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《广西师范大学》 2019年
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典型喀斯特区域土壤AMF与玉米纹枯病抗性关系探析

赵蕾  
【摘要】:玉米纹枯病(Corn Sheath Blight)是玉米一种广发且难防治的毁灭性土传真菌病害,致病菌为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)。使用化学农药的传统防治严重影响土壤环境的可持续性,亟待研发生态环保的生物防治方法。不少研究表明将丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)应用于生物防治具有巨大的潜力,但玉米农田AMF与纹枯病是否存在抗性生理关系未有报道。本研究以广西喀斯特地区农田玉米纹枯病及AMF为研究对象,分别于玉米三个生长阶段(苗期、抽雄期、灌浆期)采用田间调查(玉米发病率及病情指数)与室内分析(AMF群落组成结构、菌根侵染指标、叶片防御酶活性)的方法,探究典型喀斯特农田玉米的根际AMF区系分布格局及作物代谢响应;分析玉米纹枯病发病情况、AMF菌根侵染及宿主防御酶活性三者之间的关系,以期为该区AMF防控玉米纹枯病提供理论依据。主要的研究结果如下:喀斯特玉米农田纹枯病发病率较高,不同样地发病率在50%-85%之间,病情指数范围为14-36,发病率与病情指数之间无显著相关性。喀斯特农田土壤AMF群落组成及丰富度在玉米各生长阶段存在显著差异。球囊霉是土壤AMF的优势种属,其次为近明球囊霉属,均在苗期、抽雄期时与在灌浆期表现出极显著差异。农田AMF丰度高且个别优势种相对丰度在各生长阶段差异显著:苗期与抽雄期间有1种(OTU36:Glomus Glo5 VTX00069);苗期与灌浆期间有2种(OTU36;OTU32:Glomus Alguacil12a Glo G15 VTX00063);抽雄期与灌浆期间有1种(OTU51:Glomus sp.VTX00092)。AMF多样性在玉米苗期最丰富(R=58.8±2.17),苗期(P=0.001)及抽雄期(P=0.002)丰富度与灌浆期存在极显著差异。玉米各个生长阶段间,苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、几丁质酶(Chitinase)及β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)活性均呈现递增变化趋势,表现为灌浆期显著高于抽雄期、或抽雄期显著高于苗期、或抽雄期及灌浆期显著高于苗期。受竞争位影响,菌根侵染强度及相对菌根强度均随玉米生长周期表现出递减趋势,但在灌浆期的各样地间菌根侵染水平与玉米纹枯病病情指数之间存在负相关趋势,即菌根侵染水平越高,大田纹枯病病情指数表现越低。此外,RDA分析表明球囊霉属与4种防御酶呈正相关关系,优势种中近明球囊霉Claroideoglomus ORVIN GLO4 VTX00278显著负影响4种防御酶活性表达(P=0.03)。喀斯特健康与感病玉米样地间AMF多样性无显著差异,但AMF群落组成结构差异显著。在属水平,球囊霉属及原囊霉属与健康样地排列更为紧密。在优势种水平,近明球囊霉Claroideoglomus ORVIN GLO4 VTX00278及球囊霉Glomus sp.VTX00222、Glomus sp.VTX00125、Glomus MO-G44 VTX00410与感病样地相关,而球囊霉Glomus sp.VTX00067、Glomus sp.VTX00092、Glomus Kluber12 OTU18 VTX00310与健康样地更相关。此外,健康植株各菌根侵染指标均高于感病植株,表明AM菌根体系的越完善建立越利于控制玉米纹枯病感病。总之,营造丰富的玉米根际土壤AMF群落防控喀斯特区玉米纹枯病具有一定可行性,但揭示AMF与土壤病原菌及根际微生物之间的相互关系应该是未来研究关注的重点。
【学位授予单位】:广西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S435.131.4;S476

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