文献类型： 中文期刊

作者： 赵卫松 ¹ ; 李社增 ¹ ; 鹿秀云 ¹ ; 崔钠淇 ¹ ; 郭庆港 ¹ ; 马平 ¹ ;

作者机构： 1.河北省农林科学院植物保护研究所/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室/河北省农业有害生物综合防治技术创新中心/河北省作物有害生物综合防治国际科技联合研究中心

关键词： 脯氨酸;棉花;根际微生物;土壤酶;Biolog-ECO;碳源利用;冗余分析

期刊名称： 棉花学报

ISSN： 1002-7807

年卷期： 2024 年 36 卷 006 期

页码： 499-512

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】研究外源脯氨酸对棉花根际土壤微生物碳源利用和土壤酶活性的影响，深入了解脯氨酸防病促生的生态机制。【方法】设置施用不同浓度(0、50、100、200和400 mmol·L^-1)脯氨酸处理，以感黄萎病棉花品种鄂荆1号为试验材料，利用Biolog-ECO平板法评价不同处理的根际土壤微生物群落功能多样性和碳源利用情况；采用主成分分析比较不同处理的根际土壤微生物的碳源利用特征，测定棉花根际土壤中脲酶、β-葡萄糖苷酶、中性磷酸酶和芳基硫酸酯酶的活性；通过冗余分析解析土壤酶活性与土壤微生物对不同类型碳源利用能力的相关性。【结果】除400 mmol·L^-1脯氨酸处理的土壤微生物Mc Intosh指数显著上升外，施用脯氨酸处理的土壤优势度指数、香农-维纳多样性指数、均匀度指数及丰富度指数与空白对照均无显著差异。培养6～20d,50～200 mmol·L^-1脯氨酸处理的土壤微生物代谢活性均低于空白对照，但差异均不显著；400 mmol·L^-1脯氨酸处理的土壤微生物代谢活性显著高于空白对照。土壤微生物对氨基酸类、羧酸类和碳水化合物类具有较高的利用能力。50～400 mmol·L^-1脯氨酸处理下，土壤微生物对L-苯丙氨酸、D-半乳糖酸内酯、β-甲基-D-葡萄糖苷、糖原的利用能力显著提高，对L-精氨酸、D-半乳糖醛酸、D-木糖、i-赤藓糖醇的利用能力显著降低。与空白对照相比，施用脯氨酸处理导致土壤β-葡萄糖苷酶和脲酶活性显著降低，对中性磷酸酶活性无显著影响；芳基硫酸酯酶活性随脯氨酸浓度升高呈现先下降后上升趋势。冗余分析表明，脲酶活性与土壤微生物对L-精氨酸、D-半乳糖醛酸、γ-羟基丁酸、D-木糖和i-赤藓糖醇的利用能力正相关；β-葡萄糖苷酶活性与土壤微生物对L-精氨酸、丙酮酸甲酯、D-木糖和i-赤藓糖醇的利用能力正相关；中性磷酸酶活性与土壤微生物对L-天冬酰胺酸、D-半乳糖醛酸、γ-羟基丁酸、糖原和β-甲基-D-葡萄糖苷的利用能力正相关；芳基硫酸酯酶活性与土壤微生物对L-苯丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸、D-氨基葡萄糖酸、D-半乳糖酸内酯、衣康酸和D-甘露醇的利用能力正相关。以碳水化合物为碳源时，β-葡萄糖苷酶和脲酶活性与土壤微生物对糖原的利用能力负相关。【结论】施用外源脯氨酸改变根际土壤微生物的碳代谢活性，导致土壤中β-葡萄糖苷酶和脲酶活性显著降低。以碳水化合物为碳源时，这2种酶活性与土壤微生物对D-木糖和i-赤藓糖醇的利用能力存在正相关性，与土壤微生物对糖原的利用能力存在负相关性。