克隆整合对异质光照下白夹竹根际土壤氮素转化及有效性的影响

发布时间：2020-04-03 03:09

【摘要】：光照、水分以及营养物质等植物生长所需的资源在环境中多呈斑块化、异质化分布。普遍存在的环境异质性加大了植物获取必需资源的难度。而克隆植物分株间的连接结构(根状茎,匍匐茎等)使得资源的转移和共享变得可能,这种资源的分配被称为克隆整合(Clonalintegration)。克隆植物通过分株间克隆整合缓解资源异质性带来的选择压力,提高克隆片段的生存与生长,同时可为子代分株提供支持。克隆整合被认为是克隆植物维持生态优势的重要手段。根际作为植物根系与土壤的交互界面,存在着广泛的物质交换。植物光合产物以根际沉积(Rhizodeposition)的形式释放到土壤环境中,成为土壤微生物主要的可利用碳源以及结构物质。而土壤微生物对顽固有机质的降解为植物的生长提供了重要的营养来源。本文以为根状茎克隆植物白夹竹为例,研究克隆整合对遭受光照胁迫分株根际氮素转化及有效性的影响。白夹竹克隆片段包含—个母本分株(mother ramet)和一个子代分株(offspringramet),母本(子代)分株置于全光照,而子代(母本)分株置于80%遮荫环境,同时,分株间根状茎保持连接或者割断处理。本文主要探讨克隆整合对白夹竹遮荫分株(子株,母株)根际氮素转化过程及有效性的影响,以及同化产物的传输方向对氮素转化过程的不同影响,同时探讨功能基因丰度与根际生态过程的相关性,这对揭示克隆整合的生态适应具有重要指导意义。本文的主要结果如下:1)克隆整合显著促进了遮荫分株根际土壤C有效性,但是似乎削弱了 N有效性。克隆整合显著增加了遮荫分株的根际土壤溶解性有机碳(DOC)含量,并进而导致了遮荫分株根际土壤微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)的增加。同时,克隆整合也增加了胞外N-乙酰基-β-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)、脲酶(Urease)活性,并且资源的不同传输方向(acropetal、basipetal)也对遮荫分株根际氮矿化速率(Nmin)和硝化速率(Nnitri)也产生了不同的影响。2)对16S rDNA V3、V4可变区的测序结果表明,细菌可操作分类单元(OTUs)归属于 13 个门,415 个属。其中Nitrosomonadaceae(uncultured),Nitrospira,Nitrospinaceae(uncultured),Xanthobacteraceae(uncultured),Bradyrhizobium是与根际土壤氮素转化相关的菌群,其相对丰度较小(最高值为11.8%)。基于OTUs的主成分分析(PCA)表明,根状茎割断或连接处理的遮荫分株根际土壤微生物群落组成并没有发生显著变化,这表明本研究中克隆整合对遮荫分株的根际微生物群落组成没有产生显著性影响。3)克隆整合显著提高了连接的遮荫分株根际的功能基因丰度。氨氧化细菌氨单加氧酶基因(AOB amoA)丰度远远超过氨氧化古菌氨单加氧酶基因(AOA amoA)丰度及固氮酶基因(nifH)丰度。功能基因丰度、根际生态过程的相关性在不同传输方向处理中不同,同时遮荫分株(子株,母株)根际土壤功能能基因丰度与N有效性存在着显著负相关关系。克隆整合促进了遮荫分株根际土壤的C有效性和微生物生物量,进而刺激了根际土壤有机质周转过程。并且同化产物的传输方向(顶向,基向)对遮荫分株根际氮素转化过程有着不同影响。同时遮荫分株根际土壤功能基因丰度的变化以及功能菌群在土壤的微弱比例可能某种程度上解释了克隆整合作用对遮阴分株根际土壤微生物群落不显著影响的现象。
【图文】：

膜和ＰＶＣ板材。聚乙烯膜和ＰＶＣ板材主要用防止外部土壤环境中水分、养分渗入到逡逑白夹竹分株根部土块中。同时，，分株根部土块上表面覆盖遮阳网，以防止落叶等凋落逡逑物对实验的影响。实验设计如图１所示。每种实验处理进行１０次重复。上述实验处逡逑１３逡逑

光合产物的传输方向及二者交互作用显著性影响（表３）。无论在顶向处现组还是基逡逑向处理组中，克隆整合均显著促进了遮荫分株（子株，母株）的根际土壤ＰＯＸａｓｅ活逡逑性（图２）。基向处理中，根状茎连接处理的遮荫母株根际土壤Ｕｒｅａｓｅ活性显著高于逡逑割断处现。仍是，在顶向处理组中，连接子株与割断子株根际土壤间的Ｕｒｅａｓｅ活性逡逑并不存在显著性差异（图２）。遮荫分株（子株，母株）根际土壤ＮＡＧａｓｅ与ＰＯＤａｓｅ逡逑活性仅仅受到根状茎连接状态的影响（表３）。无论在顶向处理组还是基向处现组中，逡逑克隆整合都显著促进了遮荫分株（子株，母株）的根际土壤ＮＡＧａｓｅ与ＰＯＤａｓｅ活性逡逑（图邋２）。逡逑１逦；ｃ逡逑、逦ＮＡＧａｓｅ逦ＰＯＸａｓｅ逦＾逡逑ｆ逦Ｉ逦３逦＾逦ｂ逡逑ｊ邋２２Ｓ．邋ｒ＋ｎ逦ｒ逦Ｉ逦削邋｜逡逑１：１逦ｌｌｉ逦１１逦＾邋ｌｉ逡逑ＰＯＤａｓｅ逦Ｕｒｅａｓｅ逡逑０．０３－逦ｃ逦ｄ逡逑＞邋00，邋ｒ＋ｉ邋＊邋门逦１邋．邋ｊ逡逑ｉ邋ｉ逦＿邋Ｉ逡逑５」Ｉ邋ＨＪ逦ｌ．N洀．：．＿，邋Ｉ邋／逡逑Ａｃｒｏｐｅｔａｌ邋Ｂａｓｉｐｅｔａｌ逦Ａｃｒｏｐｅｔａｌ逦Ｂａｓｉｐｅｔａｌ逡逑ｆ———１邋Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ逦Ｓｅｖｅｒｅｄ逡逑图２遮阴分株（子株，母株）根际十．壤十．壤胞外酶活性（平均值士标准差）。数据差异的显逡逑荠性表示为邋＊＊＊邋（Ｐ＜０．００１）
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S714

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 卢许波;赵阳;德吉央金;格桑卓玛;德吉;;拉萨扎叶巴沟瑞香狼毒根际土壤细菌的分离与鉴定[J];广东农业科学;2016年10期

2 田苗;房敏峰;黄建新;;根际土壤微生物变化对西洋参种植的影响[J];生物学杂志;2011年05期

3 陈微微;陈传奇;刘鹏;徐根娣;何芳;范铭;池慧;;荞麦和金荞麦根际土壤铝形态变化及对其生长的影响[J];水土保持学报;2007年01期

4 左华清;王子顺;;柑桔根际土壤细菌和放线菌的特性[J];西南科技大学学报(哲学社会科学版);1990年04期

5 马义兵,鄢来斌,张福锁;根际土壤化学研究进展[J];土壤;1993年05期

6 吴影梅;;海南岛经济作物线虫研究简报[J];热带作物学报;1988年02期

7 徐宁;张方园;王闯;刘敏;刘国娟;豆惠敏;;不同蔬菜轮作对设施连作黄瓜根际土壤微生态的影响[J];北方园艺;2017年01期

8 白玉超;杨瑞芳;刘楠楠;李雪玲;李林林;佘玮;崔国贤;;苎麻根际土壤浸提物的气相色谱—质谱(GC-MS)检测分析[J];中国麻业科学;2016年06期

9 段曦;毕焕改;魏佑营;李婷;王洪涛;艾希珍;;嫁接对辣椒根际土壤环境的影响及其与抗病性和产量的关系[J];应用生态学报;2016年11期

10 陈戈岩;杨普秋;樊国盛;林开文;王澍;;剑湖湿地茭草根际土壤固氮菌多样性分析[J];西部林业科学;2014年03期

相关会议论文 前10条

1 潘华奇;张淼;刘丽;王楠;胡江春;窦德强;王书锦;;牛蒡根际土壤致害菌Fusarium solani分离鉴定[A];微生物实用技术生态环境应用学术研讨会论文集[C];2008年

2 龚玉莲;杨中艺;;两个蕹菜镉积累典型品种的根际土壤化学特征[A];“第四届重金属污染防治及风险评价研讨会”暨重金属污染防治专业委员会2014年学术年会论文集[C];2014年

3 赵华;谷岩;孔垂华;;水稻化感品种对根际土壤微生物的影响[A];中国第二届植物化感作用学术研讨会暨中国植物保护学会植物化感作用专业委员会成立大会论文摘要集[C];2005年

4 宋W

本文编号：2612844