施用秸秆增强茶园土壤团聚化的AM真菌促进机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41807038
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0709.基础土壤学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Straw application can improve the soil structure and fertility in the tea plantations, but the mechanisms of straw application to promote soil aggregation in tea plantations, especially the role of AM fungi in the process is still unclear. The project aims to focus on the role of AM fungi in promoting soil aggregation enhanced by straw application in tea plantations based on the plantations in southern of Henan. Firstly, soil samples are collected from the tea plantations with/without long-term straw application, and the community structures of AM fungi are measured by high-throughput sequencing technology, and the indices of abundance and glomalin-related soil protein (GRSP) content of AM fungi are measured, as well as the soil physical and chemical properties. Then the response of AM to straw application are discussed. Secondly, the dynamic sampling experiment with different amounts of straw application in the tea plantation is assigned. The dynamic variation of AM fungi and soil aggregates in the tea plantation are cleared by analysing the AM fungal indices and the soil aggregates indices, including the particle size compositions and stability. Thirdly, the pot experiment of tea seedlings is carried out with the indigenous AM fungi in the tea plantation. The effect of AM fungi on the soil aggregates variation with/without straw apllication is figured out by resolving the contributions of AM fungi, soil physical-chemical properties and roots of tea seedlings to soil aggregation, and then the promoting mechanisms of AM fungi in soil aggregation with straw application in tea plantations are revealed. The results will provide scientific basis for the soil management in tea plantations and the function performance of AM fungi.
施用秸秆可改善土壤结构和提高土壤肥力,但目前关于施用秸秆促进茶园土壤团聚化的机制特别是丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌所发挥的作用尚不明确。本项目拟以豫南茶园为试验平台,开展施用秸秆增强土壤团聚化的AM真菌促进机制研究。首先从长期施和不施秸秆的茶园采集土样,利用高通量测序等技术测定AM真菌群落结构、种群丰度、球囊霉素相关土壤蛋白含量及土壤理化性质,探讨AM真菌的响应规律。然后布置不同秸秆施用量试验,通过动态采样分析AM真菌、团聚体粒径组成和稳定性等指标,明确茶园土壤AM真菌和团聚体的动态变化。最后利用茶园土著AM真菌布置盆栽试验,通过解析AM真菌、土壤理化性质和茶苗根系等对土壤团聚化的贡献,阐明施或不施秸秆条件下接种AM真菌对土壤团聚体变化的影响,最终揭示施用秸秆条件下AM真菌对土壤团聚化的促进机制。本研究可为茶园土壤管理和AM真菌功能发挥提供科学依据。

结项摘要

茶园土壤存在有机质含量低及结构差等问题,施用秸秆可有效改善这些问题;丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌在土壤结构改良过程中也发挥重要作用。作为土壤结构基本构成单元,团聚体的构成及稳定性可很好反映土壤结构特征和肥力;但施用秸秆在改良茶园土壤结构过程中,AM真菌对茶园土壤团聚化的作用机制尚未明确。因此揭示施用秸秆条件下AM真菌对土壤团聚化的促进机制,不仅可明晰施用秸秆增强茶园土壤团聚化的作用过程,也可为茶园中科学施用秸秆和AM真菌的应用提供理论指导和数据支持。.通过调查施与不施秸秆茶园,发现施用秸秆可明显增加茶树根系AM真菌侵染率(AMC)和孢子密度(spore density,SD)、球囊霉素土壤相关蛋白(glomalin-related soil protein,GRSP)以及土壤团聚体稳定性;通过高通量测序结果发现,Glomeraceae和Calroideoglomeraceae为茶园土壤AM真菌的优势菌群;通过冗余分析进一步发现,AM真菌指标主要受Ca、Al等元素含量以及速效P等土壤营养成分影响。通过在坡地和平地种植茶园布置不同秸秆施用量下的动态采样试验,发现茶园土壤AM真菌富集OTUs种类数量随着时间延长有明显增加;坡地茶园土壤团聚化水平呈现先升后降趋势,而平地茶园具有相反趋势。与不施秸秆相比,不同时间段施用秸秆均对茶园AM真菌及土壤团聚化有明显影响,其中坡地茶园施用大量秸秆影响效果更好,而平地茶园施用少量秸秆即可有较好效果。通过AM真菌和土壤团聚化的关联性分析,初步筛选了AM真菌促进土壤团聚化的路径。紧接着通过冗余分析和实际种群分析发现了施用秸秆条件下茶园土壤团聚化的主要驱动因子。通过构建结构方程模型,分析发现,坡地茶园中AM真菌主要通过GRSP和SD促进土壤团聚体稳定性,平地茶园中则是注意通过SD和AMC来影响土壤团聚体稳定性。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
华中地区供水水库抗生素抗性基因的季节变化及影响因素
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.202102127
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张凯;辛蕊;李贶家;王倩;王亚南;许智恒;崔向超;魏巍
  • 通讯作者:
    魏巍
华中地区水库沉积物重金属抗性基因的赋存特征及影响因素分析
  • DOI:
    10.13671/j.hjkxxb.2021.0164
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张凯;王倩;李贶家;辛蕊;赵珍珍;何思雨;许智恒;崔向超;魏巍
  • 通讯作者:
    魏巍
秸秆对茶园土壤有机碳稳定性影响的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    信阳师范学院学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔向超
  • 通讯作者:
    崔向超
Nitrogen addition exerts a stronger effect than elevated temperature on soil available nitrogen and relation to soil microbial properties in the rhizosphere of Camellia sinensis L. seedlings
施氮对茶苗根际土壤有效氮及其与土壤微生物特性的影响比升高温度更强
  • DOI:
    10.1007/s11356-022-18748-4
  • 发表时间:
    2022-01-20
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Huang, Shuping;Cui, Xiangchao;Wang, Xiaoman
  • 通讯作者:
    Wang, Xiaoman
Elevated CO2 Affects the Soil Organic Carbon Fractions and Their Relation to Soil Microbial Properties in the Rhizosphere of Robinia pseudoacacia L. Seedlings in Cd-Contaminated Soils
CO2 浓度升高影响镉污染土壤中刺槐根际土壤有机碳组分及其与土壤微生物特性的关系
  • DOI:
    10.1007/s42729-020-00205-1
  • 发表时间:
    2020-03-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Huang, Shuping;Huang, Xueshi;Fang, Ben
  • 通讯作者:
    Fang, Ben

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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