连栽障碍地不同化感型杉木无性系根际土壤关键生物学基础研究

杉木是我国南方最重要的用材树种之一，自毒作用是导致杉木连作生长量下降的主要原因之一。该项目在众多研究成果的基础上，以课题组筛选的不同化感型（耐自毒型、自毒敏感型）杉木无性系为材料，通过大田及盆栽试验，以不同连栽代数杉木人工林土壤及常绿阔叶林土壤（对照）为基质，通过测定不同化感型杉木无性系根际土壤关键酶活性及微生物多样性季相动态变化，并进一步结合分子生物学和生物信息学技术，提取及分离不同化感型杉木连栽障碍关键土壤差异蛋白，鉴定特异蛋白及寻找特异蛋白编码基因，从机理上揭示不同化感型杉木无性系对连栽地的根际生物学过程、分子学响应机制及相关抗性机理，从而实现杉木连栽障碍的有效调控。

本项目自2010年1月开始，至2012年12月结束。在课题组成员共同努力下，完成了各项研究任务，取得了预期的研究结果。研究结果主要如下：.1．邻羟基苯甲酸胁迫对不同化感型无性系抗氧化酶活性的化感效应.SOD活性的化感效应在胁迫初期、中期表现为促进效应，胁迫后期转变为抑制效应；胁迫中期开始，化感忍耐型无性系SOD活性保持促进效应，而化感敏感型无性系呈抑制效应；不同化感型无性系POD活性均表现为促进效应；化感忍耐型无性系CAT活性促进效应大于化感敏感型无性系。.2．邻羟基苯甲酸胁迫对不同化感型无性系内源激素含量的化感效应.胁迫下对ABA含量表现为促进效应，化感忍耐型无性系的促进效应大于化感敏感型无性系；IAA、GA3、ZR含量表现为抑制效应，对化感忍耐型无性系GA3、ZR含量的抑制效应比化感敏感型无性系强。.3．不同化感型无性系根际土壤微生物数量季相变化.1代林及2代林杉木不同化感型无性系根际土壤细菌、放线菌及真菌数量随着培养时间的延长呈上升趋势；3代林不同化感型杉木无性系根际土壤细菌、放线菌呈下降趋势，而真菌呈上升趋势；化感忍耐型无性系细菌、放线菌及真菌数量均大于化感敏感型无性系。.4．不同化感型无性系根际土壤酶活性季相变化.杉木化感忍耐型无性系根际土壤脲酶、转化酶、过氧化氢酶及多酚氧化酶活性均高于化感敏感型无性系；2代林土壤杉木不同化感型无性系根际土壤脲酶、过氧化氢酶活性>1代林土壤>3代林土壤>阔叶林土壤，而多酚氧化酶活性则表现为随着连栽代数的增加其活性呈逐渐增强。.5．不同化感型无性系根际差异表达蛋白的双向电泳图谱分析.运用Image Master 2D Platinum 6.0软件进行图谱分析。化感忍耐型无性系根际共检测到12个差异蛋白；化感敏感型无性系根际检测到2个差异蛋白。.6．不同化感型无性系根际差异表达蛋白质谱鉴定及生物学功能.利用MALDI－TOF－TOF/MS串联质谱和MASCOT软件，鉴定成功的3种蛋白质为化感忍耐型无性系。鉴定成功的蛋白质为：(1）热激蛋白：包括包括葡萄糖调节蛋白Grp78和热激蛋白，属于分子伴侣，参与蛋白质折叠、变性蛋白的复性与及降解等多个过程；(2）质子移位膜ATP 酶：参与膜外质子入胞或是逆向转运质子于胞外，是细胞耐酸能力的重要调节机制；(3）微管蛋白：微管蛋白与细胞形态、细胞内的物质运输等。