐度。7.番茄接種黃萎病菌后,伴生番茄莖和根解剖結(jié)構(gòu)細(xì)胞器完整性較好,葉綠體中有大量淀粉粒積累,而單作番茄莖和根解剖結(jié)構(gòu)細(xì)胞器破壞嚴(yán)重,細(xì)胞葉綠體中淀粉粒積累很少,嗜鋨顆粒積累較多。伴生分蘗洋蔥提高了番茄根系中PAL、POD、PPO、幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,降低根系內(nèi)MDA含量,接菌前根系中類(lèi)黃酮含量顯著高于單作,提高伴生番茄的防御能力。接菌后總酚和類(lèi)黃酮和木質(zhì)素含量均顯著增加,從而降低伴生番茄的發(fā)病率和病情指數(shù)。8.番茄接種黃萎病后,根中啟動(dòng)莽草酸-苯丙素-木質(zhì)素合成途徑上關(guān)鍵酶基因表達(dá),伴生番茄啟動(dòng)基因(PAL,C4H,4CL,CCR,CAD)的表達(dá)早于單作番茄且表達(dá)量顯著上調(diào),增至單作番茄的2~16倍。伴生番茄根系中幾丁質(zhì)酶基因(Chi-E)、β-1,3-葡聚糖酶基因(Glu-E)、病程相關(guān)基因非表達(dá)子1(NPR1)、病程相關(guān)蛋白基因(PR-1)、查爾酮合成酶基因(CHS)和查爾酮異構(gòu)酶基因(CHI)表達(dá)量顯著上調(diào)。綜上,本研究驗(yàn)證了伴生分蘗洋蔥能促進(jìn)番茄生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高,證實(shí)伴生番茄提高對(duì)黃萎病的抗性,分蘗洋蔥促生控病的機(jī)理初步總結(jié)如下:伴生分蘗洋蔥改變了番茄根區(qū)細(xì)菌和真菌群落多樣性,使番茄根區(qū)土壤功能菌PSB、PMB和ALP基因的數(shù)量和多樣性顯著增加,顯著提高了番茄根區(qū)土脫氫酶、多酚氧化酶及脲酶活性,通過(guò)降低了番茄根區(qū)土壤的酸化和鹽堿化水平,創(chuàng)造了良好的根區(qū)營(yíng)養(yǎng)環(huán)境,促進(jìn)番茄生長(zhǎng)和礦質(zhì)養(yǎng)分吸收。同時(shí)改變了番茄植株內(nèi)養(yǎng)分分配比例,為伴生番茄促生增產(chǎn)的奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。伴生分蘗洋蔥通過(guò)調(diào)控次生代謝物合成相關(guān)基因的表達(dá),提高木質(zhì)素、總酚、類(lèi)黃酮和病程蛋白(幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶)等物質(zhì)的含量和POD、PPO、PAL等防御酶活性等分子和生理水平的一系列抗性響應(yīng),提高了伴生番茄對(duì)黃萎病的抗性。
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【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S633.2;S641.2;S436.412
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本文編號(hào)：1577462