餐厨发酵物料在草莓基质栽培中的应用基础研究

作     者：毛瑞璠 

作者单位：宁夏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：毕江涛

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：餐厨发酵物料 栽培基质 草莓 微生物群落结构 转录 代谢 

摘      要：本研究将餐厨发酵物料与草炭、蛭石和珍珠岩进行复配制备草莓栽培基质,研究不同复配比例餐厨发酵物料对基质理化性质、基质细菌群落结构、草莓生长状况、草莓产量及果实品质、草莓叶片转录和草莓果实代谢的影响,以期丰富草莓有机栽培基质来源并提供最优配比方案,为餐厨发酵物料在草莓基质栽培上的应用提供参考依据,主要研究内容有:（1）通过分析餐厨发酵物料复配草莓栽培基质细菌群落结构,为餐厨垃圾资源化利用提供科学依据。试验设置 ASS0（CK）、ASS1（T1）、ASS2（T2）、ASS3（T3）、ASS4（T4）和 ASS5（T5）6 组处理,研究发现随餐厨发酵物料比例增加,变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）和厚壁菌门（Firmicutes）等相对丰度增加,属水平上Ketobacter、柄杆菌属（Caulobacter）、Hirschia和假单胞菌属（Pseudomonas）等相对丰度增加,AMOVA细菌群落结构差异分析显示处理组与对照相比细菌群落结构差异显著（P0.01,r0）,MetaStat分析显示不同处理在属水平上存在极显著差异物种类别为Pontibacter、德沃斯氏菌属（Devosia）、Pseudoxanthomonas、Pseudohongiella和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）等10种,环境关联分析显示细菌群落物种丰度与EC、AK、OM和pH呈极显著正相关（P0.01）。（2）通过测定草莓生长相关指标,研究不同复配基质对草莓生长及果实品质的影响,试验共设置ASS0-ASS5六组处理,与ASS0相比,ASS1-ASS5草莓植株的叶柄长最高增加7.01%,分支数最高增加10.34%,叶面积最高增加7.80%,冠幅最高增加12.85%,有效叶片数最高增加6.73%。餐厨发酵物料在草莓品质改善方面有显著作用,与ASS0相比,ASS1-ASS5草莓单株产量最高增加11.14%,平均单果重最高增加6.27%,可溶性糖含量最高增加4.11%,可溶性固形物增加最高3.71%,VC含量最高增加25.52%。（3）利用转录组学技术,研究复配餐厨发酵物料（ASS5）与无复配餐厨发酵物料（ASS0）基质培草莓的叶片差异基因表达情况,并在GO和KEGG富集分析的基础上进行功能和代谢通路注释。通过差异基因表达火山图发现ASS5较ASS0处理草莓叶片显著上调差异基因1081条,显著下调基因918条。GO功能分析发现碳代谢为差异基因条数最多的生物过程,该过程中上调基因数目显著多于下调基因,KEGG通路注释分析发现显著富集的代谢通路共有11个（P0.05）,包括苯丙烷生物合成、光合生物中的碳固定和光合作用等,其中苯丙烷生物合成通路的差异基因富集显著性最高。（4）利用代谢组学技术,比较复配餐厨发酵物料（ASS5）与无复配餐厨发酵物料（ASS0）基质栽培草莓果实的代谢差异物,以期初步揭示餐厨发酵物料对草莓果实品质的影响机制。研究发现ASS5对比ASS0处理草莓果实差异代谢物共筛选出118种,其中98种差异代谢物显著上调,20种差异代谢物显著下调,差异代谢物在KEGG数据库中共注释到16条差异代谢通路,其中花生四烯酸代谢通路对ASS5和ASS0处理草莓果实差异代谢物影响因子最大,嘌呤代谢通路和苯丙烷代谢通路的仅含上调差异代谢物数目最多。