论文题目：外源脯氨酸对棉花根际土壤微生物碳源利用和酶活性的影响

发表期刊：棉花学报

作者：赵卫松（第1），郭庆港 （通讯作者）

作者所在部门：植物病害生物防治研究室

内容简介：

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。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。除 400 mmol·L^-1 脯氨酸处理的土壤微生物 McIntosh 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。 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。