摘要
利用土壤微生物资源，通过多营养级生物互作调控，优化土壤生态系统，对发展高产高效农业意义重大。本实验前期研究初步发现，接种吞噬性原生生物能够通过调控土壤微生物区系，促进植物生长；且国内外的研究聚焦在吞噬性原生生物联合有益细菌对土壤生态系统功能的影响。本论文进一步探究了土壤接种不同浓度梯度原生生物及原生生物分别与真菌木霉和曲霉组合接种对黄瓜植株生长及土壤微生物群落的影响，研究共分为三个部分：（1）探究了接种不同浓度吞噬性原生生物对黄瓜植株生长及土壤微生物区系的影响；（2）探究了吞噬性原生生物与有益真菌木霉联合接种对黄瓜植株生长及土壤微生物区系的影响；（3）进一步探究了吞噬性原生生物分别与具和不具促生能力曲霉组合接种对黄瓜植株生长及土壤微生物区系的影响。主要研究结果如下： 1.比较了土壤接种不同浓度梯度（101、102和103个/g干土）原生生物丝竹虫（Cercomonaslenta）对黄瓜植株的促生效果，并比较了各处理土壤微生物区系，解析了接种丝竹虫促进黄瓜植株生长的土壤微生物生态学机理。研究发现，接种浓度梯度与促生效果成正比。接种丝足虫显著改变了细菌和真菌群落组成，具体体现在：（1）门分类水平上，三个接种处理共同富集了细菌的变形菌门（Proteobacteria）和真菌的子囊菌门（Ascomycota），共同降低了细菌的拟杆菌门（Bacteroidetes）和真菌的接合菌门（Zygomycota）；（2）3个接种处理共同富集了细菌变形菌门中的鞘脂单胞菌科（Sphingomonadaceae）、假单胞菌科（Pseudomonadaceae）和黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）以及真菌子囊菌门中的发菌科（Trichocomaceae）、肉座菌科（Hypocreaceae）、线虫草科（Ophiocordycipitaceae）和沙漠壳菌科（Eremomycetaceae），共同减少了细菌拟杆菌门（Bacteroidetes）中的Chitinophagaceae和Cryomorphaceae以及真菌接合菌门（Zygomycota）中的被孢霉科（Mortierellaceae）；（3）在上述科的OTU水平上，3个接种处理共同富集了5个细菌OTU和4个真菌OTU，共同减少了5个细菌OTU和2个真菌OTU；其中，被富集的细菌OTU1（假单胞菌属；Pseudomonas）和真菌OTU10（木霉属；Trichoderma）、OTU11（曲霉属；Aspergillus）的相对丰度与生物量呈极显著正相关；被减少的细菌OTU32（Chitinophaga）与生物量呈显著负相关。表明，丝竹虫接种后能激发潜在土著功能细菌和真菌，从而塑造对植物有益的土壤微生物群落来促进植物生长。 2.基于目前国内外的研究主要聚焦在吞噬性原生生物与有益细菌的互作，本研究随后研究了原生生物丝竹虫（Cercomonaslenta）与有益真菌贵州木霉（TrichodermaguizhouenseNJAU4742）联合接种对黄瓜植株生长及土壤微生物区系的影响。研究发现，相比于单一接种，丝足虫与贵州木霉组合接种后进一步显著促进了植株生长；相较于对照，贵州木霉、丝足虫单独接种和组合接种后，生物量分别提高了5.6%、12.9%和24.0%。土壤微生物区系分析结果表明，接种处理均显著改变了土壤细菌和真菌群落组成，且细菌和真菌群落组成是影响植物生物量的主要因素；与对照处理相比，单独接种贵州木霉、丝足虫和组合接种丝竹虫与贵州木霉分别激发了22个、51个和82个关键细菌OTU，以及2个、6个和16个关键真菌OTU，即组合接种激发了更多的与黄瓜促生相关的OTU，另外，有21个关键细菌OTU仅在组合接种处理中被激发，其中，对黄瓜促生贡献最大的分别归属于Parasediminibacterium，Fluviicola和Roseimaritima；有11个关键真菌OTU仅在组合接种处理中被激发，对黄瓜促生贡献最大的分别归属于隔指孢属（Dactylella）、Melanoleuca和毛壳菌属（Chaetomium）。表明，相比于单一接种，丝竹虫和贵州木霉组合接种后能通过协同调控土著细菌和真菌群落进一步促进植株生长。 3.探究了原生生物丝竹虫（Cercomonaslenta）分别与具和不具促生能力曲霉组合接种对黄瓜植株生长及土壤微生物区系的影响。研究发现，相比于单一接种，丝竹虫与真菌AspergillusBF68组合接种后，显著地促进植株生长，而与真菌AspergillusBF21组合接种后的植株生长则弱于单独接种。土壤微生物区系研究结果表明，接种处理显著改变了土壤细菌和真菌群落组成。与对照处理相比，单独接种丝足虫、AspergillusBF68、AspergillusBF21和组合接种丝足虫与AspergillusBF68、组合接种丝足虫与AspergillusBF21分别激发了24个、7个、2个、27个和19个关键细菌OTU以及7个、7个、0个、19个和3个关键真菌OTU；另外，有5个关键细菌OTU和7个关键真菌OTU仅在组合接种Cercomonaslenta与AspergillusBF68处理中被激发，细菌中对黄瓜促生贡献最大的分别归属于Dethiosulfatarculus、Alkalihalobacillus和中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium），真菌中对黄瓜促生贡献最大的分别归属于枝孢属(Cladosporium）、丝盖伞属（Inocybe）和Phialosimplex，且丝足虫与AspergillusBF68组合接种激发的潜在促生微生物未被丝足虫与AspergillusBF21的组合接种激发。表明，相比于单一接种，丝竹虫和AspergillusBF68组合接种后，激发了更多的潜在有益土著功能微生物，更显著地促进了植株生长；而丝竹虫和AspergillusBF21组合接种后未体现出进一步促生效果。 综上所述，丝足虫接种后对植物生长的促进作用与其接种浓度存在正相关关系；且相较于单一接种，丝足虫与贵州木霉和曲霉AspergillusBF68组合后均能通过协同调控土著细菌和真菌群落，激发并富集潜在有益土著微生物，进一步显著促进植物生长。
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