中江县丹参连作土壤细菌多样性研究

【目的】为了揭示中江县丹参连作土壤的细菌多样性。【方法】在中江丹参GMP基地采取患病丹参根际与非根际土壤、正常生长丹参根际与非根际土壤,采用可培养和免培养技术细菌研究供试土壤的细菌类群变化。【结果】应用稀释分离法,从供试土壤中获得46株可培养细菌,16S rDNA-RFLP分析表明,在79%相似水平分为7个遗传群,对代表菌株16S rDNA进行序列分析,构建了系统发育树,供试菌株为芽孢杆菌属(Bacillus)、短杆菌属(Brevibacterium)、拜叶林克氏菌属(Beijerinckia)和假单胞菌属(Pseudomonas)。【结论】PCR-DGGE图谱聚类分析表明,丹参连作显著影响了土壤细菌类群,供试土壤细菌类群间存在着明显的遗传多样性;条带克隆测序表明绝大多数菌株属于未培养细菌。     

连作和感病对烟株根际土壤真菌群落结构的影响

【目的】了解连作及其与根腐病感染对烟株根际土壤真菌群落结构及多样性的影响,为连作土壤微生态环境定向调控和根腐病精准防治提供理论依据和技术指导。【方法】分别选取连作2,4和8年烟田健株（依次记为HT2、HT4、HT8）和根腐病感病烟株（依次记为ST2、ST4、ST8）根际土壤,以同区域撂荒2年以上耕层土壤为对照（CK）,测定不同处理土壤理化性质,利用高通量测序技术分析不同连作年限烟田健株和病株根际土壤真菌群落组成和多样性的差异,并基于冗余分析探讨了土壤化学性质与真菌群落分布的相关性。【结果】与对照（CK）相比,连作和感病降低了烟株根际土壤真菌群落的丰富度和多样性。健株根际土壤真菌优势菌群累积相对丰度总和小于病株。属水平上,连作2年和4年烟田健株和病株根际土壤镰刀菌属（Fusarium）相对丰度增幅为81.3%～665.1%,随连作年限的延长,健株和病株根际土壤淡紫紫孢菌属（Purpureocillium）相对丰度降幅为295.2%～1 387.1%;种水平上,健株和病株根际土壤茄腐镰刀菌（Fusarium solani）相对丰度增幅为88.5%～844.3%。土壤指示物种相对丰度随连作年限的延长而降低。土壤化学性质与真菌群落丰度密切关联,其中pH值和速效钾含量是影响连作和感病烟株根际土壤真菌群落分布的核心环境因子。【结论】连作和感病降低了烟株根际土壤真菌群落及有益菌群落的丰富度和多样性,但提高了病原菌的相对丰度,茄腐镰刀菌可能是引起试验烟株根腐病的主要病原菌。     

泸州老窖不同窖龄窖泥中己酸菌遗传多样性及系统发育

【目的】研究泸州老窖窖泥中己酸菌的遗传多样性和系统发育地位,筛选优良高产己酸菌株,为提高新窖酒品质提供优质菌株资源。【方法】采用BOXAIR-PCR、16SrDNA PCR-RFLP和代表菌株16SrDNA序列分析技术等对不同窖龄窖泥中乙酸菌的多样性进行分析。【结果】从不同窖龄窖泥样品中分离获得了43株产己酸细菌;BOXAIR-PCR分析结果表明,在82.2%的相似性水平处,供试菌株形成了8个BOX遗传群;16SrDNA PCR-RFLP将43株供试菌株分为8个遗传群;代表菌株16SrDNA序列系统发育分析表明,供试菌株分布于3个系统发育分支。【结论】泸州老窖窖泥中己酸菌具有丰富的遗传多样性,这些菌株主要分布于梭菌属(Clostridium)、芽孢杆菌属(Bacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas),其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势属。     

连作、轮作对谷子根际细菌群落结构的影响

为探明谷子连作与轮作对土壤细菌群落组成的影响,利用高通量测序技术,结合土壤理化性质及酶活性,比较分析了撂荒地、玉米-谷子轮作、谷子连作2、3 a和5 a土壤细菌群落组成多样性。结果表明：谷子连作与轮作土壤均为碱性,pH为8.26~8.49,碱解氮、有机质、脲酶活性表现为轮作地最高,连作2 a开始降低,连作3 a达最低值,连作5 a又开始回升,速效钾、多酚氧化酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性均是连作土壤高于轮作土壤。谷子连作与轮作土壤细菌在门水平上群落组成比较固定,但不同物种的丰度差异较大;菌群分析发现放线菌门、变形菌门以及酸杆菌门是谷子根际土壤优势菌群;菌群相对丰度在轮作土壤中高于连作土壤的有：变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门以及硝化螺旋菌门,低于连作土壤的有己科河菌门和绿弯菌门;Alpha多样性分析显示各组间菌群差异不显著,Beta多样性分析则显示连作、玉米-谷子轮作地和撂荒地土壤菌群分布差异较大;冗余分析（RDA）表明鞘氨醇单胞菌与pH、有效磷、碱解氮和有机质呈正相关,类诺卡氏菌与pH、有效磷、碱解氮、有机质、脲酶和过氧化氢酶呈正相关,轮作、连作、撂荒地组间根际土壤优势菌存在差异,LEfSe分析确定了谷子根际土壤特定标志物,其中轮作地的优势菌群为鞘氨醇单胞菌和类诺卡氏菌,3 a连作地的优势菌群为土壤红杆菌。综上所述,谷子连作土壤与轮作土壤相比,细菌的ASVs丰度减少,细菌群落分布差异较大;随着谷子连作年限增加,土壤养分呈先下降后上升趋势。     

三七连作根际微生物多样性研究

【目的】针对三七土传病害根腐病日益突出的问题,探讨三七根际土壤和根内生微生物多样性、生物群落组成及代谢活性与根腐病发生的相关性。【方法】对连作3年三七和连作4年三七的健康植株和感病植株根际土壤进行Biolog ECO代谢功能多样性分析,对三七根际土和根组织采用多种培养基进行微生物的分离培养,根据细菌16S r DNA序列和真菌ITS区序列的通用引物进行PCR扩增、Blast同源比对及其系统进化树分析。【结果】健康植株组与感病植株组根际土壤微生物群落的丰富度和均匀度存在显著差异(P0.05),健康植株组土壤微生物群落的生理活性高于感病植株组;从根际土壤中培养出172株菌株,其中,健康植株组土壤以芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)、节杆菌(Arthrobacter)等为优势菌群;感病植株组土壤以黄杆菌(Flavobacterium)、毛霉菌(Mucor)和镰刀菌(Fusarium)等为优势菌群;从根组织中分离出121株菌株,其中,健康植株根部以芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)为优势菌群,感病植株根部以镰刀菌(Fusarium)、拉恩氏菌(Rahnella)、欧文氏菌(Erwinia)等为优势菌群。【结论】三七土传病害根腐病的发生与植株根际微生物群落结构组成及代谢功能多样性密切相关,为从微生态角度改善三七土壤健康状况及控制三七根腐病的发生提供科学理论依据。     

连作烤烟根际土壤细菌群落16S rDNA-PCR-DGGE分析

以不同连作年限烤烟根际土壤为材料,应用PCR-DGGE技术对土壤样品进行细菌菌落分析,以期为烟草连作障碍调控提供理论依据。结果表明：烤烟生育中后期土壤细菌群落比较丰富。不同连作年限植烟土壤大田期细菌种群结构有差别,表现为大多数细菌类型是共有的,存在少数特有的细菌类型,轮作土壤的细菌丰度变化较稳定,而连作增加了土壤细菌的丰度,并呈先增加后降低趋势。轮作细菌优势种群在大田期很稳定,而连作土壤的细菌菌群有较大变化,绿弯菌门的暖绳菌科、酸杆菌门和棒状杆菌科的菌群活动对连作土壤的营养代谢有强烈的影响,致病菌增多,不利于烤烟生长发育。不同连作年限对烤烟根际土壤细菌群落有较大影响,烤烟连作后细菌种群结构的变化可能是引发烤烟连作障碍的主要原因之一。     

太子参根际土壤微生物多样性及其与土壤主要理化因子的相关性

【目的】探究不同区域栽培太子参产生连作效应的潜在原因。【方法】采用高通量测序对柘荣县5个样地的太子参根际土壤进行微生物群落结构及多样性分析。【结果】土壤真菌的有效序列共744 331条,聚类后获得1 314个真菌分类单元;获得细菌1 032 029条有效序列,聚类后获得10 310个细菌分类单元。5个样地的共有OTU数明显多于每个样地特有的OTU数,表明不同样地的太子参根际土壤微生物群落趋势大致相同。α多样性分析表明,不同样地根际土壤微生物群落组成及丰度之间有明显差异,Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ样地的物种丰度较高,而Ⅴ、Ⅲ样地的物种丰度较低。典范对应分析表明土壤化学性质和根系分泌物酚酸类物质影响太子参根际土壤微生物的群落分布。5个样地中都鉴定到镰刀菌属等致病真菌,且致病菌的含量与根际土壤其他微生物物种数呈反比,暗示镰刀菌影响太子参根际土壤其他微生物物种数。【结论】太子参连作效应及其病害的成因很大程度上归因于其根系分泌物参与调控的根际微生物菌群结构和多样性演变,导致病原菌增多。     

西藏青稞根际土壤可培养放线菌的遗传多样性及其促生功能分析

【目的】认识藏区青稞根际土壤中可培养放线菌的遗传多样性及应用价值。【方法】采集藏区青稞根际土壤,对根际样品中的放线菌进行分离,测定分离菌株的溶磷能力、抗病促生(IAA产量)能力,并运用反转录重复因子扩增(BOXA1RPCR)技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析系统分析可培养放线菌的系统发育地位。【结果】通过7种培养基共分离得129株放线菌菌株,其中有51株菌株(占总分离菌株的39.5%)产IAA,8株产量较高(>57 mg/L),77株(占总分离菌株的60.0%)表现出溶磷活性。基于BOXA1R-PCR图谱,采用平均连锁聚类法(UPGMA)进行聚类分析,129株菌被分成19种不同的遗传图谱类型。基于分离菌株的菌落特征和遗传聚类图谱选取32株代表菌株进行16S rRNA基因序列测定。通过Mothur软件对分离菌株进行OTUs(operational taxonomic units)聚类分析,共得到5个OTU分类单元,其中以OTU1为主。系统发育显示代表菌株分属于链霉菌属(Streptomyces),拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis),类诺卡氏菌属(Nocardioides),小单孢菌属(Micromonospora),放线菌属(Actinomyces)等5个属,其中链霉菌属(Streptomyces)为优势种属。【结论】西藏青稞根际土中放线菌多样性明显,这些放线菌中蕴藏着大量的有开发应用前景的菌株。     

烟草连作对烟田土壤微生物的影响

对烟草不同连作年限的烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌进行分离,对微生物不同种群进行数量和多样性分析.结果表明,在连作10年内,细菌的数量随着连作年限的延长而增大;连作年限在10年以上,细菌数量随着连作年限的延长而呈现减小趋势;在连作l5年内,固氮菌和放线菌数量随着连作年限的延长而增大.连作年限在5年以内,根际土和非根际土中微生物多样性指数日和均匀度E随连作年限的延长而增大,连作年限在5年以上,根际土和非根际土中微生物多样性指数H和均匀度E随着连作年限的延长而呈现减小趋势.     

不同连作年限菊花根际土壤微生物多样性变化特征

为揭示连作菊花根际土壤微生物群落结构和多样性变化特征,以不同连作年限菊花根际土壤为试验材料,采用高通量测序技术(Illumina-MiSeq)和生物信息学方法,分析无连作(CK)、连作2年(2a)、连作9年(9a)菊花根际土壤细菌和真菌的丰富度、多样性指数和群落结构,以期为菊花连作障碍防控提供理论支撑。结果表明,2a、9a根际土壤细菌数量和多样性较CK显著(P<0.05)增加,2a和9a的群落结构相似,共有OTU(operational taxonomic unit)比例高。连作对菊花根际土壤真菌群落多样性和丰度影响较小,但对真菌群落组成影响显著,2a、9a根际土壤真菌接合菌门、担子菌门和被孢霉属等群落丰度减少,明梭孢属、镰刀菌属、土赤壳菌等群落丰度增加。菊花连作会显著增加其根际土壤细菌数量和多样性,显著影响真菌群落结构组成。     

不同种植模式对青稞根际土壤微生物群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对6种种植模式下青稞根际土壤的16S rDNA和18S rDNA基因相关区片段进行测序,研究根际土壤细、真菌群落结构的变化,并结合土壤理化性质,分析环境因子与群落结构的关系,从根际土壤微生物生态系统的角度解析青稞连作障碍的发生机制。6种种植模式中,土壤有机质和全氮含量WHD模式最高,全磷含量YC模式最高,全钾含量MLS模式最高,pH均为碱性;3种连作模式下,随着连作年限的增长,土壤有机质、全氮和全钾逐年降低,全磷显著升高。6种种植模式下,细菌和真菌群落Alpha多样性指数和覆盖度没有显著差异,与连作相比,WHD和MLS模式可显著提高细菌群落的Shannon指数、ACE指数和Chao1指数;与混作、轮作相比,连作显著提高真菌群落的Shannon指数和ACE指数,但Chao1指数差异不显著;连作使细菌群落Alpha多样性减小,真菌群落Alpha多样性增加。6种种植模式下,genus水平群落结构表现为连作使青稞根际土壤中微生物区系发生较大改变,导致有害菌群丰度增加,有益菌群数量减少,尤其是真菌菌群发生较大改变,而轮、混作模式使优势菌群及新种数量明显增加。细菌、真菌群落PCoA分析结果表明,微生物群落在6种种植模式间变异较小且未发生明显分化,PC1、PC2的总解释能力均大于80%,表明有显著主导因子。细菌、真菌群落与土壤理化性质关系显示,土壤有机质、全氮与提高WDH、QKA模式下的细菌群落多样性呈正相关,而pH、有机质、全氮与提高WDH、YC、QKB模式下的真菌群落多样性呈正相关。表明,与连作相比,WDH和MLS模式可改善土壤理化性质,提高根际细菌群落结构多样性及微生物群落组成,是缓解青稞连作障碍的可能途径,可为青稞连作障碍修复措施的制定提供科学依据。     

怀地黄连作对土壤微生物区系的影响

运用传统平板培养方法及变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析法对地黄的连作问题进行了研究.结果表明,地黄连作引起土壤根际、根外细菌数量减少;根际放线菌数量增加,根外数量变化不大;真菌种类和数量都有较大变化.DGGE分析表明,头茬和重茬地黄生长过程中根际土壤微生物区系发生了明显变化,细菌数量减幅较大,有些条带消失,说明种群数量减少;放线菌种群没有大的变化,数量有所上升;真菌数量有所增加,种群发生了明显改变,表现为条带的缺失和增加.地黄连作后土壤微生物多样性发生了较大变化,细菌数量减少,木霉和黄曲霉数量增加,土壤生态系统已开始失调,这可能是地黄连作障碍产生的原因.     

连作花生田根际土壤优势细菌的分离和鉴定

采用土壤稀释分离法,从不同连作年限花生根际土壤中分离优势细菌,结合菌株形态特征、培养性状、生理生化特征及16S rDNA序列分析结果,对优势细菌进行鉴定.结果表明,种植过花生及花生连作后,土壤中优势细菌种类发生明显变化,从连作花生田根际土壤中分离鉴定出7种优势细菌,分别为Leifsonia xyli、氯酚节杆菌(Art...     

连作对云南典型烟区植烟土壤细菌群落多样性的影响

为阐明连作对植烟土壤细菌群落的影响,采用MiSeq高通量测序技术对云南省曲靖市、红河州、文山州3个典型烟区连作0、2、4、8年及以上的烟田土壤细菌进行16S rDNA V3～V4区域测序,并结合土壤化学指标分析连作对烟田土壤细菌群落结构的影响.结果 表明:随连作年限的延长,土壤特有细菌数、细菌群落丰度和多样性在曲靖烟区整体呈递增趋势,红河烟区呈递减趋势,文山烟区特有细菌数呈先下降后上升趋势,细菌群落丰度及多样性则呈递增趋势.在门水平上,3个生态产区连作土壤所获得的有效序列涵盖了94.32％～99.31％的细菌类群,放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Protecobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)是主要的优势类群(相对丰度>4.0％),随连作年限的延长,不同生态区优势菌门相对丰度和多样性存在时间和空间异质性.连作植烟土壤pH值、速效钾、有机质、有效磷含量与细菌群落分布显著相关.研究表明,随着连作年限的延长,土壤细菌群落发生不同程度的结构性变化,在连作烟田土壤改良时加强土壤pH值和有效磷含量调控是关键.研究结果为云南典型烟区通过构建差异化的土壤微生物区系和理化环境以消减连作障碍提供了理论依据.     

连作对马铃薯酚酸类自毒物质及根际真菌群落的影响

为研究连作对马铃薯根际土壤中酚酸类自毒物质及真菌群落的影响,通过收集不同连作季(1季、3季、5季)马铃薯根际土壤,利用高效液相色谱法测定酚酸类物质及Illumina高通量测序技术测定真菌ITS序列,结果表明:(1)连作土壤中检测出丁香酸、香豆酸、对羟基苯甲酸、阿魏酸,连作增强后,pH不断下降,对羟基苯甲酸、阿魏酸含量不断增加,丁香酸、香豆酸在连作3季后含量最高。(2)连作3季及5季根际土壤中真菌多样性及丰度均显著高于连作1季,子囊菌门为连作土壤的优势菌门;节丛孢属为连作3季的优势菌属,盘菌属为连作5季的优势菌种;对连作土壤进行主成分分析,连作1季与连作3季真菌群落及数量相似,与连作5季差异较大。(3)自毒物质与根际真菌群落存在相关性,丁香酸与琏格霉属,香草酸与盘菌属丰度达极显著正相关;阿魏酸与盘菌属丰度间为显著负相关。因此,连作后根际土壤中自毒物质不断积累,真菌群落结构发生改变,琏格孢霉、镰刀菌等有害真菌富集。     

专用微生物肥对不同连作障碍土壤根际微生物区系的影响

为探究专用微生物肥对不同连作障碍程度土壤根际微生物区系的影响,采用不同连作障碍程度的土壤为栽培介质,施用2%的专用微生物肥后进行辣椒土培盆栽试验,取根际土壤进行稀释平板计数和PCR-DGGE分析。结果表明:随着土壤连作障碍程度的增加,根际土壤细菌和放线菌数量减少,真菌数量增加;施用专用微生物肥后,土壤微生物种群密度发生显著性变化,其中土壤连作障碍程度轻、中、重组细菌数目分别增加了78.6%、66.7%、54.5%,真菌数目分别减少了5.0%、12.5%、7.5%,放线菌数目分别增加了18.2%、9.1%、23.5%。通过分析PCR-DGGE指纹图谱发现,随着生理性土壤连作障碍程度的加剧,根际土壤微生物的丰富度和多样性指数降低,施用专用微生物肥后,微生物种群数目和种群结构发生改变,多样性指数升高。说明专用微生物肥对根际土壤微生物种群密度和种群结构有显著性影响,但是由于土壤连作障碍程度的不同产生效果不同。     

熏蒸灭菌对连作马铃薯生长发育及土壤微生物的影响

采用土壤熏蒸灭菌的方法,分析了连作土壤灭菌对盆栽马铃薯生长发育及根际土壤微生物功能多样性的影响.结果表明：土壤熏蒸灭菌对马铃薯主要光合特征参数影响规律较复杂,连作时间长短对叶片光合能力有显著影响;连作土壤熏蒸灭菌后,马铃薯具有较低的光合强度、蒸腾速率、气孔导度和较高的胞间CO2浓度.熏蒸土壤马铃薯光合作用的影响是由非气孔限制引起,水分因子可能是影响马铃薯叶片气孔导度下降的主要原因.连作提高了植物超氧化物歧化酶（SOD）活性,降低了马铃薯叶片抗坏血酸过氧化物酶（POD）活性.熏蒸灭菌在一定程度上缓解了不利马铃薯生长的环境因素,但马铃薯连作栽培障碍引起的过氧化反应没有完全消除.连作5年、10年土壤熏蒸灭菌提高了Biolog Eco板平均颜色变化率（AWCD）;与未灭菌相比,培养96h时AWCD分别提高30.9%～41.6%和2.7%～12.8%.连作土壤微生物对单一碳源底物利用能力一直较高,土壤微生物群落利用碳源的功能多样性也较高,但持续连作土壤微生物对碳源利用有趋于微生物功能多样性单一的趋势.     

基于高通量测序研究施肥对连作植烟土壤环境及微生物的影响

为了研究不同施肥处理对连作植烟土壤环境因子及微生物群落多样性的影响,了解施肥后土壤微生物群落与环境因子的联系,采用IlluminaMiSeq高通量测序技术,对不同施肥处理下连作植烟土壤进行了细菌16S rRNAV4-V5区、真菌ITS rRNAV4-V5区测序,并通过主成分分析及冗余分析研究了连作植烟土壤的8种环境因子（有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、蛋白酶、过氧化氢酶、磷酸酶、蔗糖酶）及微生物之间的关系。结果表明：测序质控后获得有效序列264 500个,获得22 035个操作分类单元(OTUs);菌落热图显示,施肥处理与对照相比增加了土壤中细菌与真菌的群落组成。施肥处理的细菌及真菌多样性与CK均呈较大差异,不同施肥处理的细菌或真菌结构聚集较紧密,而CK在排序轴中与其余处理较为分散,这说明施肥可以明显改变连作土壤细菌与真菌的结构;速效钾含量在一定范围内会影响土壤细菌群落的多样性和丰度,而8种环境因子对真菌的多样性和丰度均有不同程度的影响。运用高通量测序技术获取的烟草根际土壤微生物信息较为丰富,可为植烟土壤环境因子与微生物群落多样性研究提供理论参考。