豌豆根际自毒物质与土壤微生物的互作效应研究

本项目在豌豆根系分泌物中自毒物质分离鉴定的基础上，研究豌豆根际自毒物质与土壤微生物的交互作用。利用Biolog和PCR-DGGE等方法研究豌豆自毒物质对根际微生物群落结构和根瘤菌固氮功能的影响以及土壤微生物在自毒物质消长和转化中的作用，探讨自毒物质与土壤微生物的交互效应在豌豆自毒乃至连作障碍形成中的作用。研究土壤有益微生物对自毒物质的消减分解作用，力图探明土壤有益微生物在缓解豌豆自毒作用和连作障碍的应用潜力。研究不仅在理论上可为连作障碍的发生机制提供更为全面的解释，也可望为克服连作障碍提供技术支撑，为集约型农业的可持续发展奠定基础。

本研究选用极不耐连作材料‘新西兰’和耐连作材料‘gansu’为试材，研究了外源添加荧光假单胞菌对肉桂酸自毒作用的缓解作用。结果表明，肉桂酸处理后豌豆种子的萌发受到明显抑制，种子发芽率、发芽指数和活力指数均下降，下胚轴丙二醛含量和相对电导率增加，荧光假单胞菌处理后，种子的发芽率、发芽指数和活力指数均提高，下胚轴丙二醛含量和相对电导率降低；肉桂酸处理后豌豆植株株高、茎粗、地上部鲜重和地上部干重等指标显著下降，荧光假单胞菌处理后，植株各项指标分别比单独肉桂酸处理显著提高；肉桂酸处理导致植株光合色素含量、光合作用参数以及叶绿素荧光参数等指标显著下降，荧光假单胞菌处理后，植株各项指标分别比单独肉桂酸处理显著提高；以上结果说明，荧光假单胞菌可降低肉桂酸对细胞的氧化胁迫效应，保护细胞膜的完整性，从而缓解肉桂酸对豌豆植株的毒害作用。该研究率先揭示了荧光假单胞菌在缓解自毒物质对豌豆植株生长发育抑制方面的生理生化机制，揭示了荧光假单胞菌对土壤有益菌的促进作用，相关实验结果已经发表在《中国蔬菜》、《Journal of Zhrjiang university Science B》、《Plant Omics》和《Legume research》杂志上，并得到了广大同行的认可。