不同连作年限烤烟根际土壤真菌群落18S rDNA-PCR-DGGE分析

采用PCR-DGGE技术,研究轮作、连作3年、连作6年烤烟根际土壤不同生育期真菌群落结构变化趋势,以期为烟草连作障碍调控提供依据。结果表明:无论是轮作还是连作,烤烟生育中后期植烟土壤真菌群落最为丰富。连作明显改变了烤烟根际土壤的真菌群落结构,且随着连作年限的增加影响越大。DGGE条带回收序列分析和RDA物种因子结果显示长期连作导致土壤真菌菌群结构发生变化,致病菌增多,而且土壤中烟草靶斑病原、腐霉科、被孢霉科、链格孢属、链壶菌科、生赤壳科、盘菌科、镰刀菌属和炭角菌目均与土壤营养代谢密切相关。因此,不同连作年限对烤烟根际土壤真菌群落有较大影响,烤烟连作后真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。     

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。     

再植枸杞根际真菌群落对长期连作的响应研究

受枸杞自身种植特点和道地产区土地资源限制,连作障碍已成为制约宁夏枸杞产业可持续发展的主要因素之一,导致严重的经济损失和生态问题。前期研究表明,连作能够显著影响再植枸杞根际土壤细菌的群落结构和多样性,但就连作对真菌群落结构和功能的影响目前仍不清楚。本文利用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,研究连作对再植枸杞根际真菌群落丰度及多样性的影响。实时荧光定量PCR分析表明,与对照样地相比,连作显著促进再植枸杞根际及非根际土壤中细菌和真菌的丰度。但连作对真菌的促进作用明显高于细菌,导致细菌/真菌比例失衡,使再植枸杞根际及非根际土壤微生物环境偏向于真菌型。对测序结果的分析发现,所测定样地中枸杞根际及非根际土壤中的优势真菌门分别为子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及球囊菌门,其中连作地再植枸杞根际子囊菌门的相对丰度较对照样地显著降低,而接合菌门的相对丰度则显著增加(P0.05)。FUNGuild真菌功能预测也证实连作显著抑制再植枸杞根际土壤丛枝菌根真菌的相对丰度(P0.05)。基于距离的冗余分析(db-RDA)结果表明,土壤pH、电导率、硝态氮和有效磷含量是影响枸杞根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05),而土壤硝态氮和有效磷含量则是解释非根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05)。这些结果说明长期施用化肥可能是改变连作地再植枸杞根际土壤真菌群落结构及枸杞-真菌互作关系的主要因素之一。这一研究结果为理解枸杞连作障碍的形成机制提供理论基础。     

连作和轮作对云南三个马铃薯主栽品种根际土壤真菌群落结构的影响

马铃薯连作导致土壤微生物群落结构失衡、土传病害加重以及土壤退化,作物轮作可以缓解这些负面影响。为探讨连作、与苦荞轮作对云南地区3个马铃薯主栽品种(合作88、丽薯6号、青薯9号)土壤微生物群落结构的影响,采用高通量测序技术,对根际土壤真菌群落结构进行研究。结果表明,连作分别增加了合作88土壤中被孢霉门(Mortierellomycota)、子囊菌门中未分类属(unclassified_Ascomycota)、孢霉属(Mortierella)丰度的4.30%、113.82%、1.60%,轮作合作88(HZ88)-苦荞(KQ)和KQ-HZ88分别下降31.06%和45.01%、87.04%和7.14%、40.43%和45.53%;连作增加了丽薯6号土壤中子囊菌门(Ascomycota)丰度的7.57%,轮作丽薯6号(LS6H)-KQ和KQ-LS6H分别下降50.72%和1.22%;连作增加了青薯9号土壤中担子菌门(Basidiomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)丰度的11.35%、50.79%,轮作青薯9号(QS9H)-KQ和KQ-QS9H分别下降22.12%和52.59%、74.22%和22.22%。此外,与HZ88-HZ88、LS6H-LS6H、QS9H-QS9H连作相比,轮作HZ88-KQ和KQ-HZ88、LS6H-KQ和KQ-LS6H、QS9H-KQ和KQ-QS9H土壤中Ascomycota的丰度分别显著降低46.07%和9.11%、53.59%和18.13%、9.44%和-12.87%;癣囊腔菌属(Plectosphaerella)丰度分别显著降低94.27%和17.41%、86.07%和45.17%、63.11%和-427.04%;unclassified_Ascomycota丰度分别显著降低94.64%和74.97%、97.34%和22.97%、85.73%和-32.56%。土壤真菌群落结构的变化可能是引起云南地区马铃薯连作障碍的重要原因之一,轮作可以对此进行有效缓解。     

施肥方法对甘薯根际土壤真菌群落的影响

【目的】真菌在根际土壤养分循环中发挥重要作用,探究磷肥施用方法对甘薯根际土壤真菌群落的影响,以减少施肥可能对甘薯根际土壤微生态环境的不利影响。【方法】甘薯–小麦轮作长期肥料定位试验位于江苏南京,始于2011年。2020年选择该定位试验中的3个处理：不施磷肥(NK)、单施化肥(NPK)和有机无机肥配合(NPKM),在甘薯膨大期采集储藏根与纤维根根际土壤,测定化学性质,并利用Illumina Novaseq高通量测序技术,分析真菌群落相对丰度、群落组成与多样性,及其与根际土壤化学性质的关系。【结果】1)施肥处理改变了两类根根际土壤化学性质,储藏根和纤维根的根际土壤有机碳、溶解性有机碳、速效钾含量均表现为NPKM>NPK>NK处理,有效磷(AP)含量表现为NPK>NPKM>NK (P<0.05),同一处理两类根际间只有有效磷含量差异显著;纤维根和储藏根的根际土壤pH均以NPKM处理最高,NPK处理最低且显著低于NK处理,NPKM处理的纤维根根际pH显著高于储藏根根际0.81个单位。2) 3个施肥处理两类根系根际土壤的优势真菌类群均为子囊菌门(Ascomycota...     

新疆棉花长期连作对土壤真菌群落结构组成的影响

土传性真菌病害给新疆连作棉花造成巨大损失,为了解新疆地区棉花在长期连作过程中土壤真菌群落结构演替与作物产量的增减及病虫害的发作规律。本文利用18S r RNA-PCR-DGGE法对比研究了新疆石河子棉区分别连作0 a(未开垦土壤)、1 a、3 a、5 a、10 a、15 a和20 a棉田0~40 cm范围内4个不同深度土壤中真菌群落组成的变化规律。结果表明,相同深度的土壤样品中真菌群落结构随着连作年限的延长Shannon-Weiner多样性指数、丰富度指数和均匀度指数都表现为不同程度下降后又增加并达到新的稳定状态,其中11~20 cm深度的样品下降最多、最快。聚类分析结果表明,相同深度的土壤样品随连作年限延长也表现出快速变化后并达到新的稳定状态,其中不同深度样品中真菌群落受影响最大的连作年限不同。主成分分析显示,连作年限对真菌群落结构形成直接影响,但随着连作年限延长,样品中真菌群落结构的变化趋缓,甚至有恢复迹象。部分DGGE条带回收、测序并比对后发现,100%的序列信息都属于未培养真菌。整体上连作棉田真菌群落结构变化及演替规律与棉花连作有很强的关联性。     

种植模式对当归根际土壤真菌群落与功能类群的影响

再植障碍问题限制了当归产业健康发展。为了建立高效种植方式,在甘肃渭源县设置5种种植方式[A：豌豆-小麦-当归;B：豌豆-蒙古黄芪-当归;C：豌豆-马铃薯-当归;D：豌豆-当归-当归（对照）;E：豌豆-休耕-当归],采挖期通过Illumina Hisqe 2500高通量测序平台测定了不同种植模式下当归根际土壤真菌ITS1变异区的基因序列,分析不同种植方式对当归根际土壤真菌群落和功能差异性的影响。结果表明：（1）5种种植方式下当归根际真菌多样性差异不大,较对照D处理,A、B、C和E处理的Chao1指数、Ace指数和Shannon指数较低,Simpson指数较高。（2）5种种植方式下当归根际土壤真菌群落隶属于11门167属,其中,子囊菌门（Ascomycota）、被孢菌门（Mortierellomycota）、担子菌亚门（Basidiomycota）和壶菌门（Chytridiomycota）为优势门;被孢霉属（Mortierella）、四枝孢属（Tetracladium）为优势属。（3）冗余度分析发现：在门水平影响土壤真菌群落结构组成的主要因子为速效钾、电导率、pH值,在属水平影响土壤真菌群...     

甘薯连作对根际土壤微生物群落结构的影响

为探究甘薯连作后根际土壤微生物群落结构变化,以徐薯18(耐连作品种)和遗字138(不耐连作品种)为试验材料,连作2年,于栽植初期和收获前期分别采集根际土壤,利用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析其根际土壤微生物群落结构变化。结果表明,连作后,2个品种根际土壤的总PLFA含量均有所提高,与2015年相比,2016年栽植初期遗字138根际土壤真菌和放线菌PLFA的增加量分别是徐薯18的3.5倍和1.24倍,且均达到显著水平;F/B和G⁺/G^-在不同采样时期有所不同;主成分分析提取的2个主成分解释了89.05%的变异,其中PC1解释了76.91%的变异,PC2解释了12.14%的变异。2个品种连作前后差异明显。休闲期甘薯根际土壤微生物含量增多,这可能有助于缓解连作障碍。综上,甘薯连作导致甘薯根际土壤微生物群落结构失衡,特别是不耐连作品种连作后导致真菌数量明显增加。本研究结果为应用生态防控技术缓解连作障碍提供了理论依据。     

抗真菌转基因水稻根际土壤真菌群落结构的动态变化

以非转基因水稻"七丝软粘"为对照,采用传统平板计数法和变性梯度凝胶电泳技术,研究了抗真菌转基因水稻"转品1"和"转品8"生长周期内对根际土壤中可培养真菌数和真菌群落结构的影响。结果显示,相同生育期转基因水稻根际土壤可培养真菌数量与其非转基因对照水稻相比较无显著性差异,表明转基因水稻的种植没有对根际土壤真菌数量产生明显影响;18S rRNA真菌群落DGGE图谱分析显示,相同生育期转基因水稻与其非转基因对照水稻的根际土壤真菌DGGE条带数量和条带位置均无显著性差异,表明转基因水稻的种植没有对根际土壤真菌群落结构产生明显影响。进一步分析相同生育期转基因水稻与其非转基因对照水稻的根际土壤真菌群落香农多样性指数(Shannon diversity index)和均匀度指数(Evenness index)的动态变化,发现两者均没有显著性差异。以上研究结果表明,外源抗真菌基因的导入对水稻根际土壤中真菌群落数量和群落结构均没有明显影响。此外,将不同位置的真菌DGGE条带切胶回收,克隆、测序后,进行系统进化树分析,结果表明根际土壤真菌群落主要归属为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、接合菌门(Zygomycota)和未知真菌(unknown fungi)5个类群。     

生物质炭对花椒根际土壤真菌群落的影响

【目的】明确生物质炭施用量对花椒根际真菌群落结构的影响差异及其主控因子。【方法】对不施用生物质炭(CK)以及3个生物质炭施用量递增处理(T1,1.0 t hm^-2;T2,1.8 t hm^-2;T3,2.6 t hm^-2)的花椒根际土壤进行高通量测序、化学性质测定和花椒生长指标监测。【结果】花椒根区施用生物质炭提高了土壤pH、C/N和阳离子交换量,增加了全碳、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量。随生物质炭用量的增加,真菌群落Chao 1、ACE和Shannon指数降低,Simpson指数升高;子囊菌门、接合菌门和壶菌门的相对丰度减少,球囊菌门和担子菌门相对丰度增加。属水平分析表明：T2处理极大地增加了花椒根际土壤微生物球囊菌属、被孢霉属和拟青霉属的相对丰度,分别是CK的24.3、3.1和1.4倍。T3处理极大地增加了花椒树高、地径和新梢抽生数,分别是CK的1.7、2.4和2.0倍。因子分析及相关性分析显示：土壤p H、C/N、有效磷、全氮和全碳累计解释了81.2%的群落变化;花椒生长指标与土壤pH、C/N、有效磷、全碳及真菌S...     

生物有机肥改良连作土壤及烤烟生长发育的效应

以蚯蚓肥和有效微生物制剂堆置发酵制成生物有机肥,采用盆栽试验研究了生物有机肥和化肥按不同配比混合施用后对烤烟生长发育及植烟土壤理化性质的影响。结果表明,施肥显著促进烤烟的生长发育,以生物有机肥比例为50%时最佳,70%次之,同时生物有机肥比例为50%时烤烟产量最高;纯生物有机肥施用后烤烟的生长指标和产量均优于纯化肥处理;生物有机肥比例为30%～50%时可以促进烤烟对氮素、钾素的吸收,更有利于优质烟叶的生产;施用生物有机肥可显著提高连作土壤的pH值、有机质含量和碱解氮、速效磷及速效钾的含量。     

土壤强还原处理对连作白菜根肿病的防治效果研究

探究强还原土壤处理(RSD)对设施白菜连作土壤障碍因子的消减作用,为丰富绿色有效、环境友好的十字花科作物根肿病防治策略提供理论依据。设置土壤不作任何处理(CK1),土壤仅淹水并覆膜(CK2),添加沼液的RSD处理(向土壤中添加沼液至最大田间持水量并覆膜,BS),添加豆糠的RSD处理(向土壤中均匀添加20 t/hm²的豆糠后灌溉至最大田间持水量并覆膜,SS_RSD),生物炭修复(向土壤中均匀添加5 t/hm²生物炭后灌溉至最大田间持水量并覆膜,BC),棉隆熏蒸(向土壤中均匀添加0.5 t/hm²棉隆,灌溉至最大田间持水量的60%～70%并覆膜,DZ),并比较各处理对白菜根肿病发病率、产量、连作土壤理化性质和酶活性的变化。连续两茬试验结果表明,与CK1处理相比,CK2和DZ处理后,产量分别提高1.71%～2.71%和18.74%～25.51%,发病率分别降低15.32%～18.33%和53.33%～73.65%;BS和BC处理后,发病率分别下降21.32%～45.00%和35.00%～35.99%,产量分别增加13.19%～15.07%和14.26%～19.90%;SS_RSD对白菜根肿病防治效果达76.89%～79.31%,使白菜根肿病发病率显著降低60.00%～66.99%,产量显著增加24.25%～27.96%,且提高了土壤有机质、全氮、有效磷含量和土壤脲酶、磷酸酶活性。因此,RSD是一种具有快速消减设施白菜连作障碍,实现设施土壤资源健康高效利用的有效措施。     

烤烟连作对耕层土壤酶活性及微生物区系的影响

以烤烟品种"龙江911"为材料,在大田试验条件下分别测定了连作1年和5年的烤烟耕层土壤酶活性及微生物区系变化。结果表明:烤烟连作1年的耕层土壤酸性磷酸酶与脲酶活性高于正茬(大豆-小麦-烤烟),而烤烟连作5年的土壤酸性磷酸酶与脲酶活性低于连作1年。在0~10 cm土层内,烤烟连作1年和连作5年的土壤过氧化氢酶活性均比正茬低,且连作5年土壤比连作1年土壤降低了35.47%。10~20 cm土层内,烤烟连作1年和5年的土壤蔗糖酶活性分别比正茬降低了30.27%和52.14%。烤烟连作减少了土壤细菌和放线菌数量,增加了真菌数量,细菌主要以土壤氨化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌降低为主。因此,烤烟连作破坏了微生物种群的平衡及降低土壤酶活性可能是引起烤烟连作障碍的主要原因之一。     

施肥对植烟土壤微生物的影响

利用7年的定位施肥试验,研究了不施肥（CK）、 单施化肥（CF）和有机无机肥配施（MCF）对植烟土壤微生物的影响。平板计数、 微生物碳、 氮含量和磷脂脂肪酸的测定结果均表明,土壤微生物数量以有机无机配施的处理最多,单施化肥次之,不施肥最少。在3种施肥处理的土壤中,分别检测出20（CK）、 27（CF）和31种（MCF）磷脂脂肪酸; 施肥提高了代表细菌（1220碳）和放线菌（10Me17: 0和10Me18: 0）的磷脂脂肪酸; 但是,代表真菌的磷脂脂肪酸18: 19c无显著变化（CF）或显著降低（MCF）。有机无机肥配施处理显著提高了土壤微生物的多样性指数和优势度指数,说明有机无机配施改善了土壤生态环境,微生物种群丰富,优势种群突出。在土壤自生固氮菌、 磷细菌和钾细菌中,分离率最高的是芽孢杆菌属,在26%50%之间变化。有机无机肥配施还提高了这3种有益微生物的数量,单施化肥则无显著影响。此外,在有机无机肥配施的土壤中,自生固氮菌、 磷细菌和钾细菌的多样性指数、 均匀度指数和优势度指数均较高。从土壤微生物的角度看,生产上采用有机无机肥配施很有必要。     

厌氧土壤灭菌法对西瓜连作土壤性质的影响

对旱田和水田西瓜连作土用厌氧土壤灭菌法(ASD)处理,分别设对照(H1和S1,H指旱田土,S指水田土)、淹水对照(H2和S2)、添加1%稻草(H3和S3)、1%稻草+0.1%硫磺(H4和S4)、1%稻草+300 mg/kg氨水(H5和S5),混匀后淹水、密封,户外处理20 d。分别测定土壤pH值、EC值、NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)和土壤可培养微生物等指标。结果表明,ASD法可显著提高土壤pH值(P0.05),淹水对照和各处理土样的pH6.5(除H4和S4的pH6.5外),均显著高于对照(P0.05);有效调节土壤EC值,旱田土的淹水对照和各处理EC值均低于对照H1(除H5高于对照H1外),水田土S2和S3的EC值低于S1,S4和S5高于S1,但淹水对照和各处理EC值与对照相比,差异不显著(P0.05);降低土壤中NO_3~-、SO_4~(2-)含量,淹水对照和各处理土样中NO_3~-含量较对照降低79.4%~99.9%,除H4和S4中SO_4~(2-)含量较对照分别增加155.7%和58.9%外,淹水对照和其它各处理土样中SO_4~(2-)含量较对照降低38.2%~91.0%;尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium Oxysporum f.sp.Niveum,FON)数量显著降低(P0.05),旱田土和水田土中FON含量与对照H1和S1相比,分别由10~5和10~4CFU/g降至10~3CFU/g(其中各旱田土样中FON含量大小依次为H4H3=H5H2H1,各水田土样中FON含量大小依次为S4S3S5S2S1)。可见,ASD法可调节西瓜连作土理化性质,抑制FON,改善退化土壤质量。     

硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响

硒砂瓜是宁夏地区重要的经济作物,其连作严重影响硒砂瓜产量和品质。目前硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响尚不清楚。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术,探讨硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响。研究发现,硒砂瓜连作土壤中真菌群落多样性指数和丰富度指数随连作年限的增加先上升后下降。供试土壤样本中共检测到真菌8门、25纲、244属,其中子囊菌门（Ascomycota）、接合菌门（Zygomycota）是优势菌门,占90%以上。与对照相比,连作30年土壤中子囊菌门丰度下降32.51%,接合菌门丰度上升29.89%。供试土壤中真菌主要的优势属为被孢霉属（Mortierella）、绿僵菌属（Metarhiziun）、假霉样真菌属（Pseudallescheria）、镰刀菌属（Fusarium）和青霉属（Penicillium）。与对照相比,连作5年土壤中假霉样真菌属丰度增加45.81%,连作10年土壤中镰刀菌属丰度增加26.74%,连作15年土壤中绿僵菌属下降26.83%,连作20年土壤中青霉属增加29.68%,连作25年土壤中绿僵菌属减少18.30%,连作30年土壤中被孢霉属丰度上升29.89%。土壤理化性质与硒砂瓜连作年限间无显著相关性,而与土壤真菌群落结构存在显著的相关性。土壤全磷、碱解氮、有效磷含量是影响土壤真菌群落最主要的因素。研究结果表明,导致硒砂瓜连作障碍的主要原因不是土壤理化性质变化,而是土壤真菌群落结构的改变。研究结果可为硒砂瓜土传病害的生物防治提供参考依据。     

膨润土对花生连作根际土壤肥力和作物产量的影响

设膨润土施用量0、1.2、2.4、3.6、4.8 kg/m~2,共5个处理,研究膨润土基质对风沙地半干旱区花生连作土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明:施用膨润土明显提高了风沙地花生连作土壤含水量、微生物量碳、氮、磷的含量以及土壤酶活性,在3.6 kg/m~2处理条件下土壤含水量、微生物量碳、氮、磷含量和土壤酶活性增加最显著。与不施膨润土相比,施用膨润土后花生产量分别提高了10.01%、11.83%、21.34%、9.05%,在3.6 kg/m2处理条件下花生增产显著。经相关性分析可知,花生产量与土壤微生物量碳、氮、磷含量均呈极显著正相关关系,与土壤蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、蛋白酶、脂肪酶均呈显著或极显著正相关关系,与土壤过氧化氢酶活性相关性不显著。上述结果说明,在风沙地半干旱区花生连作土壤中添加适量膨润土能有效提高土壤微生物量和酶活性,对作物增产有明显的促进作用。     

轮作与连作对烟田土壤微生物区系及多样性的影响

为探讨轮作与连作对烟田根际土壤微生物群落的影响,采用实验室微生物培养联合微生物高通量测序技术,分析了玉米-烤烟轮作和烟叶连作对烟株根际土壤微生物数量、群落结构及其多样性的影响。研究结果表明,轮作烟田根际土壤中可培养细菌和放线菌数量均高于连作烟田根际土壤,但真菌数量低于连作烟田。土壤高通量测序结果表明,轮作烟田根际土壤真菌和细菌群落多样性均高于连作烟田;在烟株的生长过程中,轮作和连作烟田在旺长期和成熟期微生物群落相似度降低。相较于黑胫病/根腐病/根结线虫发病率较高(36. 67%)的连作烟田来说,轮作烟田发病率较低(0%),进一步分析真菌和细菌群落结构发现,轮作烟田根际土壤中拮抗菌如Sphingomonas (鞘脂单胞菌属)、Pseudomonas (假单胞菌属)、Aspergillus (曲霉属)等相对丰度均高于连作烟田,而连作烟田根腐病病菌Pythium (腐霉属)丰度较高。