书目详细信息
： 叶面喷施纳米硒对林下三七生长、品质和根际微生物的影响及机制
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 叶面喷施纳米硒对林下三七生长、品质和根际微生物的影响及机制/.刘红斌著/.朱书生, 杨敏指导 |
| 出版发行项： | 2022.05.26 |
| 载体形态项： | 186页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 植物保护学院,学号2019210264 |
| 提要文摘： | 三七是五加科人参属的名贵中药材。近年来，课题组成功构建了三七林下生态种植模式，有效提升了三七的品质和安全性。硒是植物生发育中所必需的营养元素之一，不仅能促进植株生长，提高植株的抗性，还是“重金属的天然解毒剂”，能拮抗重金属元素的吸收，有利于提高作物的品质。云南多数区域是缺硒地区。纳米硒是一种纳米形态的硒，由于其生物活性高、环境友好、作物吸收效率更高，已成为作物补硒的重要方式，但在中药材上的应用较少。本文首先在澜沧林下三七基地评价了叶面喷施不同浓度（3、5、10 mg/L）和不同次数（3、6、9次）的纳米硒对林下三七生长、皂苷合成、重金属含量及病害发生的影响，筛选出林下三七施用纳米硒的最佳次数及浓度；其次，利用代谢组学解析了叶片喷施纳米硒是如何影响林下三七植株代谢来调控三七品质形成、重金属积累和圆斑病的关系；最后，联合代谢组学和微生物组学共同解析纳米硒调控根系分泌物影响根际微生物群落而减轻根腐病及连作障碍的机制。主要研究结果如下：（1）叶面喷施浓度为5 mg/L的纳米硒6次最有利于林下三七的生长和品质的形成。2020和2021连续两年的田间试验表明，在喷施6次5 mg/L的纳米硒处理下显著增加了林下三七茎叶和地下部分的鲜重/干重、株高、叶面积和叶绿素相对含量，增加皂苷和硒含量，降低重金属含量。具体结果如下：①花、茎叶、根中硒的含量分别达到了14.05 mg/kg、103.94 mg/kg、0.21 mg/kg，达到了农产品富硒标准（DB13/T 2702—2018）；②花、茎叶中的皂苷(Rb1+Rb3)含量分别达到5.74%和3.50%，根中的皂苷(R1+Rg1+Rb1)含量达到5.64%；③茎叶、根中重金属汞（Hg），根中砷（As）的含量均显著降低。此外，叶面喷施纳米硒还能减轻林下三七圆斑病和根腐病的病情指数。 （2）叶面喷施纳米硒诱导了三七植株次生代谢物合成及抗逆路径的改变从而调控植株品质及抗性，减轻林下三七圆斑病的病情指数。叶面喷施6次不同浓度纳米硒后，均显著诱导了叶部次生代谢中的花青素生物合成路径（P<0.05）的改变，增加了黄酮类物质含量。叶片中被显著诱导的差异物质共73个（VIP>1），将这些物质与地上部显著变化的品质指标（花-总皂苷，花-硒、茎叶-总皂苷，茎叶-硒、茎叶-Hg，P<0.05）进行关联分析表明，纳米硒显著诱导了叶片中黄酮类物质、氨基酸及其衍生物、低分子有机酸的改变而提升了林下三七地上部分品质。其中花中总皂皂与黄酮类物质山奈酚-3-O-(6''-对香豆酰)葡萄糖苷（Log2FC=2.53）呈现显著正相关（P<0.05）；花中硒含量与氨基酸及其衍生物类的N-(3-吲哚乙酰基)-L-丙氨酸（Log2FC=8.52）呈现显著正相关。茎叶中总皂苷与黄酮类物质山奈酚-3-O-(6''-对香豆酰)葡萄糖苷呈现极显著正相关（P<0.01）；茎叶中硒与氨基酸及其衍生物类的N-(3-吲哚乙酰基)-L-丙氨酸呈现显著正相关。茎叶中Hg与氨基酸及其衍生物的N-(3-吲哚乙酰基)-L-丙氨酸呈现显著负相关，与有机酸类的延胡索酸（Log2FC=-2.09）呈现显著正相关。 叶面喷施纳米硒显著诱导了须根的苯丙烷生物合成路径（P<0.05），增加了咖啡醛（Log2FC=10.24）、反式-5-O-对香豆酰莽草酸（Log2FC=1.21）、咖啡酸（Log2FC=1.68）等酚酸类物质的含量，下调了绿原酸（Log2FC=-2.32）的含量。须根中差异显著变化的物质共66个，将这些物质与根中显著变化的指标（根-总皂苷、根-硒、根-Hg、根-As）进行相关性分析也表明：纳米硒显著诱导了须根中与苯丙烷生物合成路径相关的酚酸类及脂质等代谢物的改变而提升了林下三七地下部分品质。其中根中总皂苷与有机酸类物质2-异丙基苹果酸（Log2FC=-1.58）呈现显著负相关；根中硒与酚酸类咖啡醛、反式-5-O-对香豆酰莽草酸呈现极显著正相关（P<0.01），与酚酸类物质5-O-没食子酰-奎宁酸甲酯（Log2FC=-10.01）呈现极显著负相关（P<0.001）；根中Hg与脂质类物质2-亚油酰甘油酯-1-O-葡萄糖苷（Log2FC=-8.64）呈现显著正相关，与酚酸类物质3,4-二羟基苯乙酸（Log2FC=-10.56）呈现显著正相关；根中As与酚酸类5-O-没食子酰-奎宁酸甲酯呈现显著正相关。 （3）叶面喷施纳米硒通过激活了抗逆及抗氧化等代谢路径，改变了根系分泌物的组分和含量，从而募集有益微生物和抑制有害微生物来减轻根腐病和缓解连作障碍。根际土壤微生物群落结构分析表明，叶面喷施5 mg/L纳米硒6次后，增加了真菌和细菌的群落多样性。其中，真菌的木霉属（Trichoderma）、绿僵菌属（Metarhizium）、硬皮马勃属（Scleroderma）显著上调；细菌的小单孢菌属（Micromonospora）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、卢得曼氏菌属（Luedemannella）等菌属显著下调。根系分泌物代谢分析结果表明，叶面喷施6次不同浓度的纳米硒激活了谷胱甘肽代谢、半乳糖代谢、苯丙氨酸代谢、磷酸戊糖路径等抗逆及抗氧化相关的代谢路径，从而诱导了124个物质显著上调，9个物质显著下调。将诱导的133个差异显著变化的根系分泌物与显著变化的微生物菌落进行Network分析表明（P<0.01），大部分代谢物与真菌属正相关，与细菌属负相关。①根系分泌物与真菌属的Network分析表明，纳米硒激活了磷酸戊糖路径、半乳糖代谢、苯丙烷生物合成、光合生物中的碳固定、嘌呤及嘧啶代谢等路径显著变化来诱导酚酸类、糖及醇类、有机酸类和萜类等35个物质上调。其中，1-咖啡酰奎宁酸（Log2FC≥17.92）等物质的含量增加与有益菌群：绿僵菌属（Metarhizium）、蓝状菌属（Talaromyces）、枝孢属（Cladosporium）等真菌属的上调为极显著正相关。显著诱导的嘧啶代谢及β-丙氨酸代谢相关的4个物质，如尿嘧啶等物质含量的增加与三七根腐病原菌相关的镰刀菌属（Fusarium）丰度的降低极显著负相关，从而减轻根腐病的发生，缓解三七的连作障碍。②根系分泌物与细菌属的Network分析表明，纳米硒通过激活磷酸戊糖路径、半乳糖代谢、精氨酸生物合成、嘧啶代谢等路径显著变化来诱导酚酸类、有机酸类、氨基酸及其衍生物等40个物质的上调。如1-咖啡酰奎宁酸等代谢物质含量增加与小单孢菌属（Micromonospora）、卢得曼氏菌属（Luedemannella）、苯基杆菌属（Phenylobacterium）等有害细菌丰度的降低呈极显著负相关。但这些变化的代谢物调控根际微生物的机制及其与根腐病发生的关系还需深入验证。 综上所述，叶面喷施浓度为5 mg/L的纳米硒6次对林下三七的生长最有利，纳米硒诱导了三七植株次生代谢物合成及抗逆路径的改变从而调控植株品质及抗性，即显著增加了花、茎叶、根中的皂苷和硒的含量，显著降低了茎叶中Hg、根中Hg、根中As等重金属的含量，并减轻了林下三七圆斑病的病情指数。此外，叶面喷施纳米硒通过激活了抗逆及抗氧化等路径，改变了根系分泌物的组分和含量，从而抑制有害微生物镰刀菌属（Fusarium）的群落丰度来减轻根腐病和缓解连作障碍，但还有待筛选关键代谢物组分进一步的验证。本研究筛选出了林下三七最佳的纳米硒喷施浓度及次数，并解析了叶面喷施适当浓度的纳米硒对林下三七生长、品质、病害及根际微生物的影响和机制，能够为纳米硒在林下三七产业中大面积使用提供理论参考依据。 |
| 并列题名： | Effect and mechanism of foliar Nanoselenium application on the growth, quality and rhizosphere microorganisms of Panax notoginseng cultivated under forestry eng |
| 题名主题： | 林下三七 纳米硒 生长和品质 代谢 根际微生物 学位论文 |
| 中图分类： | S567.236-533 |
| 个人名称等同： | 刘红斌 著 |
| 个人名称次要： | 朱书生 指导 |
| 个人名称次要： | 杨敏 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20230410 |