【摘 要】
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我国是世界马铃薯第一大生产国,但我国马铃薯平均产量低于世界平均水平。我国马铃薯多连作栽培,特别是南方马铃薯产区还存在年内连作的现象,造成了严重的连作障碍,病虫害增多,产量和品质下降。国内外在马铃薯连作障碍及其控制开展了较为深入的研究,但是这些研究多在一季作区如甘肃、内蒙古等地进行,我国南方多熟制作区的土壤理化性质、生态环境和耕作制度均不同于一季作区,其连作障碍机理机理尚不清楚。本论文利用宏基因组测
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我国是世界马铃薯第一大生产国,但我国马铃薯平均产量低于世界平均水平。我国马铃薯多连作栽培,特别是南方马铃薯产区还存在年内连作的现象,造成了严重的连作障碍,病虫害增多,产量和品质下降。国内外在马铃薯连作障碍及其控制开展了较为深入的研究,但是这些研究多在一季作区如甘肃、内蒙古等地进行,我国南方多熟制作区的土壤理化性质、生态环境和耕作制度均不同于一季作区,其连作障碍机理机理尚不清楚。本论文利用宏基因组测序技术,研究连作和轮作对南方马铃薯作区土壤理化性质和生物学特性的影响,解析南方作区马铃薯连作障碍发生的机理,为连作障碍干预及合适的轮作方式选择提供理论参考;此外,还研究稻薯轮作系统对土传病害粉痂病及其传播马铃薯帚顶病毒（PMTV）的影响,开展田间耐病品种的筛选,建立一种灵敏可靠PMTV的检测方法,为南方马铃薯主产区PMTV防治提供品种选择和技术参考。1、连作对南方马铃薯生长及土壤理化性质和微生物群落结构的影响比较了新开垦土壤（N）、第一季土壤（F）、连作3、4季土壤（C3、C4）的理化性质、酶活和土壤微生物群落结构及马铃薯的产量,研究结果表明:（1）新开垦土壤种植的第1季马铃薯产量为2912.5kg/667m2,显著高于第3季连作土壤种植的第4季马铃薯。（2）随着连作次数的增加,土壤pH与全氮（TN）、有机碳（OC）、碱解氮（AN）含量显著呈降低趋势,全磷（TP）、有效磷（AP）和速效钾（AK）含量呈增加的趋势;连作土壤放射菌总数显著降低,真菌总数/细菌总数、蔗糖酶、过氧化氢酶活性显著增加。（3）马铃薯连作显著改变了土壤细菌、真菌群落结构和相对丰度。马铃薯连作降低了土壤细菌、真菌群落的多样性和丰富度。连作土壤中碳、氮有关的优势功能菌相对丰度上调。pH与AN、TN、OC含量是影响马铃薯连作土壤细菌群落的关键土壤理化因子;pH与AP、TP、TN、OC含量是马铃薯连作土壤真菌群落的关键土壤理化因子。2、轮作方式对南方马铃薯生长及土壤理化性质和微生物群落结构的影响比较了马铃薯-水稻轮作和马铃薯-玉米轮作土壤的理化性质、酶活和土壤微生物群落结构及马铃薯的生长,研究结果表明:（1）马铃薯-玉米轮作的马铃薯产量为2804.94kg/667m2,显著高于马铃薯-水稻轮作处理;（2）马铃薯-玉米轮作方式玉米种植后土壤（PM）的pH、肥力水平显著高于马铃薯-水稻轮作方式水稻种植后土壤（PR）,马铃薯-玉米-马铃薯轮作（PMP）和马铃薯-玉米-马铃薯轮作土壤（PRP）的理化性质差异不显著。（3）马铃薯-玉米轮作、马铃薯-水稻轮作的各季作物土壤细菌、真菌群落结构和相对丰度差异显著。水稻、玉米种植后的PR、PM土壤细菌多样性显著高于马铃薯种植后的PRP、PMP土壤,PR、PRP土壤细菌多样性分别高于PM、PMP土壤。PR土壤真菌多样性显著高于PM土壤,PRP、PMP土壤的真菌多样性处于PR、PM土壤之间。PM、PR土壤在种植马铃薯后潜在的致病菌链格孢菌Alternaria相对丰度升高,潜在的有益菌青霉菌Penicillium、被孢霉属Mortierella相对丰度显著增加。3、稻薯轮作对马铃薯土传病毒病PMTV的影响及PMTV实时荧光RT-PCR检测方法的建立建立了一种新的SYBR Green qRT-PCR检测马铃薯块茎组织中PMTV的方法,灵敏度比常规RT-PCR高105倍,比巢式RT-PCR高100倍。PMTV感染马铃薯块茎的子代植株在20-22℃条件下表现出黄化、叶片变小等叶片症状,后代块茎经SYBR Green qRT-PCR进行了检测,阳性率100%,证明PMTV可通过种薯传给后代植株和块茎。在粉痂病和PMTV发病田块,轮作2季水稻后,再种植马铃薯,其块茎PMTV发病率显著降低,水稻-马铃薯轮作短时间内可以较好的清除粉痂病及其传播的PMTV;在田间开展了品种筛选,经巢式PCR检测,11个品种均感染PMTV病毒,但9个品种块茎未表现出PMTV症状。
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