常规稻与杂交稻根际微生物群落差异研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

土壤微生物在整个土壤生态系统中起着极为重要的作用，诸如地球化学循环、土壤有机物的代谢和土壤肥力变化等都有土壤微生物的参与[1-3]。根际是植物根系与土壤微生物交流相对活跃的区域[4]，而根际微生物则是指在植物根系直接影响的土壤范围内生长繁殖的微生物。根际微生物作为土壤微生物的组成部分，与植物之间有显著的生态效应：根际微生物的代谢作用可以改变根际土壤中有机物的分布，改善植物营养元素的供应，由微生物代谢产生的酸类也可促进土壤中磷等矿物养料的供应。此外，微生物还可以合成、分泌氨基酸、植物生长激素等等，例如假单抱杆菌属（pseudomonas）的一些种可分泌多种维生素，促进植物生长。同时植物根系也可分泌有机化合物，使根际土壤的物理化学结构和碳源状况发生改变，进而影响根际微生物的群落结构[6]，促进微生物的生长。因此，研究植物根际微生物群落特征对于农业和其他许多方面都意味重大。

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球半数以上的人口以大米为主食。各国的科学家从基础研究、应用基础研究和应用研究的角度对水稻生长发育机理进行了大量探索，为水稻优质、高产、高抗做出了重要贡献[9]。上世纪中后期，由于粮食压力大大增加，提高水稻产量成为亟待解决的问题。70年代中期，我国杂交稻研究成功，使水稻产量在原有基础上增长了20%左右；90年代中期，超级稻育种的成功使得我国水稻产量又上了一个新台阶。经过长期大量的研究，人们发现杂交稻在很多方面都有着常规稻不可比拟的优势，杂交稻的种植面积也在不断扩大。杂交水稻与常规水稻在基因和性状方面都存在一定的差异，因此其通过根系或植物残渣进入土壤的分泌物及植物组织可能会导致土壤中的特异功能生物类群及土壤生物多样性发生变化。土壤是生态系统中物质循环和能量转化的重要场所，土壤微生物群落的多样性和活性是保持农业生态系统健康稳定的基础，因此评价和对比常规水稻与杂交水稻之间根际微生物群落的差异具有重要的意义。

参考文献：

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目的：

本项目研究旨在探索常规水稻与杂交水稻间根际微生物的群落差别，通过对常规稻与杂交稻根际微生物群落结构与土壤理化性质进行相关分析，揭示两种水稻间根际微生物群落的异同。

2.研究内容：

3. 研究的方法与方案

1.研究方法及实验方案：

1)研究地点及土壤：选取江苏省如皋市农业科学研究所试验田进行试验研究（12049e，3237n)，小区面积5m10m=50m2，每个小区都设有进、排水口，小区之间用防水布阻隔，防止渗透，小区四周设有保护行。实验用地为常规稻麦轮作生态系统，供试土壤为由江淮冲积物形成的薄层高砂土，地力均匀，耕层0-20cm土壤基本理化性状如下：有效磷：8.40mg/kg，速效钾：78.40mg/kg，ph：7.50，全氮：1.52g/kg，土壤有机质：14.49g/kg。

2)研究使用材料：研究用水稻分为两个品种：一种是常规稻镇稻11号，另一种是超级稻两优3218。

4. 研究创新点

1.使用高通量测序进行分析，能够提供了足够的测序深度，更加准确的揭示微生物多样性和群落结构的变化

2.评价和对比常规水稻与杂交水稻之间根际微生物群落的差异。

5. 研究计划与进展

1.2016年6月搜集，查阅相关文献，为研究的进行做好理论支持。

2.2016年6月-2016年10月进行水稻种植试验并收集土壤样品

3.2016年10月-2017年4月分析土样中的微生物群落组成和植物根际土壤的理化性质