菊花枯萎病植株根际土壤细菌群落多样性比较

菊花枯萎病(Fusarium oxysporum f. sp. chrysanthemi)是目前影响菊花产业发展的一种侵入土壤根部传播的病害。笔者利用Illumina MiSeq高通量测序技术探讨菊花患枯萎病的发病植株和菊花健康植株的土壤根际微生物群落结构的差异。结果表明,菊花枯萎病的发生对根际土菌落丰富度存在明显影响。健康菊花植株和患病菊花植株根际细菌OTU数分别是1831和1723个,两者共有为1661个,菊花健株根际土壤中细菌OTU总数比菊花病株增加6.23%,特有OTUs数是患病植株的2.74倍。从土壤根际群落结构的多样性水平上看,菊花患枯萎病植株低于菊花健康植株。Alpha多样性指数显示,菊花病株根际土壤的Shannon、Ace以及Chao1指数比健株降低1.60%、5.71%和6.62%。此外,菊花患枯萎病植株与健康植株在土壤细菌群落多样性的结构上也有明显差异,菊花健康植株根际土中,主要α-变形菌纲(α-proteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、绿弯菌纲(Chloroflexia),其相对丰富度分别比病株高10.27%、1.51%、9.54%;在属水平上...     

西瓜根际土壤细菌群落多样性对枯萎病发生的影响

通过高通量测序分析不同栽培条件下西瓜患枯萎病与健康植株根际土壤细菌群落差异,为克服西瓜连作障碍提供土壤生物学的理论依据。以西瓜品种‘早佳8424’为材料,采用Illumina Hiseq 平台进行测序,对其根际土样微生物16S(V4)区域进行扩增子测序分析,比较不同栽培条件下西瓜感病与健康植株根际土壤中细菌多样性变化,探讨影响西瓜枯萎病发生的关键细菌。连作健康组中共获得234895条序列,分归于11230 个OTUs;连作发病组中共获得224092 条序列,分归于11228 个OTUs;非连作健康组中共获得220963 条序列,分归于10068 个OTUs;非连作发病组中共获得231746 条序列,分归于10248 个OTUs。门水平上,变形菌门(Proteobacteria)在各组分中占比均为最高,分别为非连作健康土55.61%、非连作发病土60.84%、连作健康土46.06%、连作发病土47.21%,在非连作土壤中占比高于连作土壤11.59%。另外,连作健康组与非连作健康组存在组间差异显著物种,梭菌纲(Clostridia)在连作健康组中特有,而加玛变形菌纲(Gammaproteobacteria)仅存在非连作健康组中。而在属水平上,非连作组中丰度高的有水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、潘多拉菌属(Pandoraea)、热单胞菌属(Thermomonas)、乳杆菌属 (Acidobacterium),且RH组中Taibaiella、戴氏菌属(Dyella)和噬几丁质菌属(Chitinophaga)含量显著增高。对不同处理的综合分析表明,发病植株与健康植株在非连作条件下,根际土壤细菌群落结构差异明显;发病植株的根际土壤细菌群落在不同栽培条件下的组成结构不同。根际土壤细菌群落结构、数量和种类是影响西瓜枯萎病发生的主效环境因子之一。     

烟草根际微生物区系分析

为了对烟草土传病害进行有效的控制,通过对烟草病株和正常植株根际土壤微生物进行分析,研究了二者间土壤微生物数量变化特征的差异性。结果表明:烟草根际土壤微生物中的细菌和真菌总数,就其平均值而言,病株土壤高于正常植株的土壤的微生物数量;厌氧菌的数量则是病株明显高于健株;就烟草根际土壤放线菌总数的平均值而言,健康植株土壤高于病株土壤中放线菌数量。初步认为,烤烟根部病害的发生与霉菌及细菌中的厌氧生长菌数量有关,放线菌多数种类能产生抗菌素,抑制其它菌的生长,不利病害发生。     

基于高通量测序技术分析感染根结线虫马铃薯根际土壤细菌群落结构

马铃薯根结线虫病害具有侵染性、隐蔽性、突发性和流行性,一旦被感染,将造成严重损失。为进一步分析健康马铃薯与感染根结线虫马铃薯根际土壤细菌的群落结构及多样性,本研究采用高通量测序技术对根际土壤细菌16S rRNA V3-V4区序列进行测序,应用生物信息学手段分析测序结果。结果表明,感染根结线虫的马铃薯根际土壤细菌类群Shannon指数和Chao1指数均比健康植株的低,Simpson指数比健康植株高,说明感病植株根际土壤中细菌群落丰富度和多样性均比未感病植株低。从门(Phylum)科(Family)属(Genus)上分析菌群丰度,可看出感病植株中主要的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria);优势菌科为链霉菌科(Streptomycetaceae)和微球菌科(Micrococcaceae);主要的优势菌属为链霉菌属(Streptomyces)和节细菌属(Arthrobacter)。本研究结果为进一步研究马铃薯根际微环境菌群的多样性和平衡性,提高马铃薯产量和质量提供理论基础。     

鲁东南杨树人工林根际微生物数量时空动态

为了探讨杨树人工林根际微生物对环境变化的响应,对鲁东南杨树人工林根际微生物数量时空变化、根际效应及其与土壤养分的相关性进行了研究。结果表明：根际细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数均呈“增—减—增—减”的季节变化模式,即春秋高,夏冬低。根际微生物数量以细菌最多,放线菌次之,真菌最少。细菌、放线菌数量和微生物总数随林龄的增加而增加,真菌数量随林龄的增加而减少。除0~10 cm外,根际微生物数量的垂直分布总体上表现为随土层加深而逐渐减少。杨树人工林细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数存在明显的根际效应,根际效应均呈显著的单峰季节变化,8月达到峰值。根际细菌、真菌、放线菌和微生物总数与根际土壤水解N、速效P均呈正相关,与土壤有机质呈反相关关系。     

不同植茶年龄茶树根际与非根际土壤微生物及酶活性特征研究

对不同植茶年龄的茶树根际与非根际土壤养分、微生物数量及酶活性变化特征进行研究。结果表明,茶园土壤pH值随着植茶年龄的增加呈下降趋势,各种养分因子为根际土壤多于非根际土壤,20年生茶园土壤养分含量最高,4年生次之,38年生较低;茶园土壤微生物的数量为根际土壤高于非根际土壤,且与土壤pH、有机质密切相关,细菌、放线菌和真菌的总数量以20年生茶园>4年生茶园>38年生茶园;茶园土壤酶活性为根际>非根际,且根际与非根际土壤酶活性比值随茶树种植年龄的增加而增大。土壤酶活性对分析土壤肥力状况有较好的指示作用。     

色季拉山长鞭红景天根际微生物初步研究

为了分析色季拉山长鞭红景天与其生境土壤微生物相互作用关系及根际微生物对其生长的影响,笔者对所选样地中长鞭红景天根际土壤及对照土样中的细菌、放线菌和真菌进行分离、计数,并对优势菌进行初步鉴定。结果表明：长鞭红景天1 g根际土壤中含有1.5×106~2.5×108个细菌、2.3×104~1.4×105个放线菌、1.4×103~1.3×105个真菌。长鞭红景天根际微生物的根际效应非常显著,细菌、放线菌、真菌的根际效应最高分别为67.6、42.4、105.3,其根际土壤优势菌的多样性高于非根际土壤,且其根际微生物中存在多种植物根际促生菌。研究表明,长鞭红景天根际微生物显著的根际效应及根际促生菌的存在,有助于长鞭红景天对高原环境的适应。     

基于高通量测序患炭疽病草莓根际与健康草莓根际细菌群落的比较研究

研究旨在比较患炭疽病草莓与健康草莓根际土壤细菌群落多样性，了解其细菌群落生态特征，为找到有效的生防菌奠定基础。本研究基于土壤细菌16S rDNA V3-V4区基因多样性，利用Illumina Miseq高通量测序技术进行比较研究。研究得出：与健康对照相比，患病土壤细菌的OTUs数目及多样性指数均较低；在门水平上，变形菌门、拟杆菌门、浮霉菌门等是2种生境共有的优势类群；在属水平上，2种生境的优势菌丰度有差异，患病土壤的假单胞菌属丰度显著降低，气单胞菌属丰度显著升高；而且，健康土壤的解毒类菌、固氮菌、光合菌和硝化菌丰度均高于患病土壤。健康草莓根际土壤细菌丰富度及多样性均高于患病草莓，2种生境细菌菌群结构有差异，且健康土壤中对植物有益的功能微生物群体含量高于患病土壤。     

潞党参根腐病根际土壤真菌群落及与土壤因子的关系

为了解潞党参根腐病发病前后根际土壤真菌的群落多样性及其与土壤因子的关系，本研究采用高通量测序技术对根腐病潞党参和健康植株根际土壤中的真菌微生物群落构成进行分析。结果表明，潞党参根际真菌群落丰度的降低与潞党参根腐病发生具有一定的相关性，不同分类水平潞党参病健植株根际真菌组成和某些优势菌群的丰度在两组之间均存在差异。白粉菌属和拟青霉属只存在于健康潞党参植株土壤中，四枝孢属(Tetracladium)丰度在根腐病潞党参根际土壤中最高。冗余分析结果表明，QD(总氮)及YJZ(有机质)与枝孢菌属(Cladosporium)、镰刀菌属(Fusarium)和白粉菌属(Erysiphe)的含量呈正相关，SXJ(速效钾)对真菌群落分布的影响不具有显著性(P=0.082)。但其他各类差异菌群功能及其与潞党参根腐病病原菌的互作关系尚待研究。     

大蒜根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性分析

研究旨在解析根腐病发生时大蒜根际土壤真菌群落结构,明确大蒜根腐病与根际土壤真菌群落多样性变化的关系,探明根腐病发生的微生态机制,为病害的防控提供理论基础。以新疆连续3年的大蒜根腐病发病田的根际土壤为研究对象,采用高通量测序方法对大蒜根际土壤总DNA的真菌ITS区序列进行大规模测序分析。结果表明,与健康对照相比,在门的水平上,子囊菌门和接合菌门真菌是大蒜根腐病根际土壤的优势真菌类群,其中高水平的子囊菌门菌群与病害发生有着密切的关系。在属的水平上,注释获得137个属,其中19个属与大蒜根腐病有较大的相关性。镰刀菌属真菌数量在病土中高于健康对照。随着连作年限的延续,根腐病的发生愈发严重,土壤中真菌群落的Shannon指数、Simpson指数、真菌属的数量逐年降低,大蒜根腐病的发生与植株根际真菌群落组成及多样性密切相关,土壤真菌类群的平衡和多样性改变是根腐病发生的一大诱因。     

抗FOC4内生放线菌NJQG-3A1的定殖与防效研究

为明确生防菌NJQG-3A1菌株在香蕉植株根、球茎、假茎、叶和根际土壤中的定殖情况和对香蕉枯萎病的生防作用,为香蕉枯萎病的生防治理提供理论依据,采用抗生素标记法测定菌株NJQG-3A1的定殖能力,以盆栽试验测定其对香蕉枯萎病的防控效果。定殖测定结果表明：以重铬酸钾（100μg/mL）-氨苄青霉素（100μg/mL）标记的NJQG-3A1菌株,可在香蕉根际土壤和植株的根、球茎、假茎中定殖,定殖量表现为：根际土壤＞根＞球茎＞假茎＞叶;在土壤中的定殖量可达1×10⁵ cfu/g;在香蕉植株内定殖量为1×10²~1×10³ cfu/g。盆栽试验结果表明：经NJQG-3A1菌株的发酵液处理后,香蕉植株的株高、茎围、鲜重比对照（接种病原菌,只施用清水）分别提高了99.22%,44.60%,218.67%,与对照差异显著（P＞0.05）;同时,菌株NJQG-3A1对香蕉枯萎病的防控效果显著,叶部与根茎部的病情指数分别为15、10;病情防效为81.82%,88.98%。NJQG-3A1菌株可以在香蕉植株和根际土壤中定殖,且该菌株的发酵液对香蕉枯萎病具有良好的防控效果,对香蕉植株的生长具有促进作用。     

粤东铅锌尾矿区3种优势植物根际土壤微生物的活性研究

为了在植被调查和重金属含量的测定基础上,分析粤东铅锌尾矿区优势植物与根际土壤微生物、土壤理化性质和土壤酶之间的相关性,为污染矿区土壤环境质量评价提供科学依据,并指导矿区生态系统的恢复和重建。采用常规实验方法对广东梅县丙村铅锌尾矿废弃地的3种优势植物根系土壤的微生物数量、酶活性以及理化性质进行测定,并与非根际土壤和非污染土壤比较分析。结果表明：（1）该尾矿土壤重金属含量远高于国家土壤质量标准值,在三级污染以上。在污染区生长的类芦、黄荆、盐肤木3种优势植物,很可能由于其重金属的吸收能力不同,导致根际土壤中重金属含量不同;（2）污染区根际和非根际土壤的碱解N、速效K含量、pH值低于非污染区,但速效P含量要高;在非污染区,根际土壤的碱解N与速效钾含量在3种植物之间无显著差异,但在污染区,类芦的碱解N含量显著高于黄荆和盐肤木,黄荆的速效K含量低于类芦和盐肤木。在污染区,3种植物的根际土壤速效P含量均低于非根际土壤,但在非污染区反而要低。在污染区和非污染区,类芦的根际土壤pH值均高于黄荆和盐肤,且高于非根际土壤;（3）在非污染区,3种植物的根际土壤及非根际土壤中,均是放线菌最多,细菌次之,真菌最少;类芦的根际土壤微生物数量最多;在污染区,根际土壤细菌、真菌、放线菌数量均低于非根际土壤;盐肤木的根际土壤微生物数量最多;（4）绝大多数情况下,无论是污染区还是非污染区,3种植物根际土壤酶的活性均显著高于非根际土壤;污染区3种植物的根际土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶的活性均高于非污染区;（5）由于受植物种类、研究地域、污染性质（单一污染或复合污染）及程度的影响,土壤微生物数量、养分（碱解N、速效K、速效P）、土壤酶活性之间呈现非常复杂的相关关系。     

健康与根结线虫病烟田根际土壤微生物群落对比分析

为了研究烟草根结线虫病与根际土壤微生物群落的关系,通过高通量测序研究了健康烟田和根结线虫病发病烟田根际土壤的微生物多样性、组成结构和功能变化。结果表明：健康烟田根际土壤微生物群落的Alpha多样性与发病烟田差异不显著,Beta多样性分析表明健康烟田样本与发病烟田样本分布基本一致。健康烟田与根结线虫发病烟田根际土壤细菌与真菌微生物群落在门水平上组成相似,但物种丰度存在差异,酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)在健康烟田中占优势,而变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、子囊菌门(Ascomycoda)、球囊菌门(Mortierellomycota)在发病烟田中占优势。在属水平上,根际土壤细菌与真菌微生物群落组成也基本一致,但健康烟田与根结线虫发病烟田微生物物种丰度存在显著差异,Cylidrocapon、镰刀菌属(Fusarium)等致病菌在发病烟田中占显著优势。种水平上,健康烟田中的Actinoallomurus spadix和分枝节杆菌(Arhrobacter ramosus)与发病烟田组存在显著差异。通过根际土壤微生物功能预测分析发现,发病和健康烟田土壤真菌、细菌功能组成相似,但发病烟田样本功能丰度大于健康烟田。因此,烟草根结线虫病的发生与根际土壤微生物群落的组成和多样性无直接关系,而是可能与物种丰度及样本功能丰度密切相关。研究结果可为通过调控根际微生物群落结构来防治烟草根结线虫病提供理论依据。     

香蕉内生拮抗细菌KKWB-10的分离鉴定及其内生性证明

从香蕉体内分离拮抗香蕉枯萎病菌的内生细菌,旨在应用于香蕉枯萎病的生物防治。从健康香蕉植株的球茎分离到多株细菌,对其进行了拮抗香蕉枯萎病菌4号小种的实验,选择其中1株拮抗性较强的菌株KKWB-10进行了形态特征、生理生化测定、16S rDNA序列分析,并通过浸根法将标记了绿色荧光蛋白GFP的该菌（K-pUCK7-1′GT菌）回接无菌的香蕉组培苗,培养10天后,制备香蕉苗的根和茎的手工切片于激光共聚焦显微镜下观察。抑菌实验结果表明,该菌株对香蕉枯萎病菌4号生理小种有较强的抑制作用。通过形态学观察、生理生化指标测定、16S rDNA序列同源性分析,将该菌株初步鉴定为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)。激光共聚焦显微镜观察发现经K-pUCK7-1′GT菌液处理的香蕉组培苗的根和茎的切片中均发现绿色荧光,而未处理的对照组的香蕉苗却没有发现绿色的荧光,表明该菌株能定殖于香蕉的根和茎内。该菌株可直接作为生防菌剂,也可用作外源抗病基因在香蕉植株体内表达的载体,在香蕉枯萎病菌的生物防治中具有一定的潜在价值。     

设施菜地休闲期施用石灰氮防控根结线虫对土壤pH及微生物量的影响

为了研究设施菜地施用石灰氮对土壤生化性质的影响,通过设施蔬菜大棚休闲期撒施石灰氮防治根结线虫后,研究了其对芹菜土壤pH及微生物量的影响。结果表明：施用石灰氮后,石灰氮处理芹菜根际土壤的pH高于对照处理,但均显著低于相应非根际土壤的pH;在对照和石灰氮处理中除石灰氮处理的真菌数外,其余根际土壤细菌、真菌、放线菌数量都高于非根际土壤,差异都达到了显著水平（P<0.05）。在施用石灰氮后,芹菜根际土壤的细菌、放线菌数量分别较对照根际土壤增加了100%和65%,同时根际土壤的放线菌数量/真菌数量(A/F)和细菌数量/真菌数量(B/F)值显著增加。对照处理根际土壤的B/F,A/F值较非根际土壤有所增加,但差异不显著;石灰氮处理的根际土壤中微生物总数量高于对照处理根际土,差异达显著水平。两个处理的根际土壤中微生物总数量也显著多于非根际土;施用石灰氮后,芹菜根际土壤的脲酶活性较非根际土壤、对照处理的根际与非根际土壤分别高出18.5%、49.2%、25.4%;芹菜的根系活力较对照高出了104%,同时也显著提高了芹菜的产量,增产达到22.7%。结果证实了施用石灰氮能够改善感染根结线虫根际土壤的生化性状。     

甜瓜枯萎病拮抗细菌的筛选及大田防效试验

本试验旨在从环境中分离甜瓜枯萎病的拮抗细菌,并通过适当的复配进行大田试验,以期为该病的生物防治提供参考。从大棚甜瓜根际土壤中分离得到116株细菌,利用平板对峙法、管碟法筛选出13株对甜瓜枯萎病病原菌具有较好拮抗作用的细菌,其中以F-1和D-3的拮抗作用最强。经形态特征和生理生化鉴定,菌株F-1和D-3均属于芽孢杆菌属。大田试验结果表明,F-1和D-3发酵液对甜瓜枯萎病的防效分别达到85.7%和81.6%,F-1和D-3混合发酵液对甜瓜枯萎病的防效达到91.8%,均极显著地高于农药组的防效（64.6%）,显示出良好的防治潜力。     

杨树根际土壤磷吸附特性的研究

对滨海脱盐土壤上11年生1-69杨根际、非根际土壤磷吸附特性进行了研究。结果表明,I-69杨根系活动能抑制根际土壤对磷的吸附,抑制能力与培养溶液起始磷浓度相关,当培养溶液起始磷浓度为30 mg／L时,抑制能力最大,根际、非根际土壤磷吸附量之差为-15．57 mg／kg;I-69杨根际、非根际土壤磷恒温吸附数据都能很好地用一元 Langmuir方程、Freundich方程和Temkin方程拟合,其中一元Langmuir方程拟合最好;根际土壤磷吸附容量参数Xm,k, k1,k2的值明显低于非根际土壤,相关分析表明,它们与土壤有效磷含量呈显著负相关。     

从拮抗枯萎病的香蕉植株中分离内生细菌的研究初报

香蕉枯萎病已成为香蕉产业的毁灭性病害,近年在中国的香蕉主要区迅速蔓延,目前还未找到有效的解决措施。在海南枯萎病严重发病多年的香蕉园中,发现在严重感病致死的植株包围中,存在着能正常挂果并成熟的植株。由于它们在品种上的相同性,因此从品种的差异上难以解释该现象。分离了其中的内生微生物,发现其中的内生微生物主要以细菌为主,一部分细菌能分泌几丁质酶,对病原菌有一定的拮抗性,尤其在香蕉杆浸出汁培养基中对病原菌的生长有一定抑制作用。这为香蕉枯萎病的生物防治提供了一条较好的思路。     

植物根际土壤细菌的分离与鉴定

为了揭示不同植物根际土壤细菌的群落结构和多样性,以期为更好地利用植物根际土壤细菌奠定基础。笔者采用稀释分离法,对12种不同植物的根际土壤细菌进行了分离,并采用16SrDNA序列测定与系统发育分析法初步确定了细菌的分类地位。结果表明,不同种类植物的根际土壤中,可培养细菌的多样性不同,重茬地和多年生植物的根际土壤中细菌的种类和数量较多;12种植物的根际土壤中共分离得到芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、短杆菌属(Brevibacterium)、节杆菌属(Arthrobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)和Massilia等8个属的137株细菌,其中,芽孢杆菌属为优势属,占81.0%。芽孢杆菌属内占主要比例的有：B.megaterium、B.aryabhattai、B.subtilis、B.amyloliquefaciens等种,其中B.subtilis,B.amyloliquefaciens等细菌种类据文献报道为有益微生物,可以在今后的研究中进行开发和利用。植物根际土壤中的可培养细菌种类丰富多样,有望成为有益微生物资源库进行开发利用。