涝害对不同大豆品种根际微生物群落结构特征的影响

淹水影响不同大豆品种根际微生物群落组成,不同基因型大豆植株耐涝性差异较大。本研究选取耐涝(waterlogging-tolerant,W-T)基因型大豆齐黄34和涝害敏感(waterlogging-sensitive,W-S)基因型大豆冀豆17为材料,采用荧光定量PCR、Illumina MiSeq高通量测序技术,分析了不同淹水时间下2个基因型根际细菌多样性、群落组成和网络特征。结果表明,耐涝基因型大豆的生物量和细菌丰度明显高于涝害敏感基因型大豆。主坐标分析(PCoA)表明,耐涝基因型与敏感基因型大豆微生物群落组成的差异随淹水时间的增加而变化(P<0.05)。在淹水条件下,耐涝基因型大豆富集了Yonghaparkia属和Unclassified-WD2101属以及OTU274(Clostridium)和OTU2334(Desulfosporosinus)等物种,这些细菌的富集可能与耐涝性有关,本研究提供了大豆根际微生物抗涝潜力的证据。     

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...     

盐碱胁迫对芸豆根际土壤微生物数量及酶活性的影响

为了探究芸豆根际微生态环境对盐胁迫的响应机制,以HYD和JW为试验材料,采用盆栽法,将2种碱性盐Na2CO3、Na HCO3按摩尔比1∶9混合,按混合后占土壤质量分数0(S0),0. 4%(S1),0. 8%(S2),1. 2%(S3)设计4个浓度梯度,研究不同程度盐碱胁迫对芸豆根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明,在盐碱胁迫下,HYD在株高、根长和地上、下生物量等优于JW。在盐碱胁迫处理下根际土壤细菌、真菌和放线菌数量差异显著,细菌数量高于真菌和放线菌数量。两芸豆品种根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性与土壤微生物数量均在S1处理下达到最大值,且差异显著。在相同处理下,HYD的株高、根长和地上、地下生物量等生长特性与根际土壤微生物数量、酶活性均显著高于JW。相关分析表明,脲酶活性与细菌数量、真菌数量、放线菌数量和微生物总量呈显著或极显著正相关,磷酸酶活性与放线菌数量、过氧化氢酶活性与真菌数量均呈显著正相关。在盐碱胁迫条件下,p H值上升,微生物数量发生变化,导致酶活性改变,间接改变根际土壤微环境。一定量的盐碱胁迫有利于提高芸豆根际土壤微生物数量及酶活性,促进芸豆生长。     

花生根际土壤细菌群落多样性对盐胁迫的响应

为明确盐胁迫条件下花生根际土壤细菌群落结构的变化,采用盆栽试验设置不同盐胁迫强度处理,以开花下针期和成熟期花生根际土壤为研究对象,提取其总DNA并构建细菌16SrRNA基因文库,利用高通量测序技术进行测序,并对测序结果进行生物信息学分析。结果显示,各处理样本根际土壤优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、 Patescibacteria、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)。优势菌目分别为(Saccharimonadales)、β-变形菌目(Betaproteobacteria)、鞘脂单胞菌目(sphingomonadales)、芽单胞菌目(Gemmatimonadales)和根瘤菌目(Rhizobiales)。盐胁迫提高了变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度,但降低了放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度,且均随盐胁迫强度提高其升降幅度增大。盐胁迫下基施钙肥使β-变形菌目(Betaproteobacteria)、芽单胞菌目(Gemmatimonadales)和鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)相对丰度显著升高,并均受盐胁迫强度、生育时期和外源施钙肥的影响。聚类分析结果表明,较高浓度盐胁迫处理样本的优势菌属组成相似而聚为一组,非盐胁迫处理样本属水平丰度依生育时期相同而相近,各聚为一组。盐胁迫强度、生育时期对花生根际土壤微生物菌群类型影响较大,基施钙肥影响较小。土壤微生物功能预测分析显示,高盐胁迫可明显降低次生代谢产物、聚糖的生物合成与代谢,以及氨基酸和脂肪酸代谢等功能基因在根际土壤中的富集。花生旺盛生长期、低盐胁迫和基施钙肥处理使得功能基因丰度大幅提高,可能对花生生长及胁迫应答具有重要功能。根际土壤微生物菌群多样性的研究将为通过改良土壤微生物环境来提高植物胁迫耐受性提供重要途径。     

枯草芽孢杆菌对盐胁迫条件下黄瓜根际酶活性的影响

通过基质栽培方式,研究了枯草芽孢杆菌在盐胁迫条件下对黄瓜根际脱氢酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的影响.结果表明,在无盐胁迫条件下,枯草芽孢杆菌提高了根际脱氢酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,显著提高了根际多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性;在低浓度盐胁迫,即2倍正常浓度营养液浇灌下,枯草芽孢杆菌提高了根际脱氢酶、过氧化物酶活性,显著提高了根际过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性;在高浓度盐胁迫,即4倍浓度营养液浇灌下,添加枯草芽孢杆菌对根际酶活性的影响与不加菌处理没有显著差异.     

不同水肥运筹对再生季稻根际土壤酶活性及微生物功能多样性的影响

再生季水、肥管理措施是再生稻尤其是机收中低留桩再生稻获得高产稳产的一项关键措施,明确再生季合理的水肥运筹对提高机收中低留桩再生稻低节位再生芽的萌发成穗具有重要意义。本文以杂交籼稻泸优明占为材料,通过设置再生季分蘖期3个不同水肥处理盆栽试验,即淹水灌溉不施用促苗肥(S处理)、干湿交替灌溉不施用促苗肥(G处理)和干湿交替灌溉施用促苗肥(GN处理),研究不同水肥运筹对再生季稻腋芽、产量、根际土壤酶活性及微生物功能多样性的影响。结果表明,再生季稻不同水肥处理对根际氧化还原电位和根际土壤酶有显著影响,处理后10 d,与S处理相比,G处理可以显著提高根际土壤的氧化还原电位和根际土壤多酚氧化酶、过氧化物酶、磷酸单酯酶、过氧化氢酶活性,与G处理相比,GN处理可显著提高根际土壤多酚氧化酶、过氧化物酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶、过氧化氢酶活性。不同水肥调控下再生季稻根际土壤微生物对碳源的利用程度和碳源代谢的多样性差异显著,处理后10 d,GN处理和G处理根际微生物对6类碳源的利用程度显著高于S处理,GN处理根际土壤微生物对氨基酸、酚酸、羧酸类碳源的利用程度显著高于G处理。GN处理和G处理的根系伤流量分别比S处理的提高27.27%和14.84%,再生季分蘖数和产量分别比S处理的提高102.50%~111.11%、42.50%~44.44%和91.41%~108.72%、37.93%~40.94%。由此可见,再生季采用干湿交替灌溉或施用促苗肥均可提高根际土壤酶活性,促进再生季稻根际土壤微生物对碳源的利用程度和代谢多样性,从而有利于根际土壤有机质的氧化和腐殖质的形成及增加根际土壤中养分的有效性,促进再生季新根的形成和腋芽的萌发。采用干湿交替灌溉耦合促苗肥对再生季稻的促控效果是最佳的。     

玉米马铃薯间作对根际微生物群落结构和多样性的影响

设置3个种植处理(玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作),通过田间试验和盆栽试验,采用Biolog技术分析了玉米马铃薯根际微生物的群落结构和功能多样性的变化情况。结果表明,与单作相比,间作处理使玉米和马铃薯根际微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD)分别增加17.36%、7.38%和3.76%、32.21%,其中间作马铃薯的AWCD值最高,单作玉米最低。间作玉米和间作马铃薯根际微生物群落的Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)均高于单作,但在间作和单作之间差异不显著。根际微生物对6类碳源的利用强度以糖类、羧酸类和氨基酸最高,并存在一定的差异。主成分和聚类分析表明,玉米与马铃薯间作改变了根际微生物的群落组成,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的敏感碳源。说明玉米马铃薯间作改变了根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落功能多样性。     

钙肥对酸性红壤花生种子萌发及种子际微生物菌群结构的调控

红壤因酸度较大且钙素匮乏,严重阻碍种子萌发和植物的形态建成,提高花生出苗、健苗率是酸性红壤花生高效栽培的有效策略之一。钙素营养和种子际土壤微生物对种子萌发均有重要的调控作用,但二者间的内在联系却知之甚少。为揭示钙素营养对花生种子际微生物菌群结构和萌发的潜在影响,以花生品种花育20号(Huayu 20, HY20)为材料,设置不施钙素和外源施钙素盆栽试验,结合菌群高通量测序对花生萌发出苗过程中的种子际微生物菌群结构进行了深度分析。结果表明:各处理种子际样本均以厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势细菌门;子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)为优势真菌门。CaO的施加,使厚壁菌门、拟杆菌门、被孢霉门的相对丰度提高,担子菌门相对丰度降低。另外,钙素营养增加了有益菌芽孢杆菌属(Bacillus)的数量。对细菌功能预测分析结果表明,施用钙素后,与有机物...     

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16SrRNAV3-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Shan...     

不同施肥方式对大豆根际土壤细菌群落多样性的影响

以5个不同施肥处理（T1、T2、T3、T4、T5）下的大豆根际土壤为研究对象,采用Miseq高通量测序技术,分析了不同处理对土壤养分状况和细菌群落多样性的影响。结果表明,T4处理下碱解氮（AN）、有效磷（AP）和速效钾（AK）含量以及地上生物量均最高;综合Shannon指数、Ace指数和Chao1指数3个指标发现,细菌种类在T2、T3、T4处理中较丰富;5个处理的根际土壤细菌被分为379个类群（在属水平上）。土壤细菌相对丰富度和土壤环境因子间的冗余分析表明,AN、AP和AK与交替赤菌属（Alterythrobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）、Pseudarthrobacter相对丰度呈显著正相关。综合分析可知,在复合肥减施20%+有机肥30m3/hm2(T4处理)时,晋豆46号的生物产量达到了最高,而且其优势菌群更有利于土壤培肥和作物增产。     

云南省彝良县天麻连作根际土壤细菌群落分析

基于天麻产业的抬升式发展,连作障碍卡脖子问题逐渐凸现,天麻根际微生物区系平衡遭破坏,可能是导致连作障碍原因之一。本研究为探明不同连作茬数对天麻根际土壤细菌群落结构及多样性的影响,于云南省昭通市彝良县采集未种植天麻的土壤(cha001)、种植1茬(cha002)、种植2茬(cha003)的天麻根际土壤,采用高通量测序技术测定土壤细菌群落组成。试验共获得细菌有效序列1245904条,细菌总OTU 2068个,种植2茬天麻土壤OTU数目最多,为1746,且细菌群落丰度（ACE指数1619.98、Chao1指数1643.94）及多样性（Shannon指数8.82）最高;ACE指数、Chao1指数、Shannon指数随连作次数增加呈升高趋势,Simpson指数无显著差异(P<0.05)。变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)为连作天麻根际土壤中优势菌门,变形菌门和酸杆菌门物种丰度随连作次数增加呈升高趋势,而绿弯菌门物种则相反,呈降低趋势。优势菌纲为酸杆菌纲(Acidobacteria)、变形菌纲(Alphapro...     

转双价基因棉花对根际土壤酶活性和养分含量的影响

在田间试验条件下,以3种转双价基因棉和常规棉石远321为研究对象,比较分析转双价基因棉和常规棉石远321根际土壤酶活性及养分的变化。结果表明,转双价Cry1Ac+CpTI基因棉sGK321与石远321根际土壤速效磷和铵态氮含量无显著差异,而硝态氮含量则显著高于石远321;转双价Cry1Ac+Cry2Ab基因棉(双Bt抗虫棉)速效磷和铵态氮含量均显著低于石远321,而硝态氮含量与石远321无显著差异;转双价Cry1Ac+Epsps基因棉(抗虫抗除草剂棉)速效磷和硝态氮含量均显著高于石远321,而铵态氮含量显著低于石远321。sGK321棉与石远321根际土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均无显著差异;双Bt抗虫棉土壤脲酶活性显著低于石远321,碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性与石远321均无显著差异;抗虫抗除草剂棉与石远321土壤脲酶活性无显著差异,碱性磷酸酶活性显著高于石远321,而过氧化氢酶活性显著低于石远321。表明sGK321棉与石远321根际土壤养分(硝态氮除外)含量和酶活性无显著差异,而双Bt抗虫棉和抗虫抗除草剂棉所呈现的差异是因不同品种所致。     

盐碱胁迫对枸杞生长及根际适应能力的影响

通过水培试验研究不同盐碱胁迫条件对枸杞生长以及根际pH值和电导率的影响。结果表明:枸杞在含有NaCl的营养液中培养,随着NaCl浓度的升高,枸杞的株高、鲜质量和干质量减少,根系对根际的pH值和电导率调节能力减弱;此外,枸杞能够在1.4%NaCl水培条件下生长,1.6%NaCl以上水培条件会导致枸杞落叶直至死亡。     

花生MAPK基因的筛选和盐胁迫分析

促有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPK)在植物生长发育及抗逆胁迫过程中发挥重要作用。为了解花生中MAPK基因的情况,利用RNA测序技术对花生耐盐突变体(S2)和对照(S4)进行了转录组分析,筛选出了14个MAPK基因,位于花生野生种基因组A组的6条染色体上。聚类分析表明,花生14个MAPK基因中13个可以聚到已报道的4个亚类中。利用花生S2和S4构建了盐胁迫处理前后的表达谱,根据调整后的P值,筛选出6个MAPK基因在S2和(或)S4受盐胁迫诱导表达,分别属于A(1个)和D亚类(5个)。为花生MAPK基因的功能验证和利用奠定了基础。     

接种微生物肥料对土壤水稻根际细菌数量变化的影响

土壤淹水培养与水稻盆栽试验结果表明,接种澳大利亚ＳＣ２７微生物制剂与国产复合菌肥后,土壤与水稻根际总细菌数、固氮菌数、磷细菌数及钾细菌数比施用相应的灭菌制剂及不接种的空白和肥底对照明显增加,差异从数倍到若干个数量级不等。总细菌数土体高于根际;而固氮菌数、磷细菌数、钾细菌数则是根际高于土体。栽稻条件下的土体总细菌数、固氮菌数、磷细菌数、钾细菌数高于不栽稻时土壤的相应细菌数,其中以接种国产复合菌肥处理     

不同氮素营养水平对茶树根际土壤微生物的影响及其在养分调控中的作用

为茶园氮肥的科学施用提供理论依据,通过盆栽试验探讨4个不同氮素营养水平(N0、N1、N2、N3)下茶树根际土壤养分、微生物种群组成的变化以及二者的内在联系。结果表明:与不施氮(N0)处理相比,适宜施用氮肥可以增加茶树根际土壤的细菌、放线菌、真菌数量以及微生物总量,促进了土壤微生物群落多样性的改善;亦提高了茶树根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量,并且均在N1或者N2处理时达到最大值。相关分析结果显示,不同氮素水平下茶树土壤微生物数量与土壤各养分含量之间存在着极显著的相关关系。合理施用氮肥对于茶园土壤微生物数量及其群落中细菌、放线菌及真菌数量与土壤中有效态养分含量具有良好的调节作用。     

盐胁迫对花生幼苗离子动态及耐盐基因表达的影响

不同花生品种的耐盐能力各有差异,本研究以耐盐花生品种花育25 (Huayu 25,HY25)和盐敏感品种花育20(Huayu 20,HY20)为材料,利用非损伤微测技术,测定盐胁迫下花生幼苗根尖中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、NH₄⁺、NO₃^–、Cl^–的流速;并同期检测了幼苗的生长性状、主要耐盐基因的表达及渗透调节物质(可溶性糖、脯氨酸)含量的变化,以明确花生的耐盐能力与离子吸收、转运及抗逆调控的关系。结果表明:(1)盐胁迫下Na⁺内流减弱,外排速率增加,K⁺内流提高,但是相对而言,HY25的Na⁺外排速率及K⁺内流速率均高于HY20,表明HY25通过排Na⁺保K⁺提高耐盐性;(2)盐胁迫促进Ca²⁺迅速内流,并且耐盐品种比盐敏感品种Ca²⁺内流...     

不同连作年限对大豆根际土壤养分的影响

本试验通过对不同连作年限大豆根际土壤养分的测定,明确了连作对大豆根际土壤养分的影响,研究结果表明,连作处理根际土壤pH值随连作年限增长呈下降趋势,各连作大豆根际土壤中氮、磷、钾、镁、锌、硼、钼、有机质等养分含量均低于正茬,不同连作年限对大豆根际土壤中铁、钙、锰含量的影响未表现出线形规律。     

三明水稻-烟草轮作土壤细菌群落多样性比较

为了比较福建三明地区不同水稻-烟草轮作土壤细菌多样性及群落结构,认识三明水稻-烟草轮作土壤微生物资源多样性,对不同土壤样品中细菌类群进行分析。通过构建细菌16S r DNA克隆文库,对将乐砂壤土、将乐壤土、宁化砂壤土和宁化壤土细菌多样性和群落结构进行分析和比较。结果表明:4个土壤样品中的细菌类群包括厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)等11个类群,将乐2个土壤样品中厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)是优势类群;宁化2个土壤样品中变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为主要优势菌门。香农-维纳指数(H′)和辛普森指数(D)表明,壤土细菌多样性高于砂壤土。通过构建细菌16S r DNA克隆文库揭示了三明水稻-烟草轮作土壤中细菌多样性十分丰富,这为初步掌握三明水稻-烟草轮作土壤中细菌种类和组成状况提供了一定的参考依据,也为进一步开发利用该地区水稻-烟草轮作土壤微生物资源提供科学的依据。