連作障礙相關(guān)研究總結(jié)

精品文檔同一作物或近緣種，在正常管理的情況下，連續(xù)種植幾年后會出現(xiàn)生長發(fā)育狀況變差、產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象即為作物的連作障礙。一 藥用植物連作障礙形成機制目前對連作障礙形成機制的研究主要體現(xiàn)在以下兩方面：（1）土壤及其微環(huán)境，主要包含土壤養(yǎng)分的消耗、土壤反應(yīng)異常、土壤物理性狀的惡化幾個方面；（2）藥用植物自毒作用，如研究發(fā)現(xiàn)西洋參莖葉、須根和根系分泌的自毒物質(zhì)是造成西洋參連作障礙形成的重要原因之一。國內(nèi)外專家也提出了一些關(guān)于連作障礙形成的機制及理論，如土壤養(yǎng)分失調(diào)和理化性質(zhì)劣變、土壤傳染性病蟲害加重等二 連作障礙的形成因素1 環(huán)境因素土壤土壤物理性質(zhì)：土壤團聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單位，其大小、形狀和穩(wěn)定性直接影響土壤中水和空氣的關(guān)系以及與植物的交流程度，并由此影響土壤的許多屬性和作物生長土壤化學(xué)性質(zhì)：包括 pH 值、鹽堿度、化感物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)與微量元素土壤生態(tài)學(xué)性質(zhì)：土壤微生物種群 土壤酶活性 土傳病害（土壤微生物和無機成分的自然平衡受到破壞后會影響肥料分解過程，增加土壤病菌蔓延，造成土傳病害，其中土傳病害主要有：銹腐病、根腐病、灰霉、黑斑病等） 蟲害（根系分泌物通過抵消土壤的抑菌作用，誘變病原體繁殖體萌發(fā)，直接或間接地影響植物病原菌，即通過選擇性的吸引植物病原微生物在根面、根際定殖和擴繁，造成植物發(fā)病，最終導(dǎo)致作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降等連作障礙現(xiàn)象）2 時間因素時間 季節(jié) 氣候一年當(dāng)中時間、溫度、光照、水分的變化會引起藥用植物對環(huán)境急劇變化的忍耐性，但是如果植物對環(huán)境變化的這種適應(yīng)性反應(yīng)略顯遲鈍，則會引起植物生長過程中的一系列問題。丹參的連作障礙一般會出現(xiàn)在 67 月份，此時晝夜溫差大，降水量豐富，如果丹參對這種強光照、高含水量的環(huán)境條件不適應(yīng)，就會引起枯萎、死苗現(xiàn)象。3 植物自身信號作用因素植物隨連作時間延長，根系分泌物的自毒作用會加重，而種植密度加大，會使這些物質(zhì)無法自身分解，同時，地上部分由于通風(fēng)透光不良，植株部分葉片容易產(chǎn)生病蟲害，葉片因光照通風(fēng)不好易發(fā)黃而脫落，同時植物自身可以分泌揮發(fā)性物質(zhì)，通過這種物質(zhì)可以向周圍植物傳遞自身信號，抑制植株地上部分的生長。多年生植物的自毒作用一般和種植密度成正比，種植密度越大，由于植物自身信號的調(diào)節(jié)，自毒作用越大，連作障礙越明顯，導(dǎo)致植物產(chǎn)量與質(zhì)量下降。三 連作障礙消減技術(shù)研究1 抗連作障礙品種的篩選藥用植物對其自身分泌的化感物質(zhì)的敏感程度在植株間存在一定的差異，可以通過品種選育結(jié)合的手段，篩選對連作障礙耐性強的品種徹底解決藥用植物的連作障礙問題。2 合理輪作連續(xù)在同一區(qū)域種植同一藥用植物或同科作物時會使土壤中的營養(yǎng)元素比例失調(diào)、微生物單向性變化等，從而導(dǎo)致藥用植物生存環(huán)境的改變，進(jìn)而引起植物連作障礙的發(fā)生。不同植物間的輪作、間作、套作可以杜絕病原菌的特定寄生的營養(yǎng)源，調(diào)節(jié)微生物群落，促進(jìn)礦質(zhì)元素的有效利用，從而減輕連作癥狀的發(fā)生3 合理施肥 植物對礦質(zhì)元素存在喜好性，連作造成土壤中某些養(yǎng)分的耗竭，在連作土壤中添加適量的微量元素是減輕連作障礙的一種有效途徑。4 AM 真菌的應(yīng)用AM 真菌是廣泛存在于土壤中，并與植物根系共生于土壤中的一種微生物。由于連作障礙的出現(xiàn)，土壤微生物種群失衡，土壤酶活性降低，而 AM 真菌可以減少有害生物數(shù)量，改變土壤微生物區(qū)系、改善土壤理化性狀、提高植物防御性酶活性、改變根系分泌物的種類與數(shù)量。5 BGB 生物腐殖酸肥料的施用 BGB 生物腐殖酸肥料屬于細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)物，其中含有大量根際益生菌。長期連作后土壤微生物呈現(xiàn)由細(xì)菌型向真菌型轉(zhuǎn)換，將其施入土壤后，能夠有效促進(jìn)土壤中有益微生物群落的建立，抑制病原菌的繁殖，從而對土壤質(zhì)量和肥力、微生物的繁殖和平衡起到提升作用，緩解重茬病害的發(fā)生和毒害。四 連作障礙的相關(guān)研究 1 連作障礙對當(dāng)歸的影響有關(guān)研究 首先是對連作對當(dāng)歸產(chǎn)量及生理生化的影響和根際土壤酶活性、微生物種群的研究，然后通過連作土滅菌、浸提液處理、大蒜與當(dāng)歸間作來研究其對連作當(dāng)歸產(chǎn)量的影響以及其不同時期生理特性的影響和土壤理化性質(zhì)的影響。 2 連作障礙對三七的影響有關(guān)研究 研究連作障礙對土壤理化性質(zhì)及酶活性的影響，輪作年限以及微生物肥對三七連作障礙的消減作用。 3 連作障礙對地黃的影響有關(guān)研究 利用 SSH（抑制性消減雜交）技術(shù)，以重茬地黃（種植 2 年）植株和頭茬地黃（種植 1 年）植株為材料，構(gòu)建以重茬地黃為 tester（實驗組）、以正茬地黃為 driver（驅(qū)動組）的正向消減 cDNA 文庫和以正茬地黃為 tester、以重茬地黃為 driver 的反向消減 cDNA 文庫，在利用實時熒光定量 PCR（qRT-PCR）對正茬和重茬地黃中差異的基因做時空表達(dá)檢測及差異顯著性分析，同時對這些基因在地黃連作障礙中的作用進(jìn)行分析，以最終確定連作障礙響應(yīng)的關(guān)鍵基因及其代謝途經(jīng)。利用新一代高通量Solexa/Ulumina測序技術(shù)分別對地黃(包括正茬與連作)根和葉的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行測序,經(jīng)測序每個樣品均測定到四千多萬條raw reads序列。利用生物信息學(xué)分析并拼接的序列平均長度均大于340bp,分別獲得94,544條(作為構(gòu)建連作地黃葉片數(shù)字化基因表達(dá)差異譜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù))、99,708條(作為構(gòu)建連作地黃根部數(shù)字化基因表達(dá)差異譜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù))、87,665條(植株轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)作為鑒定地黃新型miRNAs及其勒基因預(yù)測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)錄組序列。87,665條序列與Nr、Swissprot數(shù)據(jù)庫中的序列同源性比較表明,大約有4萬條左右的序列與其他生物的已知基因具有一定程度的同源性。COG分類顯示48,227條序列具有功能作用;GO分類顯示54,321條序列具有分子功能;通過Blast與KEGG代謝通路分析表明:21,138條基因參與了 119個代謝途徑。研究還利用Blast和ESTscan軟件分析得到了50,653條CDS基因序列,為進(jìn)一步克隆這些基因全長,在連作地黃體內(nèi)驗證這些基因的分子功能,研究連作地黃的生長發(fā)育機理、揭示地黃連作障礙的形成機理提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 4 連作障礙對丹參的影響有關(guān)研究實驗通過對連作四年丹參水溶性成分和脂溶性成分的含量測定得知連作二年各指標(biāo)成分下降最快。實驗又通過連作二年丹參根部各個組織部位各指標(biāo)成分含量測定、顯微結(jié)構(gòu)的觀察得出造成白花丹參產(chǎn)量下降最主要原因為白花丹參的地下部分根粗的降低；丹參韌皮部木質(zhì)化、粘連的病變是導(dǎo)致地下部分根粗下降的主要原因；連作障礙條件下，會把以前儲存的一些可溶性糖消耗掉，以適應(yīng)這種逆境環(huán)境；連作障礙的逆境環(huán)境已經(jīng)影響到丹參的正常代謝功能，礦質(zhì)元素的利用率下降。實驗通過用根須水提液處理，研究根須水提液對丹參種子萌發(fā)、丹參幼苗生長的影響得出得出水提液高濃度條件下對丹參種子的萌發(fā)具有抑制作用，低濃度的水提液對丹參種子的萌發(fā)具有促進(jìn)作用；丹參須根提取液對地上部分的影響較大，導(dǎo)致地上部分的有效成分含量下降，地下部分的有效成分含量有所升高，這可能是須根提取液中的化感物質(zhì)導(dǎo)致植物疏導(dǎo)能力下降，成分積聚而致。實驗對傳統(tǒng)栽培模式、壟式及地膜覆蓋技術(shù)培育的丹參產(chǎn)量及品質(zhì)通過氣孔導(dǎo)度、胞間 CO2濃度、蒸騰速率、凈光合速率、根長、根粗、分根數(shù)、丹參各個指標(biāo)成分等進(jìn)行測定分析得出地膜覆蓋技術(shù)可以一定程度消減丹參連作障礙。 5 連作障礙對人參的影響有關(guān)研究 利用隨機擴增多態(tài)性DNA標(biāo)記法(RAPD)分析了土壤微生物的遺傳多樣性。利用Bi0l0gTMEC0Plate開展了人參栽培土壤微生物碳源利用能力的研究。利用擴增核糖體DNA限制性內(nèi)切酶分析方法分析研究細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)的變化。用自毒物質(zhì)處理新林土,經(jīng)Biolo