茄科蔬菜轮作对高发枯萎病蕉园土壤可培养微生物的影响

采用盆栽试验结合传统的土壤微生物多样性研究方法,探讨了不同茄科蔬菜轮作对高发枯萎病蕉园土壤中可培养细菌、放线菌、真菌和尖孢镰刀菌数量的影响。结果表明:香蕉连作后,土壤中真菌和尖孢镰刀菌数量显著增加,分别为连作前的16.53和1.92倍;与香蕉连作相比,辣椒和茄子轮作后,土壤中细菌数量分别显著增加了5.02和2.82倍,真菌分别显著降低了96.31%和98.42%,尖孢镰刀菌数量分别显著降低了87.84%和81.36%,但对放线菌数量的变化影响不显著;与香蕉连作相比,辣椒和茄子轮作显著提高了土壤中的放线菌/真菌[Actinomycetes/fungi(A/F)]和细菌/真菌[Bacteria/fungi(B/F)]值,且均显著增加了土壤中具有拮抗香蕉枯萎病病原菌功能的芽孢杆菌和假单胞菌的数量。     

基于宏基因组学方法分析化肥减施对热带地区菜地土壤微生物群落的影响

为了探究化肥减量配施有机肥对热带地区蔬菜轮作土壤细菌、真菌和古菌群落组成和结构的影响,在海南省文昌市开展田间定位试验,采用宏基因组测序技术分析不同施肥方式下土壤细菌、真菌和古菌群落结构和组成的变化特征,并结合土壤理化性质,探究不同施肥处理下驱动细菌、真菌和古菌群落变化的关键土壤环境因子。结果表明：与全量化肥配施有机肥（M100NPK）相比,化肥减量75%配施有机肥（M75NPK）提高了土壤SOM、TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N的含量,化肥减量50%配施有机肥（M50NPK）处理提高了土壤TK和AK的含量。3种施肥处理（M50NPK、M75NPK和M100NPK）显著增加了土壤细菌、真菌和古菌群落的丰度。与M100NPK处理相比,M50NPK和M75NPK增加了细菌群落主要优势菌门中变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度,而降低了放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度,同时也增加了真菌群落主要优势菌门中担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度,降低了子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度;古菌群落主要优势菌门中奇古菌门（Thaumarchaeota）的相对丰度在M75NPK处理呈现增加趋势,在M50NPK处理呈现降低趋势。与不施肥（CK）处理相比,M50NPK、M75NPK和M100NPK增加了土壤细菌和真菌的Shannon指数和Ace指数,而降低了土壤细菌和真菌的Simpson指数,同时也增加了土壤古菌的Simpson指数,但降低了土壤古菌的Shannon指数和Ace指数。可是施肥处理之间Alpha多样性均无显著性差异。土壤细菌、真菌和古菌群落结构组成对不同化肥减量配施有机肥的响应无显著性差异。土壤pH、TP、TN、SOM和AK是导致细菌、真菌和古菌群落结构变化的主要驱动因子。研究结果表明,与M75NPK和M100NPK相比,M50NPK不会改变土壤性质、微生物群落多样性和结构,但可降低过量化肥施用可能带来的环境风险。因此,M50NPK是热带地区蔬菜种植的优化施肥方式。     

香蕉枯萎病区土壤可培养微生物生态特征

在海南香蕉种植区采集了23个香蕉枯萎病发病和不发病土壤样品,研究其土壤理化性质、养分含量和可培养微生物类群及其数量与香蕉枯萎病发病之间的关系。结果表明:①不同蕉园土壤理化性质及养分含量存在较大差异,但与香蕉枯萎病是否发生没有直接的相关性;②土壤pH值是影响蕉园土壤微生物群落结构的主要因素;③香蕉枯萎病危害程度中、重度土壤中可培养细菌和放线菌的种类及数量与危害程度轻度和无危害土壤相比均明显减少,而真菌种类没有明显的改变,数量却明显增加;④土壤微生物数量在约80%的相似性水平上可分为重度和中度发病区与轻度发病或不发病区两大类型。由此推论,土壤微生物数量的改变是香蕉枯萎病发病后的重要特征。     

小麦-玉米轮作体系中土壤细菌菌群结构及多样性分析

合理的轮作可以改善土壤微生物群落结构,提高土壤肥力,减少病虫害的发生。为了探讨小麦和玉米轮作对土壤细菌的影响,采用传统PCR克隆文库构建、克隆测序并结合EzBioCloud细菌分类鉴定,对河南小麦-玉米轮作体系下农田土壤细菌的菌群结构变化及多样性特征进行了分析。结果表明,变形菌门（33.73%）和拟杆菌门（31.50%）细菌是小麦-玉米轮作体系土壤中最主要的优势菌群,其次为酸杆菌门、芽单胞菌门、放线菌门和疣微菌门等。在小麦和玉米生长期内细菌的丰度和多样性明显高于二者的间隔期;玉米生长期间细菌菌群丰度和物种多样性更高。不同的微生物群落在土壤中担负不同的生态功能。     

不同品种香蕉种植地土壤微生物多样性及其对土壤理化性质的响应

本研究以广西不同品种香蕉种植地土壤微生物为研究对象,利用扩增子测序技术、Spearman相关性分析、RDA分析等方法对土壤微生物丰度与多样性进行测定分析,阐述了香蕉及种植地土壤理化性质对土壤微生物丰度与多样性的影响。结果表明：香蕉土壤细菌样品OTU总量与真菌样品OTU总量比率大约是2∶1;香蕉枯萎病病原菌所在属Fusarium占属水平丰度5.132%~55.132%;Spearman相关性分析显示Fusarium与土壤理化性质无显著相关;真菌的丰度与多样性比细菌更易受到土壤的理化性质与营养元素的影响,单一土壤理化性质无法显著影响土壤微生物的群落结构和物种组成;土壤真菌在一定程度上体现香蕉品种的抗病性程度。     

香蕉园土壤16S rDNA文库分析

以采自海南省福山香蕉园香蕉枯萎病发生地和正常种植园的土壤样品为试验材料,对这两类土壤的细菌多样性进行研究。通过构建2种土样的细菌16S rDNA基因文库,利用限制性内切酶HhaI对随机克隆进行酶切筛选,测定代表克隆的16S rDNA序列,并对2种土样的细菌种群进行了系统发育分析比较。结果表明正常香蕉种植区的土壤样品的细菌多样性较为丰富,其中变形菌门、厚壁菌门、酸杆菌门为主要细菌类群;而香蕉枯萎病发生地土壤以放线菌门和厚壁菌门为主要细菌类群。     

海南香蕉园土壤微生物与土壤因子的关系

调查海南23个香蕉园的土壤微生物数量,并分析18个土壤因子对可培养微生物数量的相关性。结果表明,蕉园土壤5～30cm土层可培养微生物的区系组成表现为细菌最多,放线菌次之,真菌最少。应用逐个选入自变数的回归方法,得到3个最优多元线性回归方程。再对入选的几个主要土壤因子进行通径分析,结果显示,影响蕉园土壤真菌数量的关键因子是有效Fe,影响蕉园土壤放线菌数量的关键因子是土壤有效P,而影响蕉园土壤微生物总数的关键因子是土壤pH值。     

河西绿洲灌区连作玉米根际土壤真菌群落结构特征

为探究连作对玉米根际土壤真菌群落特征的影响，采用高通量测序技术分析轮作1年和连作5年、11年、25年和50年的玉米根际土壤真菌菌群落结构特征。结果表明，子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和担子菌门(Basidiomycota)4个门为真菌优势类群，占所有真菌的90%左右。在属分类水平下镰孢菌属(Fusarium)在连作11年的玉米根际土壤中丰度最高，为56%；在连作5年的玉米根际土壤中丰度最低，为6%。不同连作年限下玉米根际土壤中的主要功能真菌依次为植物病原/腐生/共生过渡型菌(Pathogen-Saprotroph-Symbiotroph)、腐生/共生过渡型菌(Saprotroph-Symbiotroph)、植物病原菌/腐生菌过渡型(Pathotroph-Saprotroph)、腐生菌(Saprotrophs)、共生菌(Symbiotroph)、植物病原菌(Pathotroph)和植物病原菌/腐生菌过渡型(Pathotroph-Saprotroph)，连作50年的玉米根际土壤中的功能真菌丰度最低，连作5年的根际土壤中功能真菌丰度最高。     

黑土区连作大豆根际土壤氨氧化古菌群落结构特征及其驱动因子分析

连作导致大豆根圈微环境中物质代谢过程发生变化,其中土壤氮素转化相关的一些功能菌群落组成常用来表征土壤氮素转化能力对连作制度的响应。氨氧化是氮素转化过程中的第一步也是限速步骤,通常氨氧化细菌和氨氧化古菌被认为是氨氧化过程的引擎。本文利用黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所的大豆长期连作试验田为研究平台,采用qPCR和高通量测序等方法,分析连作大豆根际氨氧化古菌的群落丰度和结构组成。结果表明:连作2年和连作17年处理的氨氧化古菌丰度较其它处理低;连作大豆根际氨氧化古菌种类来自泉古菌门(Crenarchaeota)和奇古菌门两大类(Thaumarchaeota),仍有42%为未分类的古菌种类。氨氧化古菌群落结构与环境因子相关关系分析结果表明:轮作和连作2年大豆根际土壤氨氧化古菌群落结构组成与土壤总氮含量、总碳含量呈正相关关系而连作4年以上处理的氨氧化古菌群落结构组成与pH和碳氮比呈正相关关系。     

基于高通量测序技术分析不同耕作方式下水稻根际土壤真菌多样性

为研究不同耕作方式下水稻根际土壤真菌群落多样性,本研究以旋耕、免耕和粉垄耕作处理的水稻根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析了真菌群落结构和多样性,并结合土壤环境因子进行相关性分析。结果表明：3种耕作处理水稻根际土壤中优势菌门为子囊菌门、接合菌门、担子菌门和球囊菌门,优势菌属为镰刀菌属、被孢霉属、Pyrenochaetopsis、柄孢壳属、毛壳菌属、支顶孢属、隐球菌属、Westerdykella、顶囊壳属、绿僵菌属。接合菌门和被孢霉属、支顶孢属、隐球菌属、顶囊壳属真菌相对丰度在不同处理间差异显著。Alpha多样性指数分析显示,3种耕作处理间无显著差异。PCoA分析表明,不同耕作处理下的土壤真菌群落分布特征存在明显差异。冗余分析表明前两个排序轴共解释了3种耕作处理间土壤真菌群落变化的87.46%。相关性分析显示,土壤pH与接合菌门真菌丰度呈极显著正相关关系,土壤速效磷、碱解氮和有机质含量与接合菌门真菌丰度呈极显著负相关关系,土壤速效磷与担子菌门真菌丰度呈显著正相关关系。综上表明,短期不同耕作方式处理下水稻根际土壤真菌群落结构和多样性存在差异,不同处理下真菌群落分布受土壤pH值、有机质、碱解氮和速效磷影响。     

豆科绿肥残体对连作蕉园土壤肥力的影响

采用室内恒温箱培养方法,探讨2种豆科绿肥残体对连作蕉园土壤理化性质和可培养微生物数量的影响。以连作障碍严重的蕉园土壤为研究背景,共设置4个处理：无残体添加（CK）、添加田菁残体（S）、添加白三叶残体（W）和添加香蕉残体（B）。结果表明：（1）在培养第5天时,与CK相比,B、S和W添加后均增加了土壤可培养尖孢镰刀菌、真菌、细菌的数量;然而在培养第45天,S和W尖孢镰刀菌数量逐渐下降。45 d时,与B相比,S和W尖孢镰刀菌数量分别降低33.09%和79.92%;（2）与CK和B相比,S显著降低土壤pH,而W能显著提高pH和速效钾含量;（3）主坐标分析 (PCoA) 和多元回归树分析 (MRT) 结果均说明,添加不同豆科绿肥残体（S和W）与CK差异显著,说明不同豆科绿肥残体添加可改善土壤肥力。因此,在高发病香蕉园地,间套作白三叶可改善其土壤理化和土壤可培养微生物状况,对香蕉连作障碍有较好的缓解作用。     

槟榔间作香露兜对土壤微生物丰度与多样性的影响

研究槟榔林下间作香露兜对土壤微生物群落丰度及多样性的影响,不仅为维护热区农田土壤健康提供理论依据,还为优化槟榔林下间作香露兜模式提供数据支撑。本研究采用大田试验的方法,选择万宁、琼海和陵水3个地区建立试验样地,每个试验样地分别设置槟榔单作、香露兜单作和槟榔间作香露兜3种种植模式,测定土壤理化性质、养分含量、土壤微生物丰度与多样性等指标,以槟榔和香露兜单作为对照,探究槟榔间作香露兜模式对土壤微生物群落结构的影响。槟榔间作香露兜模式下真菌丰度显著提高,但多样性没有变化,而间作模式下土壤细菌丰度显著低于香露兜单作和槟榔单作;不同地区试验样地的真菌丰度与多样性不存在差异,但细菌丰度与多样性差异显著;土壤细菌丰度和多样性指数与土壤pH、速效钾、土壤容重以及有机质含量之间存在显著正相关关系,与土壤含水量之间呈显著负相关关系。本研究中,槟榔间作香露兜模式通过降低土壤有机质和速效钾等养分含量,抑制土壤细菌群落丰度与多样性。在不同地区或种植模式下,维持较高的土壤养分水平有助于保持土壤微生物群落结构相对稳定以及维护土壤健康。     

链霉菌和壳聚糖对淮山土壤微生物活性与群落的影响

为探究链霉菌30702和壳聚糖对淮山土壤微生物活性与群落的影响,采用比色法和滴定法观测土壤酶活性的变化,采用高通量测序技术和Trimmomatic等软件,分析土壤微生物群落中细菌和真菌的发展变化。结果表明,链霉菌、壳聚糖、土壤原始微生物和培养时间等4个因素对淮山土壤的脲酶和过氧化氢酶活性均有显著影响,壳聚糖浓度在0~10.0 g/kg内,土壤酶活性随壳聚糖浓度的增大而提高;随时间的延长,先升再降;壳聚糖与链霉菌之间存在交互效应。链霉菌和壳聚糖能增加淮山土壤细菌的物种丰度,减少细菌的多样性,增加艾德昂菌属（Ideonella）和纤维弧菌（Cellvibrio）等有益菌属的相对丰度,而对真菌的物种丰度和多样性的影响较小,与对照之间的差异不显著,土壤优势菌属为腐质霉属（Humicola）、枝孢属（Cladosporium）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和uncultured_bacterium_ c_Subgroup_6。其中,链霉菌与2.5 g/kg壳聚糖复合处理的细菌物种丰度最大,细菌多样性最少。     

橡胶树红根病患病与健康植株根际土壤微生物结构及多样性分析

为探究红根病对橡胶树根际土壤微生物多样性的影响,分别以患红根病和健康橡胶树根际土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序,分析了样本间的微生物群落结构和组成差异;同时测定根际土壤理化性质,分析其与土壤微生物群落的相关性。结果表明：患红根病橡胶树根际土壤真菌多样性显著降低,OTU数量和Alpha多样性指数均低于健康橡胶树根际土壤;患病植株根际土壤细菌多样性略高于健康植株根际土壤;患病植株根际土壤中真菌的群落结构发生明显改变,细菌群落结构变化较小;在属水平上,共检测出289类土壤真菌、525类土壤细菌,病原菌Ganoderma在患病植株根际土壤中相对丰度高达31.32%,在健康植株根际土壤中未检测到;有机质、有效磷、速效钾含量和pH在健康植株根际土壤中含量高,碱解氮在患病植株根际土壤中含量高;相关分析结果显示,Ganoderma丰度与土壤有机质含量和pH呈显著负相关。该结果为揭示红根病发生的根际微生态机制及研发红根病综合防控技术提供理论参考。     

土壤酸度对茶树根际土壤微生物群落多样性影响

为了分析茶树根际土壤酸度对微生物多样性的影响,本研究以不同树龄铁观音茶树根际土壤为研究对象,分析不同树龄铁观音茶树根际土壤p H值、微生物群落结构的多样性及其相关性。结果表明,茶树根际土壤的p H值随着茶树树龄的增加呈现下降趋势。茶树根际土壤共检测到20个PLFAs,其中细菌、真菌、放线菌、原生动物的个数分别为15、2、2、1;其中,细菌、放线菌、原生动物及总体标记性PLFAs总量呈现先上升后下降的趋势,而真菌PLFAs总量则相反,且不同树龄间差异达到显著水平;茶树根际土壤细菌、真菌、放线菌总量的荧光定量PCR结果验证了上述PLFAs测定的准确性。进一步分析发现,不同的PLFAs主要划分成2大成分,即主成分1和主成分2,贡献率分别为73.06%和25.51%,而与主成分1呈显著或极显著相关的PLFAs主要为细菌、放线菌、真菌和原生动物,而与主成分2呈显著或极显著相关的主要为细菌;相关性分析结果表明,与土壤酸度呈显著或极显著正相关的微生物PLFAs标记11个,包含细菌、放线菌和原生动物,而呈显著或极显著负相关的微生物PLFAs标记6个,包含细菌和真菌。综上表明,土壤酸化程度随着茶树树龄的增加而增强,酸化可能导致微生物群落结构多样性发生了显著的变化。本研究为退化茶园的修复及其酸化土壤的改良,进而保证茶叶产量,提高茶叶品质提供一定的理论支持。     

香蕉对低pH和铝毒胁迫的响应

香蕉是世界重要的热带亚热带水果,在热带经济的发展中占有重要的地位。我国是世界香蕉重要生产国之一,总产量仅次于印度,位居世界第二。低pH和铝毒是香蕉生产中面临的重要限制因子,严重影响香蕉的产量和品质。明确低pH和铝毒胁迫对香蕉生长和养分吸收的影响,为调控酸性土壤提供重要的理论依据。本研究分别在盆栽和水培条件下开展试验,盆栽试验设置pH 3.7和6.5两个梯度,选择‘威廉斯B6’‘巴西’和‘南天黄’3个香蕉品种,对比不同品种香蕉对低pH响应的差异性。试验结果显示,低pH显著抑制香蕉生长和养分吸收。种植在高pH 6.5土壤上的3个香蕉品种的生物量及不同部位（根系、假茎和叶片）养分含量（磷、钾、钙和镁）显著高于种植在低pH 3.7土壤上的香蕉。与高pH相比,生长在pH 3.7的土壤上,生物量平均下降77%,氮、磷、钾、钙、镁等养分吸收量下降73%~604%;而相同pH条件下,不同品种间总体上差异不显著。水培试验设置0、25、50、100 μmol/L四个铝浓度,香蕉根尖苏木精染色结果显示,随着铝浓度的增加,香蕉根尖颜色逐渐加深,出现明显铝毒现象。香蕉地上部生物量和养分含量（氮、磷、钙和镁）随着铝浓度的增加呈下降趋势。100 μmol/L 铝浓度显著降低了香蕉根系的生长速率、地上部生物量、叶缘与叶中心SPAD值及钙和镁的吸收量。本研究表明蕉园土壤低pH和铝毒显著影响了香蕉的生长和养分吸收,不同品种间表现出相同的趋势,研究结果为酸性土壤调控提供重要参考,有助于促进香蕉产业提质增效与绿色发展。     

不同遗传背景香蕉品种间轮作控制香蕉枯萎病的效果分析

香蕉种质资源丰富,不同香蕉品种对各个枯萎病生理小种的耐受性不同,利用遗传背景差异大、抗性不同的香蕉品种进行轮作可能达到防控香蕉枯萎病的效果。本研究选取华南地区常见的香牙蕉、粉蕉、龙牙蕉、贡蕉等栽培蕉类型作为研究材料,通过对24个香蕉品种的遗传多样性进行分析,结合生产应用,筛选遗传背景不同并且具有一定抗枯萎病的品种,进行香蕉品种间轮作模式对香蕉枯萎病的防控效果研究,以筛选高效栽培模式。利用29对SRAP引物对24份香蕉资源进行遗传多样性分析,选择属于不同遗传类群的5个抗病品种：‘粉杂1号’（第1类群）、‘海贡’（第2类群）、‘农科1号’（第5类群）、‘抗枯1号’（第5类群）和‘南天黄’（第5类群）进行品种轮作模式研究,统计土壤中枯萎病菌的数量以及枯萎病的田间发病率。试验筛选出29对扩增清晰、多态性好的SRAP引物,对24份香蕉资源进行遗传多样性分析,聚类结果表明,遗传相似系数变异范围为0.1~1.0,遗传差异较大,构建的聚类树状图在相似性系数为0.80时,可以将24个香蕉品种分为6类,分类结果与传统的形态分类基本一致,同时发现香牙蕉品种具有一定的遗传分化,可见SRAP分子标记适用于亚种或者更细的香蕉分类。在连作‘农科1号’的蕉地上分别轮作1 a‘粉杂1号’‘海贡’‘抗枯1号’‘南天黄’后,‘粉杂1号’和‘海贡’的根围土壤中的枯萎病菌数量显著降低;再种回‘农科1号’,轮作处理组的枯萎病发病率均降低,并且‘农科1号’-‘粉杂1号’1 a -‘农科1号’1 a、‘农科1号’-‘海贡’1 a -‘农科1号’1 a这2种轮作模式的枯萎病发病率显著降低,是控制香蕉枯萎病发生的有效栽培模式。可见采用遗传背景差异大的抗病品种进行合理轮作可以有效降低土壤中枯萎病菌的数量和香蕉枯萎病的发病率,达到防病的效果。     

转基因香蕉植株对根际土壤微生物的影响

通过对遗传转化技术获得的转基因香蕉植株和对照植株根际土壤微生物的培养实验,结果表明,转基因植株和对照植株对根际土壤中细菌、真菌、放线菌种群均没有影响.土壤微生物在BIOLOG GN微平板上的ELISA反应结果表明,转基因香蕉植株根际土壤微生物的每孔颜色平均变化率(Average Well Color Devel-opment,AWCD)的变化曲线和对照AWCD的变化曲线接近吻合.进一步对72 h的土壤微生物群落功能多样性的5种指数作方差分析,结果表明,5种指数和对照没有显著差异.实验结果表明转基因香蕉植株和对照植株对根际土壤微生物群落的结构和功能多样性没有产生影响.