不同连作年限植烟土壤细菌和真菌群落结构差异

为明确不同连作年限对植烟土壤微生物群落结构的影响,选择具有代表性的植烟区域,分别采集不同连作年限的土壤样品,利用高通量测序技术分析不同连作年限植烟土壤细菌和真菌群落结构的差异。结果表明,连作1年土壤样品细菌OTUs数目最多,连作4年土壤样品真菌OTUs数目最多。不同连作年限植烟土壤细菌均以变形菌门(Proteobacteria)比例最高,随着连作年限的增加土壤放线菌门(Actinobacteria)和泉古菌门(Crenarchaeota)丰富度呈现一定的增加趋势,同时土壤细菌的群落差异变大;不同连作年限植烟土壤真菌均以子囊菌门(Ascomycota)比例最高,随着连作年限的增加,植烟土壤真菌中的接合菌门(Zygomycota)呈现上升趋势,连作2年和4年的植烟土壤真菌菌群组成具有一定的相似性。综合分析,连续种植烤烟降低了土壤细菌多样性,提高了土壤真菌多样性,连作4年植烟土壤的细菌和真菌群落结构组成均发生较大变化。     

连作条件下烟草根腐病不同抗性品种根际土壤细菌群落特征

以烟草根腐病抗病品种云烟87和易感品种红花大金元为材料,利用盆栽方式和Illumina Hiseq扩增子测序技术,比较烟草根腐病不同抗性品种根际细菌群落结构及其功能多样性,为解析连作烟田易感根腐病成因及有益功能菌开发利用提供理论依据。结果表明,相较于抗病品种,感病品种根际土壤pH值稍低,且长期(4年和8年)连作下土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均较高,其中pH值和速效钾是影响细菌群落分布的关键因子;变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)优势菌丰度偏低,而放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)优势菌丰度整体较高;细菌群落相对丰度整体偏低,但长期连作下细菌群落的Shannon指数稍高;细菌群落MetaCyc代谢途径相对丰度整体随连作年限增加呈降低趋势,撂荒与短期连作土壤主要代谢途径相对丰度较抗病品种高,长期连作下较抗病品种低。总体来看,烟草根腐病抗病品种根际土壤细菌群落结构相对丰度和代谢相对丰度较高可能是其抗根腐病的原因之一。本研究结论为烤烟根腐病的生物防治技术开发...     

不同年限苜蓿根际土壤细菌群落的多样性

为研究不同年限苜蓿根际土壤细菌群落多样性及群落结构变化,选取了0、4年苜蓿的根际土壤,采用高通量基因测序技术研究其细菌构成。结果表明,4年苜蓿根际土壤中细菌分类单元(OTU)和多样性指数高于0年苜蓿,苜蓿连作会改变细菌群落数量及结构。通过主坐标分析(PCoA)及热图分析发现,不同年限苜蓿细菌群落差异性较大,连作后酸杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门和绿弯菌门细菌群落丰度提高,变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门细菌群落相对丰度降低。     

不同种植模式烟田土壤细菌种群特征与青枯病发生的关系

为明确烟田细菌种群特征与烤烟青枯病发生的相互关系,采用Miseq高通量测序技术及生物信息学分析方法,研究了烟草连作(连作4年、8年和12年),轮作(烟草–玉米、烟草–百合、烟草–萝卜),绿肥(黑麦草、箭舌豌豆和油菜)还田等种植模式下烟田耕层土壤的细菌种群特征。结果表明:连作年限越长,烟田土壤细菌多样性与均一度越低,土壤细菌生态网络趋于松散,青枯病害发生更为严重,连作8年与12年烤烟青枯病发病率分别为连作4年的33.60倍与33.69倍;烟草–玉米轮作与黑麦草还田可明显改善烟田细菌群落结构,在青枯病发病盛期,土壤细菌多样性指数分别为6.42与6.92,均一度指数分别为0.81与0.85,青枯病发病率相对较低,分别较烟草连作降低59.26%与95.80%;发病盛期,烟田土壤酸杆菌门和总病原菌的种群丰度与烟草青枯病的发病率呈正相关,放线菌门与烟草青枯病发病率呈负相关。     

连作年限对辣椒根际土壤真菌群落结构的影响

为了解不同连作年限下辣椒根际土壤真菌群落的结构特征,选取不同连作年限(1、3、5、10 a)下的辣椒根际土壤,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析土壤真菌群落的结构和多样性,并探究其与土壤理化因子的相关性.结果表明：相较于连作1 a处理,延长连作年限导致真菌香农指数和辛普森指数显著下降(P<0.05);同时,连作年限变化对真菌群落结构有显著影响.在物种组成中,属于真菌优势菌门的有子囊菌门、担子菌门、被孢霉门和梳霉门,其中,子囊菌门是4个连作处理土壤的绝对优势菌群.在不同连作年限处理的土壤中,镰刀菌属、毛壳菌属和Ovatospora是共有的优势真菌属,其中,镰刀菌属的相对丰度在连作5 a时达到最高,10 a后显著下降(P<0.05);同时,枝顶孢霉属、青霉菌属和曲霉菌属等生防菌的相对丰度在长期连作后显著增大,而毛壳菌属、木霉菌属和被孢霉属等有益微生物的相对丰度随着连作年限的延长逐渐下降.冗余分析显示,土壤pH及有效磷、速效钾、有机质含量是影响真菌群落结构变化的主要驱动因子.本研究中,土壤真菌群落多样性下降、有益微生物减少和病原菌积累可能是造成辣椒连作障碍的原因.     

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为了解施用不同绿肥烟田土壤细菌群落的物种多样性,从湖南省湘西州烟区采集4块烟田(不施绿肥,单施黑麦草绿肥,豌豆绿肥,油菜绿肥)的土壤样本,提取土壤总DNA,PCR扩增其16S rRNA的V4高变区,阳性样品测序,序列比对鉴定,并利用生物信息学软件分析测序数据.结果表明:1)施用绿肥对土壤细菌群落结构和组成具有显著影响.在细菌域有4个主要的细菌种群,占所有有效序列的55.79％～65.39％,分别为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),4个细菌种群相对丰度在各组均具有显著差异.2)经绿肥处理后的烟田土壤细菌群落多样性高于未施用绿肥的对照组.香农多样性指数和群落均一度指数对照组(6.637,0.833)和油菜组(6.658,0.833)均低于黑麦草组(6.923,0.854)和豌豆组(6.992,0.861),且差异均达显著水平.3)施用绿肥尤其是黑麦草绿肥的烟田中,烟草青枯病的发病率下降与土壤细菌群落多样性增加有关.     

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。     

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。     

连作对辽细辛土壤理化性质和根际微生物群落特征的影响

连作障碍是制约辽细辛产业发展的瓶颈问题。为探究连作对辽细辛根际土壤微生物多样性、群落结构以及土壤理化性质的影响,以未种植辽细辛土壤为对照,测定不同种植年限土壤理化性质含量,采用Illumina Miseq测序根际土壤的细菌和真菌群落,分析土壤理化性质与微生物群落特征之间的相互关系。连作辽细辛根际土壤中细菌分属于36个门、46个纲、96个目、161个科、282个属;真菌分属于14个门、38个纲、81个目、136个科、194个属。结果表明,连作使土壤pH值和有机质含量逐年下降,碱解氮、有效磷和速效钾含量先增后降,碱解氮和有效磷含量均显著高于对照。随着连续种植年限的增加,变形菌门和拟杆菌门相对丰度明显增加,放线菌门、酸杆菌门和芽单胞菌门相对丰度明显降低;粪壳菌纲和孢霉纲为优势真菌菌群,其丰度呈逐年递减趋势。分析结果表明,土壤碱解氮含量与细菌辛普森指数呈显著负相关,碱解氮含量与香农指数呈显著负相关,速效钾含量与真菌香农指数呈显著正相关;在细菌属水平上,有嗜酸菌属、节杆菌属、罗河杆菌属、褚氏杆菌属和Methylovirgula等优势菌属,种植6年后显著高于对照。而Gaiella、诺卡氏菌属、地杆...     

不同绿肥对湘西烟田土壤细菌群落结构与多样性的影响

为了解施用不同绿肥烟田土壤细菌群落的物种多样性,从湖南省湘西州烟区采集4块烟田(不施绿肥,单施黑麦草绿肥,豌豆绿肥,油菜绿肥)的土壤样本,提取土壤总DNA,PCR扩增其16SrRNA的V4高变区,阳性样品测序,序列比对鉴定,并利用生物信息学软件分析测序数据。结果表明:1)施用绿肥对土壤细菌群落结构和组成具有显著影响。在细菌域有4个主要的细菌种群,占所有有效序列的55.79%~65.39%,分别为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),4个细菌种群相对丰度在各组均具有显著差异。2)经绿肥处理后的烟田土壤细菌群落多样性高于未施用绿肥的对照组。香农多样性指数和群落均一度指数对照组(6.637,0.833)和油菜组(6.658,0.833)均低于黑麦草组(6.923,0.854)和豌豆组(6.992,0.861),且差异均达显著水平。3)施用绿肥尤其是黑麦草绿肥的烟田中,烟草青枯病的发病率下降与土壤细菌群落多样性增加有关。     

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。     

戴云山南坡不同海拔森林土壤优势细菌群落特征及影响因素

  目的  探讨土壤细菌群落在戴云山保护区不同海拔梯度（900 ~ 1 500 m）分布特征,为理解海拔影响森林土壤结构和功能提供理论依据。  方法  基于高通量测序探讨不同海拔土壤细菌群落组成及多样性,并分析环境因子对土壤优势细菌群落结构的影响过程。  结果  （1）随海拔升高,土壤全磷含量总体呈逐渐递减;土壤有效磷含量整体呈单峰模式;土壤全碳和全氮含量呈双峰变化趋势。（2）不同海拔中土壤细菌优势菌门为变形菌门、酸杆菌门和放线菌门（相对丰度 > 10%）。（3）不同海拔梯度土壤细菌多样性指数如物种数、Chao1指数、Shannon-Wiener多样性指数和ACE指数沿海拔梯度呈先上升后下降的趋势,均在1 100 m处达到峰值,且达到显著水平（P < 0.05）。（4）微生物共现网络分析表明戴云山不同海拔土壤优势细菌群落具有明显模块化结构,关键类群包括变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门和疣微菌门的部分属,其中变形菌门的细菌关键类群最多。  结论  海拔、坡度、pH值、土壤全氮、水解氮和土壤有效磷是驱动不同海拔森林土壤优势细菌群落结构及多样性的主要因子。      

不同栽培模式对辣椒根际连作土壤微生物区系和酶活性的影响

以连作3年辣椒、大蒜-辣椒轮作、玉米-辣椒间作根际土壤为研究对象,探讨了大蒜-辣椒轮作和玉米-辣椒间作处理对连作辣椒土壤微生物群落和酶活性的影响,以期为缓解辣椒连作障碍提供理论依据。结果表明,与连作3年辣椒土壤相比,轮间作处理的土壤过氧化氢酶、脲酶活性显著提高,细菌、放线菌数量显著增加,真菌数量显著减少(P<0.05)。高通量测序结果表明,轮间作处理土壤微生物群落结构组成相似,但与连作3年土壤微生物结构差异较大,供试土壤中细菌优势种群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria),并且酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidete)、浮霉菌门(Planctomycetes)和黄单孢菌目(Xanthomonada)在不同处理土壤中相对丰度差异显著;真菌优势种群为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota),其中镰刀菌属(Fusarium)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、接合菌门(Zygomycota)在不同处理土壤中相对丰度差异显著(P<0.05)。此外,轮间作处理能够显著降低潜在病原菌的相对丰度并提高潜在有益菌丰度,从而改善土壤微生物结构,同时显著提高了土壤酶活性和土壤细菌群落多样性。     

五大连池火山岩土壤发育过程中根际细菌多样性分析

选取五大连池火山群中三座火山为研究对象,采用PCR-DGGEB联用技术研究火山岩土壤发育过程与根际细菌多样性间相关性。结果表明,随火山喷发后时间推移,三座火山南坡有机质和全氮含量先增后稳,北坡土壤有机质和全氮含量先增后减,南北坡土壤p H不断升高。运用Bio-Dap软件分析发现,随时间推移,三座火山南坡细菌丰富度和多样性指数变化趋势为先增后减,北坡为先减后增,南北坡均匀度变化趋势均先增后稳。采用SPSS软件作相关性分析,三座火山南北坡根际细菌多样性指数及丰富度与土壤有机质显著正相关(P0.05)。根际细菌群落多样性受火山岩土壤发育程度影响。     

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。     

作物轮作对谷田土壤理化性质及谷子根际土壤细菌群落的影响

采用谷子连作(Si-Si-Si)、马铃薯-玉米-谷子轮作(St-Zm-Si)、玉米-大豆-谷子轮作(Zm-Gm-Si)和大豆-马铃薯-谷子轮作(Gm-St-Si)四种种植模式进行定位试验,研究轮作对土壤理化性质、土壤酶活性、谷子产量和根际细菌群落结构的影响。结果显示,与连作相比,Gm-St-Si轮作模式下土壤的pH值升高,碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量增加,土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、纤维素酶和蔗糖酶活性提高,谷子产量显著增加;利用Illumina MiSeq测序技术对谷子根际土壤细菌群落结构进行分析,发现三个轮作处理的OTU数目和多样性指数均高于连作,轮作与连作的细菌群落结构与组成存在明显差异,其中Gm-St-Si处理含有丰富的疣微菌门、酸杆菌门和浮霉菌门,高丰度菌包括Planctomyces、Gemmata、Flavisolibacter、Luteolibacter等。综上表明,大豆-马铃薯-谷子轮作能改善谷田生态环境,提高土壤肥力,促进土壤微生物多样性,使谷子产量增加。