不同种植年限川党参根际土壤细菌群落结构研究

为了探究生长年限对川党参根际土壤细菌群落结构特征及其多样性的影响,阐明细菌群落变化规律,采用IlluminaMiSeq高通量测序技术对1年生、2年生、3年生和4年生的川党参根际土壤细菌16SrRNA序列进行测序分析。结果表明:(1)生长年限显著影响川党参根际土壤细菌群落多样性,其OTU数、Alpha多样性指数均随生长年限增加呈先升高后降低的趋势;(2)生长年限改变了细菌群落组成,但在门水平上优势菌门(相对丰度>5%)相对稳定,均为变形菌门(Proteobacteria)、未分类细菌门(unclassified_Bacteria)、酸杆菌门(Aci-dobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi),其相对丰度总和占 85.71%～91.39%;在属水平上优势菌群相差较大,仅有全噬菌属(Holophaga)和念珠菌属(Candidatus Udaeo-bacter)是4个年限所共有的优势菌属,革兰氏阴性菌cTPY-13(Gram-negative bacterium cTPY-13)则为2年生独有优势菌属,其余则分别为不同年限有相应共有优势菌属;(3)PCoA分析与UPGMA聚类分析显示,各生长年限间细菌群落差异明显,随生长年限增加,不同组间细菌群落结构差异先增大后逐渐减小,细菌群落在2～3年生时演变较为剧烈;(4)土壤速效养分是影响根际土壤细菌群落的主要环境因子,其程度大小为水解氮(HN)>有效磷(AP)>速效钾(AK),优势菌门中酸杆菌门与AP、AK呈显著负相关(P<0.05),拟杆菌门与AP、AK呈显著正相关(P<0.05),而绿弯菌门与HN呈显著负相关(P<0.05)。综上所述,川党参生长年限延长会影响根际土壤细菌群落结构和多样性,从而改变其根际微生态系统。     

基于高通量测序的两种植被恢复类型根际土壤细菌多样性研究

为研究库布齐沙地生态恢复过程中不同植被恢复类型土壤微生物细菌群落结构、多样性的变化特征,以流动沙地为对照,运用高通量测序技术,对自然恢复的油蒿群落、人工种植的中间锦鸡儿群落根际和非根际土壤细菌多样性进行了研究,并分析了土壤理化性质对其分布的影响。结果表明:(1)与流沙对照相比,两种植被恢复类型对细菌多样性产生了正效应,细菌群落丰度、多样性和均匀度明显增加。其中,自然恢复的油蒿群落土壤细菌丰度高于人工种植的中间锦鸡儿群落;(2)变形菌门、酸杆菌门和放线菌门为研究区土壤中的优势细菌类群,其中变形菌门在各样地丰度比例最高,变形菌的4个亚群变化趋势一致,α-变形菌相对含量在油蒿和中间锦鸡儿群落根际土壤中明显增加,尤其是自然恢复的油蒿群落根际土壤中α-变形菌得到了很好的恢复;(3)土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和土壤含水量是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要土壤因子,典型相关分析表明土壤有机质、全氮、全钾、速效钾、速效氮含量对于研究区土壤细菌群落遗传多样性的变化起着重要作用。     

不同作物根际土壤微生物的群落结构特征分析

为探究根际微生物群在支持植物生长、发育和健康方面的重要作用,本研究在2017年7月采集同一农田中大豆[Glycine max (L.) Merr.]、玉米[Zea mays)、花生(Arachis hypogaea L.]、四季豆[Phaseolus vulgaris L.]、豇豆[Vigna unguiculata (L.) Walp]、番薯[Ipomoea batatas (L.) Lam.]和芋艿[Colocasia esculenta (L.) Schoot]7种不同作物,通过Illumina MiSeq测序技术和磷脂脂肪酸(PLFA)对这7种不同作物的根际微生物群落结构和组成进行了分析。结果显示,不同作物根际土壤微生物的PLFA种类和组成差异显著,但均以表征革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌的特征脂肪酸为主。花生根际土中微生物的PLFAs含量最高,花生根际土中的真菌细菌比(F/B)显著高于其他作物,且其革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌比(G⁺/G^-)最低。尽管在门水平,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和厚壁菌门是7种作物根际微生物的主要优势门,但是在纲水平和目水平不同作物根际微生物组成存在差异。Alpha多样性分析表明,大豆根际的OTU丰富度(Chao1,P<0.001)和细菌群落多样性(Shannon,P<0.001)在7种作物中最高。非度量多维尺度分析(NMDS)表明,根际微生物群落结构在OTU和PLFAs水平下均以不同作物形成聚类,不同聚类间的差异显著。根际敏感微生物的筛选和比较进一步说明不同作物对根际微生物的选择具有差异性,群落中某些特定菌群优势度存在区别,不同作物具有不同敏感微生物的选择倾向。本研究为构建健康的植物根际微生物群落以促进植物育种提供了基础。     

不同林龄杉木根际与非根际土壤微生物群落特征

为探究中亚热带杉木土壤微生物群落随林龄变化特征,以中亚热带7,24,34 a生杉木人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析其根际和非根际土壤微生物数量和群落结构及驱动土壤微生物变化的主要土壤环境因子。结果表明：随着杉木林龄的增长,非根际土壤各类微生物数量不断减少,根际土壤微生物数量不断增加,34 a生杉木人工林细菌含量、革兰氏阴性菌含量、Cy∶MONO根际土壤显著高于非根际土壤,而其他各类微生物在根际和非根际土壤间均没有显著差异。相关分析和冗余分析结果表明：土壤环境因子对杉木土壤微生物群落有显著影响,其中有效磷和铵态氮含量对土壤微生物群落的影响较大,有效磷含量与土壤微生物群落呈正相关,土壤铵态氮含量与其呈负相关。因此,在杉木人工林管理过程中,可适当增加磷的输入,以增加土壤微生物数量,提高土壤质量,促进杉木的生长。     

盐地碱蓬根际土壤细菌群落结构及其功能

盐地碱蓬作为生物改良盐碱地的理想材料,其根际土壤微生物对土壤改良发挥着重要作用。为了深入探索环渤海滨海盐碱地碱蓬根际土壤细菌群落结构组成及其功能,采用Illumina Misep高通量测序平台对环渤海地区滨海盐碱地盐地碱蓬根际土壤和裸地土壤进行测序。从16个样本中获得有效序列734 792条, 4 285个OTUs,归属于41门、100纲、282目、400科、892属、1 577种。盐地碱蓬根际土壤细菌群落由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯曲门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝藻细菌门(Cyanobacteria)、髌骨细菌门(Patescibacteria、浮霉菌门(Planctomycetes)组成。Alpha多样性计算结果表明,盐地碱蓬根际土壤细菌群落结构多样性高并与裸地土壤间差异显著;LEfSe(LDAEffectSize)分析发现,盐地碱蓬与裸地差异指示种明显不同。PCoA与相关性Heatmap表明,盐地碱蓬、速效氮、速效钾、速效磷、电导率是影响土壤细菌目类水平群落组成的主要因子。PICRUSt(Phylogenetic InvestigationofCommunitiesbyReconstructionofUnobserved States)分析表明微生物群落在新陈代谢等40个功能方面盐地碱蓬根际土壤比裸地土壤高。本研究表明盐地碱蓬覆盖能够降低土壤盐分,增加土壤养分,对土壤细菌群落多样性及其功能有积极作用。     

镉污染对烤烟根际土壤细菌和真菌群落结构的影响

根际土壤微生物是根际土壤生态系统的重要组成部分,为了明确镉污染条件下烤烟根际土壤微生物群落结构变化,采用全生育期盆栽方法,利用分子生物学PCR-DGGE技术,对不同浓度镉污染下烤烟根际细菌和真菌的群落结构进行了分析,结果表明:(1)镉污染浓度为4 mg kg-1处理的根际土壤细菌群落条带数,明显少于其他处理;随镉污染浓度的增加,一些土壤细菌类群逐渐消失,但特定细菌对高浓度镉污染具有较强的耐受能力;根际细菌可归入8个类群,Bacterium ellin、Acidobacteria酸杆菌和Mycobacterium分枝杆菌属对不同浓度镉污染具有较强的适应能力,其中leptolyngbya瘦鞘丝藻属能适应中等浓度的镉污染,在该浓度下,该微生物可大量繁殖为优势种群。(2)随着镉污染浓度增加,部分特有真菌类群出现,但是在中等镉浓度(4 mg kg-1)处理下,部分真菌类群消失;真菌群落结构可归入4个类群,其中优势和共有类群为Fusarium镰刀菌属和未知菌属,对不同浓度镉污染耐受性较强;Acremonium sclerotigenum硬化支顶孢霉对镉污染反应敏感,Rhizopus根霉菌属嗜好高浓度镉的真菌。     

基于高通量测序研究草莓根际微生物群落结构和多样性

研究草莓根际土壤微生物群落组成和结构,对健康草莓土壤生态系统的构建和保持具有重要意义。以不同地区草莓根际土壤为研究样本,利用MiSeq平台Illumina第二代高通量测序技术并结合相关生物信息学分析土壤细菌16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。结果表明:从15个草莓根际土壤样本中获得4554个细菌分类操作单元OTU和1298个真菌OTU,草莓根际土壤的优势细菌门为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,主要的优势细菌属有16种;优势真菌门为子囊菌门、接合菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有8种。冗余分析(RDA)显示,全氮和pH对土壤微生物群落结构的影响最大,共解释了61%的群落变化,各因子的贡献率大小依次为土壤全氮pH有效磷全钾全磷有机质速效钾碱解氮;相关性分析也表明,土壤理化指标均与不同优势菌门存在密切的相关关系。本研究结果加深了对草莓根际微生物群落结构和多样性的认识,为深入研究草莓根际微生物多样性及功能与环境因子之间的关系提供了借鉴。     

缺氮胁迫对小麦根际土壤微生物群落结构特征的影响

根际微生物在作物养分吸收的过程中发挥着重要作用.为提高小麦的氮肥利用率,有必要深入探究缺氮胁迫对小麦根际微生物群落结构的影响.利用氮素耗竭的陕西关中地区典型的塿土,设置了正常供氮(150 mg·kg-1)和缺氮(不施氮肥)的小麦根箱实验,采用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术分析了小麦根际、近根际和非根际土壤微生...     

人参果生育期根际土壤细菌结构对施氮量的响应

【目的】研究不同氮(N)素水平对人参果生育期内根际土壤细菌群落组成和多样性的影响,为人参果合理施肥提供理论依据。【方法】人参果(Solanum muricatum Aiton)田间试验于2020、2021年在甘肃省武威市进行。试验设施N 0、50、100、150 kg/hm2 4个处理,记为N0、N50、N100、N150。氮肥等分为5份,每隔30天随滴灌施入一次,共计5次,追肥前1天进行根际土壤样品采集,分析土壤细菌多样性和结构组成。【结果】与N0处理相比,N50处理提高了开花期—成熟期土壤细菌α-多样性,其中Shannon、Chao1和ACE(abundance coverage-based estimator)指数分别平均提高了1.19%、4.46%和4.86%;N100处理土壤细菌α-多样性与N0相近,而N150处理分别降低了3.31%、2.79%和6.20%。人参果根际优势菌群为变形菌门(Proteobacteria,30.80%)、厚壁菌门(Firmicutes,4.77%)、酸杆菌门(Acidobacteriota,5.88%)、蓝藻菌门(Cyanobacteria,1....     

绿肥压青对喀斯特地区植烟土壤细菌群落特征的影响

为研究绿肥压青对喀斯特地区植烟土壤细菌群落特征的影响。采用Illumina Mi Seq高通量测序,分析了连续4年绿肥(黑麦草、燕麦、光叶紫花苕和紫云英)压青对烤烟根际土壤细菌丰富度和多样性的影响。绿肥压青土壤速效钾和有机质含量分别提高了25.04%~31.00%和6.49%~10.84%,土壤有效磷降低了0.62%~9.04%;黑麦草和燕麦压青提高了土壤pH值,而紫云英和光叶紫花苕压青则降低了土壤pH值。与无绿肥压青比较,紫云英压青对土壤细菌Ace指数无显著(P0.05)影响,但黑麦草、光叶紫花苕和燕麦压青分别显著(P0.05)减小了8.73%、6.41%和8.84%;黑麦草、光叶紫花苕、燕麦和紫云英压青均显著降低了土壤细菌Shannon指数,分别下降了6.01%、2.01%、2.01%和3.34%;绿肥压青的植烟土壤放线菌门细菌丰度提高了49.83%~114.95%,厚壁菌门和疣微菌门分别降低了20.05%~66.83%和25.34%~83.49%。冗余(RDA)分析显示,Rhizomicrobium和产黄杆菌属Rhodanobacter等变形菌门细菌属与土壤全氮和有机质呈正相关关系,厚壁菌门的优势细菌类群芽孢杆菌属Bacillus则呈明显的负相关关系。绿肥压青还田提高了植烟土壤水解氮、速效钾和有机质含量,改变了土壤pH值,调节了细菌群落结构。     

基于高通量测序研究猕猴桃苗不同生育期根际真菌群落结构及多样性

为探究猕猴桃苗不同生长期与根际土壤真菌群落结构、多样性及土壤养分之间的相互关系,利用Illumina MiSeq高通量测序研究猕猴桃苗3个不同生长阶段(生长前期、速生期、生长后期)根际微生物群落结构组成及其多样性,运用CANOCO和R语言软件对土壤真菌群落与土壤环境因子间关系进行RDA和相关性分析。结果表明:猕猴桃苗不同生长期土壤性质均存在显著差异,随着猕猴桃苗根系不断生长,土壤p H、速效氮、有效磷出现先升高后降低趋势,速效钾则出现先降低后升高;高通量测序共得到1776个真菌OTUs,分属于10门22纲151科157属;方差分析表明各生长时期多样性指数(Shannon)差异显著;序列分析发现,子囊菌门(Ascomycota,丰度72.69%)、被孢霉门(Mortierellomycota,18.80%)、罗兹菌门(Rozellomycota,6.68%)、担子菌门(Basidiomycota,4.28%)和球囊菌门(Glomeromycota,1.45%)是猕猴桃苗不同生长期的优势菌门(丰度大于1%的视为优势菌门);对不同生长时期优势菌门所占比例进行分析,发现子囊菌门出现先升高后降低...     

水稻不同生育期对硒的吸收、转运及累积规律

采用大田试验,研究土壤施用含硒肥料后水稻中硒的积累和分布的动态变化。结果表明:在水稻不同器官中硒的积累量与含硒肥料施用量呈正相关,相关系数达到0.98以上。水稻成熟期,硒施用量30 kg/hm2和120 kg/hm2处理全株硒浓度分别比对照处理提高了98.9%和313.7%。不同生育期,水稻各个器官中硒含量及累积量不同,水稻硒的生物富集高峰期表现在孕穗期,叶与水稻穗部吸收累积硒有着密切关系。水稻成熟期整个植株中硒的累积量为茎叶精米根颖壳。在整个水稻生育期硒有一定的运转累积规律:水稻分蘖期时,硒从根、茎流向叶片;孕穗期再由叶流向茎;灌浆期又从根运转到叶和穗中;最后成熟期叶中的硒流向穗。苗期施用含硒肥料是一条提高水稻硒含量的有效农艺措施。     

油蒿群落不同恢复阶段的土壤水分空间异质性及植被特征

[目的]分析沙地恢复不同阶段(流动沙地、半固定沙地、固定沙地)油蒿(Artemisia ordosica)群落的土壤水分空间变异规律以及植被响应特征,为荒漠地区植被恢复提供科学依据。[方法]利用经典统计学与地统计学相结合的方法进行分析。[结果](1)从流动沙地到固定沙地的演替过程中,土壤水分逐步减少,其空间结构呈现出明显的斑块状和条带状布局特点,同时沙地土壤水分空间异质性逐步增加,土壤水分在不同恢复阶段均表现出随着土层深度的增加,空间相关性逐渐增强的特征。(2)在沙地恢复过程中,油蒿种群的植被覆盖度、生物量、密度呈现逐渐增加的趋势,而植被特征的空间变异性则趋于减弱。(3)在流动沙地和固定沙地上,油蒿种群特征与土壤水分呈现显著负相关(p0.01)。[结论]油蒿种群的植被格局在一定程度上改变了土壤水分的空间异质性与分布格局。     

当归不同生长时期根际土壤酶活性及微生物群落结构变化

  目的  研究当归（Angelica sinensis）不同生长时期根际土壤酶活性和微生物群落结构的动态变化及其关联性,为当归的健康种植和土壤改良提供科学依据。  方法  以甘肃产当归的根际土壤为研究对象,研究5个生长时期当归根际土壤5种初级代谢酶活性,并运用高通量测序对细菌和真菌群落门、属水平的变化进行研究。  结果  当归根际土壤细菌群落丰富度和均匀度不随生长时期变化,而真菌群落变化显著;生长后期细菌和真菌群落结构与前中期明显分离,这种分离主要由部分菌门和菌属丰度显著变化造成;细菌属间多以互利共生关系存在,细菌与真菌间更倾向于以此消彼长的关系存在;抽薹期根际土壤蔗糖酶活性最低,脲酶活性最高,相关性分析表明,细菌对酶活性的影响高于真菌,其中蔗糖酶与黄杆菌属（Flavobacterium）显著正相关,脲酶与拟杆菌属（Bacteroides）、毛壳菌属（Chaetomium）显著正相关,与马赛菌属（Massilia）、鞘脂菌属（Sphingobium）、Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium属、新鞘脂菌属（Novosphingobium）显著负相关;酸性磷酸酶、淀粉酶、过氧化氢酶在不同时期维持稳定,而鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、拟杆菌属（Bacteroides）、MND1属、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和溶杆菌属（Lysobacter）在维持其活性上发挥着一定的作用。  结论  该研究反映出当归根际土壤细菌-真菌群落在其生长发育过程中的动态平衡,酶和菌属的生长周期波动及其关联性反映出与当归抽薹可能相关的酶和菌属,以及维持酶稳定的有关菌群。该研究为下一步当归促生菌的筛选及功能验证提供了科学参考。     

不同施氮水平下配施硅肥对水稻根部周围土壤微生物群落结构的影响

为研究不同水平氮肥、硅肥配施对水稻根部周围土壤微生物群落结构影响,为水稻的硅肥、氮肥合理配施提供参考.以Na2SiO3作为硅肥硅源,设置了 6组硅肥、氮肥处理组,采用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术探究不同施氮水平下配施硅肥处理对水稻根部周围土壤细菌、真菌和古细菌群落结构的影响.结果显示在施加低氮和中氮处理组中...     

3种西兰花种植方式对根际土壤细菌群落结构和多样性的影响研究

为明确不同种植方式减缓西兰花的连作障碍,本研究采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析和比较了浙江省台州湾滨海滩涂地西兰花种植区单季稻-西兰花水旱轮作、南瓜-西兰花旱旱轮作和西兰花连作3种种植方式对西兰花根际土壤细菌群落结构和多样性的影响.结果 表明,3种种植方式西兰花根际土壤共获得28门、92纲、167目...     

套作对黄瓜根际土壤细菌群落结构的多样性影响

以设施蔬菜中的主要栽培种类黄瓜为研究对象,以毛葱、蒜为套作作物,利用T-RFLP(末端限制性片段长度多态性,Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism)技术对套作黄瓜根际土壤细菌群落结构多样性进行了研究。结果表明:套作改变了黄瓜根际土壤细菌群落结构的多样性和优势菌群结构。套种毛葱的黄瓜根际土壤细菌群落结构多样性高于套种蒜的黄瓜根际土壤细菌群落结构多样性;在黄瓜定植前和拉秧期,套作处理的土壤细菌群落结构多样性有比对照高的趋势,而在根瓜期和盛瓜期套作处理的土壤细菌群落结构多样性有比对照低的趋势;毛葱的套作效果最佳,蒜套作次之。套作提高了黄瓜产量。     

光照驱动花生间作系统根际细菌群落结构演变和产量提升机制的研究

为探明间作体系中光照条件对矮杆作物产量及根际微生物群落影响的因果关系,本研究依托江苏省农业科学院玉米/花生间作长期试验平台,通过带状间作行朝向设置低光(LL)与高光(HL)条件,利用同位素标记和高通量测序技术,研究不同光照条件下矮杆花生根际光合碳分泌对根际细菌群落结构及作物产量的影响。结果表明：①提高花生冠层光截获增加了花生根际光合碳分配；②光照条件差异引起了花生根际细菌群落结构及关键细菌类群变化；③高光照条件通过改变间作花生根际功能细菌群落提升花生产量。研究结果为优化间作种植管理措施,增加高矮作物间作体系产量提供了新思路。     

干旱胁迫及复水对大豆关键生育时期叶片生理特性的影响

以“辽豆15”为试材,在开花期和鼓粒期设置轻度干旱（土壤相对湿度65%±5%）和重度干旱（土壤相对湿度50%±5%）以及对照（土壤相对湿度80%±5%）处理,开展大豆干旱及复水控制试验。干旱处理持续7d、14d和21d,并在胁迫结束后进行复水,复水水平与对照处理一致。达到胁迫时间当日和复水后第7天取大豆倒三叶叶片,测定叶片可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,研究干旱胁迫对以上生理指标的影响以及复水后补偿效应。结果表明：开花期,轻度干旱和重度干旱胁迫均使叶片可溶性蛋白和MDA含量以及POD活性显著升高,轻度干旱胁迫使SOD活性显著升高。鼓粒期,大豆受干旱胁迫影响后,叶片可溶性蛋白含量、MDA含量、SOD活性显著升高,但POD活性显著降低。复水对大豆叶片可溶性蛋白含量、MDA含量和SOD活性均出现补偿效应,但对POD补偿效应不明显。由此可见,干旱会对大豆叶片造成过氧化伤害,主要表现在抗氧化酶和渗透调节物质含量的提高,同时复水可使大豆叶片由干旱造成的过氧化伤害得到缓解,表现出不同程度的补偿效应。