稻瘟灵对中华水韭生理特性及根际土壤微生物群落的影响

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:henrychan168
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中华水韭是水韭亚门孑遗的原始维管植物,因生境受到严重威胁,野生种群数量逐年减少,几近灭绝。目前,我国的水韭属植物都已被列为国家重点保护植物。稻瘟灵是我国水稻产区常用的农药之一,它的使用会对中华水韭产生怎样的影响并未见报道。因此,本研究选用稻瘟灵,采用生理指标和土壤酶常规测定方法、Biolog-Eco微平板法和高通量测序法等,研究不同浓度下中华水韭的生理特性和根际土壤酶活性、土壤微生物群落结构和功能的变化,揭示农药胁迫对中华水韭的伤害机理,为中华水韭的进一步保护提供资料。结果表明:(1)随着稻瘟灵浓度的升高和处理时间的增长,中华水韭的光合系统和膜系统均受到了一定的毒害作用,而保护酶系统的活性升高,能够增强中华水韭对稻瘟灵的抗性。在处理后期,除MDA含量和膜的相对电导率外,中华水韭的各项生理指标均有恢复的趋势。表明稻瘟灵虽然对中华水韭有毒害作用,但这种作用相对较弱,可以恢复。(2)随着稻瘟灵浓度的升高,土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶的活性均呈先升高后降低的趋势,说明低浓度的稻瘟灵对这7种土壤酶的活性具有促进作用,高浓度的稻瘟灵对这7种土壤酶的活性具有抑制作用。(3)用biolog-Eco板研究了不同浓度稻瘟灵处理下中华水韭根际土壤微生物群落代谢能力和功能多样性的差异,研究表明,低浓度下稻瘟灵对中华水韭根际土壤微生物的活性有一定的促进作用,而高浓度下有抑制作用。低浓度的稻瘟灵对土壤微生物利用6类碳源的程度均有一定的促进作用,而高浓度的稻瘟灵对土壤微生物利用这6类碳源的程度均有一定的抑制作用。虽然稻瘟灵对大多数的碳源利用率都是抑制作用,但是对吐温80、α-环式糊精、1-磷酸葡萄糖、D,L-α-磷酸甘油、D-葡糖胺酸、2-羟基苯甲酸、L-精氨酸、L-苯丙氨酸和甘氨酰-L-谷氨酸的利用率具有促进作用。(4)通过高通量测序(HTS)技术研究了不同浓度稻瘟灵胁迫下中华水韭根际土壤微生物群落多样性的变化,结果表明,在本实验中,稻瘟灵对中华水韭根际土壤细菌的多样性没有太大的影响,对土壤真菌多样性的影响较大。不同浓度稻瘟灵处理下,各浓度土壤微生物之间有一定的相似性。10 mg·kg-1和50 mg·kg-1、30 mg·kg-1和40 mg·kg-1的土壤细菌结构具有一定相似性;对照组和20 mg·kg-1的土壤真菌结构具有一定相似性。综上所述,不同浓度的稻瘟灵对中华水韭植株具有一定的毒害作用,但是随着时间的推移,这种毒害作用降低;中华水韭根际土壤酶的活性也会受到一定的影响,不同的酶对稻瘟灵的敏感度不同;本文首次利用Biolog-Eco微平板法和高通量测序法对中华水韭根际土壤微生物的功能多样性和结构多样性进行了研究,结果表明稻瘟灵使中华水韭根际土壤微生物的结构发生了改变,碳源利用情况也发生了改变。
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