小麦茎基腐病菌对根际土壤微生物影响研究.pdf

摘要

小麦是我国一种重要的粮食作物，而小麦茎基腐病害是小麦上危害严重的土传

病害之一。微生物对土壤生态系统的健康和功能至关重要，如果受到植物病害长期

威胁，它将导致根际区域的微生物群落结构发生变化，从而扰乱土壤环境的平衡。

本研究以砀山县、灵璧县、埇桥区、萧县的健康株和患有小麦茎基腐病植株根际土

壤为研究对象，利用高通量测序技术，对健康株与患有小麦茎基腐病植株下的土壤

微生物群落的组成与多样性进行了分析和比较。主要结果如下:

1.不同地区健康株根际土壤细菌和真菌群落多样性及其结构变化。利用Alpha分

析和Betta分析对健康根际土壤的微生物群落进行了评估。砀山县在细菌和真菌的多

样性及丰富度上均排名最高，而埇桥区最低。此外，虽然细菌和真菌群落在地区间

存在显著差异，某些区域间却展示出了群落结构的相似性。细菌群落方面，变形菌

门在所有地区均为优势菌门，而其他菌门的组成随地区的不同而变化。特定菌属如

鞘氨醇胞杆菌属、节细菌属、芽孢杆菌属和链霉菌属在所有地区均占较高比例。

2.不同地区病株根际土壤细菌和真菌群落多样性及其结构变化。对于病株根际

土壤，砀山县的群落结构显著不同于其他地区，并且其土壤细菌和真菌的多样性及

丰富度均表现出色，其主要细菌门类包括变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、拟杆菌

门和厚壁菌门。其中，占优势的细菌属包括芽孢菌属、链霉菌属、鞘氨醇胞杆菌属

和节细菌属。真菌群落方面，砀山县同样在多样性和丰富度处于领先地位，萧县在

Simpson多样性指数上呈现出最高的丰富度。主成分分析显示，砀山县和灵璧县的细

菌群落结构较为类似，但萧县与埇桥区之间的差异较大。子囊菌门是最优势真菌门，

而主要优势真菌属包括毛壳菌属、镰刀菌属、被孢霉属、链格孢菌属和青霉菌属。

3.健康株和病株根际土壤细菌群落多样性及其结构变化。通过PCoA和NMDS

分析确认，健康株根际土壤的细菌群落多样性和结构明显优于病株。虽然优势细菌

门组成相同，但其相对丰度变化显著。优势菌属例如鞘氨醇胞杆菌属在健康株土壤

中的丰度较高，而Chujaibacter、粘细菌属在病株土壤中更为常见。

4.健康株和病株根际土壤真菌群落多样性及其结构变化。健康株的根际土壤中

真菌群落的多样性和丰富度明显优于病株根际的真菌群落，PCoA和NMDS分析均

指出两者真菌群落结构存在显著差异。主要优势真菌门在健康和患病根际土壤中有

所不同，特别是子囊菌门、担子菌门、被孢霉门的丰度在患病根际土壤中增加。从

属水平分析显示，链格孢菌属、镰孢菌属、被孢霉属、曲霉菌属的相对丰度在患病

根际土壤中上升，而青霉菌属下降，Wilcoxon秩和检验确认了健康和患病根际土壤

中物种显著差异。综上，小麦茎基腐病影响根际真菌群落特性，不同的真菌属丰度

显示出与植物健康状况相关的显著变化。

II

本文旨在研究小麦茎基腐病对根际土壤微生物的影响，促进我们对小麦茎基腐

病的根际土壤微生物中潜在致病菌和有益细菌的认识，并为将来实施小麦茎基腐病

的预防和生物防治策略提供理论上的指导。

关键词：小麦茎基腐病；微生物多样性；高通量测序

III

目录

致谢I

摘要II

ABSTRACTIV

目录VI

插图清单VIII

附表清单X

第一章绪论1

1.1安徽小麦生产和主要病害发生情况1

1.2小麦茎基腐病研究进展1

1.2.1发生与危害1

1.2.2主要症状2

1.2.3小麦茎基腐病病原菌3

1.3土壤微生物多样性概述4

1.3.1土壤微生物群落4

1.3.2根际微生物与植物生长5

1.4植物病害对土壤微生物的影响6

1.5研究目的与意义7

第二章材料与方法9

2.1试验材料9

2.1.1土壤样品采集与预处理9

2.1.2实验仪器9

2.2试验方法10