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水分是影响植物生长发育的主要因素,研究植物根系对水分的适应性对明确高寒牧草的抗性机理具有重要意义。糙毛以礼草可以从低湿滩地向风沙沉积区扩展形成优势群落,是青藏高原东南缘半湿润沙地区域中的先锋物种,具有适应性广、抗性强、阻风固沙效果好等特点,但环境因子对糙毛以礼草的影响尚不明确,特别是糙毛以礼草对水分的适应性研究极为缺乏。本研究以小麦近缘野生种“糙毛以礼草”(Kengyilia hirsuta)为研究材料,采用盆栽称重控水法,设置土壤相对含水量为10%(重度胁迫)、25%(适度胁迫)、40%(充足水分)3个水分梯度,分析不同水分条件下糙毛以礼草幼苗根系形态及其构型变化,测定3个水分梯度中根系抗氧化酶、膜透性及脯氨酸含量。比较3个水分梯度中根系形态及生理指标,在此基础上分别取3个水分梯度中根际土壤各6管,测定18管根际土壤样品中微生物多样性,探究不同水分条件下根际微生物优势菌属及其丰度差异,比较不同水分条件对根际微生物多样性的影响。研究结果如下:(1)糙毛以礼草根系总根长、根体积、根表面积、根平均直径、根尖数、分叉数在40%的水分中最大,随着土壤水分含量的减少根系各形态指标呈逐渐降低的趋势。根系干重、根鲜重在40%的水分中最高,但糙毛以礼草幼苗植株根鞘重在25%的水分梯度中最大,是10%的1.6倍,40%的2.5倍且差异显著(P<0.05),说明适度干旱胁迫有利于糙毛以礼草根鞘的形成。植株根系在3个水分梯度中的拓扑指数分别为:0.917±0.004a 10(10%)、0.913±0.005a(25%)、0.915±0.004a(40%),3个水分梯度下,糙毛以礼草幼苗根系均为鱼尾状分支结构,根系分形维数在25%的水分梯度中相对较大,但差异不显著。(2)土壤相对含水量为10%的条件下,根系相对电导率显著增加(P<0.05),植物根系在重度水分胁迫下细胞膜结构易受破坏,使细胞内电解质外渗增多,脯氨酸作为植物渗透调节物质显著升高(P<0.05)。SOD、CAT、APX三种抗氧化酶含量也显著升高(P<0.05),但POD含量随着土壤水分胁迫的增加呈现先增加后降低的变化趋势。糙毛以礼草根系中丙二醛含量随着土壤水分胁迫的增加也呈现先增加后降低,与POD变化一致,即在25%的水分胁迫下根系中POD活性和丙二醛含量最高;在10%的水分条件下,根系相对电导率、脯氨酸、SOD、CAT、APX活性最高。(3)25%和40%的水分条件下细菌物种多样性和物种丰富度明显大于10%,即重度水分胁迫条件下,土壤微生物的丰度和数量明显降低。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)为3个水分梯度根际土壤中共有优势菌群。芽单胞菌属(Gemmatimonas)、节杆菌属(Arthrobacter)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、棒状杆菌属(Patulibacter)为3个水分梯度中主要优势菌属。从细菌丰度热图发现:马赛菌属(Massilia)主要存在于W10.6的的样品中;Pseudonocardia、Bradyrhizobium两种菌属在W40.6、W40.5的水分梯度中相对丰度最高;Actinoplanes在W25.5的水分梯度处理中菌群相对丰度最高。