生物有机肥稻田不同生长时期根际土壤细菌群落动态变化

为探讨生物有机肥稻田水稻不同生长时期根际土壤细菌群落动态变化及其和环境因子的相关性,利用高通量测序技术对生物有机肥稻田水稻分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期4个时期的根际土壤细菌进行高通量测序及分析.结果显示,测序共获得404183个有效序列,可分为55个门,171个纲,385个目,603个科,1010个属,2139个种....     

短期不同耕作方式对水稻根际土壤细菌群落结构多样性的影响

[目的]研究短期不同耕作方式对水稻根际土壤细菌群落结构多样性的影响,为阐释耕作对稻田土壤微生物多样性的形成机制提供科学依据.[方法]以旋耕、免耕和粉垄3种不同耕作方式下的水稻根际土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术结合土壤理化性质,分析不同耕作方式下水稻根际土壤细菌群落多样性特征及其与土壤理化因子的关系.[结果]旋耕、免耕和粉垄处理文库覆盖率均较高,分别为98.96%、98.93%和99.04%.Alpha多样性分析结果显示,粉垄处理水稻根际土壤细菌群落多样性Shannon指数显著高于免耕处理(P<0.05,下同).旋耕、免耕和粉垄处理分别获得2747、2734和2813个OTUs,处理间无显著差异(P>0.05).各样本共检测到细菌类群206个种,隶属于47门48纲85目134科217属.物种群落组成分析表明变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和硝化螺旋菌门是水稻根际土壤细菌主要优势菌群,共占比69.96%~73.51%;不同耕作处理水稻根际土壤细菌群落结构差异主要表现在菌群的相对丰度上,变形菌门、硝化螺旋菌门、浮霉菌门、放线菌门和绿菌门的相对丰度在3种耕作方式间差异显著.旋耕和免耕处理间OTU水平相似性较高.主成分分析结果显示,第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)菌群结构的差异性贡献率分别为43.15%和23.79%,细菌群落结构表现为粉垄处理受PC1影响明显、旋耕和免耕处理受PC2影响明显.冗余分析结果表明前2个排序轴共解释69.09%细菌群落变化;速效磷、碱解氮和pH是影响细菌群落的重要因子,与变形菌门、硝化螺旋菌门、浮霉菌门、放线菌门和绿菌门的群落分布显著相关.[结论]短期不同耕作方式可在一定程度上改变稻田土壤细菌群落多样性,不同耕作方式间的差异主要体现在细菌群落相对丰度上;土壤速效磷、碱解氮和pH是影响水稻根际土壤细菌群落分布的重要因素.从土壤微生物群落形成角度考虑,粉垄栽培优于旋耕和免耕.     

水稻分蘖期根系对根际细菌丰度和群落结构的影响

通过水稻盆栽试验,以细菌16S rRNA基因为检测对象,采用实时荧光定量PCR(qPCR)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分子生物技术,探究了水稻根际与非根际土壤中细菌丰度和群落结构的差异。结果表明,水稻根系生长显著增加了根际土壤中的细菌丰度,但根际土壤中的细菌群落多样性指数(H')和均匀度指数(E)降低。根际与非根际土壤中的细菌群落结构明显不同,根际土壤中含有相对丰度较高的优势细菌群落,但淹水和落干时的优势群落不同。水稻根系显著改变了根际土壤理化性质,淹水时NH+4-N和TC与细菌群落结构具有显著相关性,而落干后土壤水分和pH与细菌群落结构具有显著相关性。这表明,水稻根系生长对稻田土壤细菌数量和群落结构均可产生显著的影响,而水稻根系活动对土壤理化性质的改变可能是导致细菌群落差异的主要原因。因此,在水稻生长季,水稻根系活动和稻田土壤水分状况是影响细菌生态功能的重要因素。     

基于宏基因组测序的稻蟹共作稻田根际土壤微生物群落功能分析

为了分析施入生物有机肥的稻蟹共作稻田（HXTCS）的水稻根际土壤微生物的代谢功能，以生物有机肥稻田（YJTCS）为对照，利用Illumina Novaseq测序平台对两种稻田成熟期的根际土壤进行宏基因组测序以分析微生物群落的组成及代谢功能。NR注释结果显示，样品中微生物以细菌为主，约占98.09%，其次为古菌约占1.76%，真菌及其他约占0.15%。LEfSe分析结果表明，河蟹引入生物有机肥稻田后富集更多的细菌和古菌群落的显著差异分类群。COG和CAZy功能基因注释结果显示，HXTCS主要相关功能基因的相对丰度均高于对照组。碳代谢途径基因注释分析结果表明，HXTCS在16个碳代谢途径的基因注释的相对丰度均高于对照组，其中丙酮酸代谢和原核微生物的碳固定途径的相对丰度在2种稻田中差异显著（P< 0.05）。氮代谢功能分析结果表明，HXTCS中的反硝化作用、硝酸盐还原作用和谷氨酰胺合成作用的关键酶基因的相对丰度均高于对照组。研究结果说明：河蟹引入生物有机肥稻田后，增加了根际土壤碳水化合物活性酶和主要代谢途径基因的相对丰度，有助于碳代谢及促进根际土壤氮循环中的反硝化作用、硝酸盐还原作用及谷氨酸的合成作用。     

盐穗木叶片及根际土壤微生物群落高通量分析

[目的]研究新疆盐碱环境中,极端耐盐植物盐穗木的根际土壤及叶片内生微生物群落组成和结构,为利用根际促生细菌制作生物菌肥提供科学依据.[方法]应用16S rDNA和ITS高通量测序技术,测定分析盐穗木根际土壤与叶片内生微生物群落结构及多样性.[结果]在门水平上根际土壤细菌群落中的优势菌门为放线菌门(Actinobacte...     

绝对定量分析不同条锈病抗性小麦品种根际细菌群落结构

[目的]分析不同条锈病抗性小麦品种根际细菌群落的结构和功能差异,为开发防治小麦条锈病的环境友好方案提供理论基础和创新思路.[方法]以同一地块中对条锈病具有不同抗性的4个小麦品种(抗病品种贵农19和华麦1223,感病品种002和I19)为研究材料,采集不同抗性小麦品种根际土壤样品,采用绝对定量扩增子分析技术,研究抗病和感病小麦品种根际细菌的群落结构和功能.[结果]同一地块的4个小麦品种条锈病病情指数具有明显差异.4个小麦品种根际土壤细菌群落结构绝对定量分析表明,感病与抗病小麦品种的根际细菌群落分别聚类成独立的两类.感病小麦品种根际细菌群落丰度和多样性显著高于抗病小麦品种根际细菌群落(P<0.05).坐标分析(PCoA)表明,所有小麦品种根际细菌群落按照抗病性不同分为两组;细菌群落功能分析表明,抗病小麦品种根际细菌群落具有更多的氨基酸和抗生素分泌功能.[结论]条锈病抗性对小麦根际细菌群落的影响超过小麦不同品种间遗传变异的影响.通过分析和挖掘不同条锈病抗性小麦品种的根际细菌群落,可开发出环境友好的小麦条锈病生物防治菌剂.     

不同黄萎病抗性棉花品种对土壤微生物数量的影响

[目的]阐明棉花不同抗性品种与土壤微生物群落的关系,为棉花抗黄萎病机理和防治措施提供理论依据.[方法]选取5种不同抗性棉花品种在根盒中进行培养,对根际和距根际不同距离土壤中真菌、放线菌和细菌进行平板计数.[结果]健康土壤培养抗病棉花品种根系对土壤中细菌和放线菌有聚集作用,对真菌有一定的排斥作用;耐病和感病品种则相反.接入拮抗菌和施微生物有机肥能够增加细菌和放线菌数量,降低真菌的比例.[结论]土壤微生物数量及比例与棉花抗性存在密切相关性.     

健康与感染黑胫病烟株根际土壤细菌群落结构与多样性

[目的]探究健康与感染黑胫病烟株根际土壤的细菌群落结构差异,为该病害的早期预防或生态调控提供科学依据.[方法]利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析健康烟株与感染黑胫病烟株根际土壤细菌群落结构差异.[结果]健康和患病烟株根际土壤样品中细菌OTU数分别为4763个和4653个.感染黑胫病烟株根际土壤OTU总数...     

木薯/花生间作对其根际土壤微生物数量、群落结构及多样性的影响

[目的]研究木薯或花生单作与木薯/花生间作对木薯和花生根际土壤细菌、真菌数量与群落结构及多样性的影响,为从根际微生态角度阐释木薯与花生的地下部互作机制提供科学依据.[方法]设木薯单作、花生单作和木薯/花生间作3个处理,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)分别测定单作与间作的根际土壤细菌和真菌数量,并通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)进行细菌和真菌群落结构及多样性分析.[结果]不论单作或间作,木薯和花生根际土壤细菌、真菌数量均随着生育期的延长呈先增长后下降的变化趋势,在木薯块根形成期和花生结荚期达到峰值.木薯/花生间作后期根际土壤细菌与真菌数量的比值(B/F)提高,有利于木薯和花生的根际土壤向细菌型转化,且间作木薯根际土壤B/F比间作花生分别提高了1.02和1.25倍.在木薯块根形成期和花生结荚期,与单作相比,间作的DGGE图谱特异条带数有所改变,多样性指数有所降低,但与单作多样性指数差异不明显.[结论]木薯/花生间作有利于木薯和花生根际土壤向高肥力的细菌型转化,且间作同时可改变木薯和花生根际土壤细菌和真菌的群落结构,但对其多样性影响不明显.     

新疆大蒜根腐型病害根际土壤微生物群落多样性初探

[目的]比较根腐型病害大蒜与健康大蒜根际土壤微生物群落结构和功能多样性,明确新疆大蒜根腐型病害与根际土壤微生物群落之间的关系,为大蒜的根腐型病害的防治提供理论依据.[方法]利用稀释平板法对样品中可培养细菌、放线菌、真菌进行分类培养后计数,利用比较分析法对可培养微生物的变化趋势进行分析,利用Biolog-ECO法对根际土壤微生物功能多样性进行分析.[结果]三组样品中的患病大蒜根际土壤中,细菌数量呈现减少趋势,放线菌和真菌数量增加.两种根际土壤微生物对碳源有不同的利用强度,健康大蒜根际土壤微生物对碳水化合物和聚合物类碳源利用能力较高,患病大蒜根际土壤微生物对胺类和酚酸类碳源利用程度较高.健康大蒜土壤样品的微生物多样性指数均高于患病大蒜根际土壤微生物.[结论]根际土壤微生物与大蒜根腐型病害存在一定的相关性.患病大蒜的根际土壤微生物种群分布由细菌型向真菌型转变,放线菌也呈增加趋势,但数量较少.根际土壤微生物数量和群落结构差异一定程度上影响微生物群落的功能多样性.     

稻蟹共作稻田根际土壤微生物群落与水稻产量的关联分析

为研究稻蟹共作稻田根际土壤微生物群落结构和功能与水稻生长和产量指标的相关性,设置施入生物有机肥的稻蟹共作稻田（HXTCS）和仅施入生物有机肥稻田（对照,YJTCS）的水稻大田试验,测定水稻的根长、株高、穗长、单穗粒数和千粒质量;利用宏基因组测序技术和Spearman相关法分析成熟期水稻生长和产量指标与根际土壤微生物群落结构和功能的相关性。研究结果表明,与对照YJTCS相比,稻蟹共作稻田中水稻的单穗粒数和千粒质量均显著提升（P<0.05）;河蟹引入稻田后变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和广古菌门（Euryarchaeota）的相对丰度分别下降了5.71%、16.12%、51.01%,绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）相对丰度则分别增加了23.35%、41.36%、50.00%。HXTCS土壤中的Chao指数、Ace指数和Shannon指数较对照分别降低了11.22%、7.54%、2.00%。主成分分析结果显示,2个处理间微生物群落结构整体差异较大。S...     

不同品种桑树根际土壤细菌多样性的 高通量测序分析

[目的]探究不同品种桑树根际土壤细菌群落结构及其分布规律,为促进桑树的生长发育、提高其经济利用价值和培育更高品质的桑树品种提供参考.[方法]对3个品种桑树(粤椹大10、嘉陵30号和红果1号)根际土壤细菌的16S rDNA序列V3~V5高变区进行PCR扩增,并对PCR扩增产物进行高通量测序,分析土壤中细菌群落多样性及分布规律.[结果]3个土壤样品中共检测出细菌26门76纲88目149科370属.不同品种桑树根际土壤样品中的细菌群落组成和结构存在一定差异,丰富度方面表现为嘉陵30号>粤椹大10>红果1号;多样性方面表现为红果1号>嘉陵30号>粤椹大10.3个品种桑树的根际土壤细菌在门纲目科属水平上的优势菌群及所占比例分别为变形菌门(Proteobacteria,37.2%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,24.3%)、拟杆菌目(Bacteroidales,24.3%)、拟杆菌科(Bacteroidaceae,14.2%)、拟杆菌属(Bacteroides,14.2%);随着分类的细化,不同桑树品种对土壤细菌群落组成和分布的影响越大.[结论]变形菌门在3种桑树根际土壤中均是最优势细菌类群,嘉陵30号桑树品种根际土壤细菌种类最多,红果1号桑树品种土壤细菌分布最均匀.根际土壤细菌群落种类和均匀度可作为桑树差异规模化种植的指标.     

西瓜枯萎病抗性及其嫁接对根际土壤微生物数量及群落结构的影响

 【目的】揭示不同枯萎病抗性西瓜品种根际土壤微生物的差异及嫁接提高抗病性的土壤微生物学基础。【方法】以抗枯萎病西瓜品种‘甜妞’和感枯萎病西瓜品种‘天使’为试材,以南瓜（博强1号）为嫁接砧木,采用平板计数及PCR-DGGE技术,研究抗感枯萎病西瓜品种自根苗、嫁接苗和砧木不同生育期根际土壤微生物数量及群落结构的变化。【结果】抗性品种根际土壤细菌数量在生育期的中后期显著高于感病品种,根际土壤真菌数量显著低于感病品种;感病品种嫁接后根际土壤细菌和放线菌数量均高于非嫁接处理,而镰孢菌除苗期外均低于非嫁接处理;PCR-DGGE结果表明,不同处理根际土壤细菌、真菌群落结构存在差异,且随生育期的变化而变化。对差异条带测序分析说明不同西瓜品种及嫁接砧木南瓜根际分布不同的细菌和真菌群。【结论】西瓜抗病品种的根际土壤细菌和放线菌的数量显著高于感病品种,而真菌和镰孢菌数量显著低于感病品种,品种的抗性与根际土壤微生物的种群和数量密切相关;嫁接提高了感病品种根际土壤细菌、放线菌微生物数量,抑制了枯萎病菌的积聚,改变了根际土壤微生物群落结构。植物基因型对根际土壤微生物群落结构有显著影响,而根际微生物群落结构的不同将导致植物对病原菌的抗性差异及品种差异。     

不同共作模式的稻田土壤细菌群落结构分析

为分析不同共作模式的稻田土壤细菌群落结构,利用高通量测序技术,在水稻结穗期对不同共作模式的稻田土壤细菌进行测序,研究稻田单作(SDKBZ)、河蟹共作稻田(SDHXZ)和龙虾共作稻田(SDLXZ)表层土壤细菌群落多样性、丰富度和群落结构的变化。各样本共检测到细菌类群46门、112纲、210目、370科、664属、1 227种。主要的优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、蓝藻菌门(Cyanobacteria)、Sacharibactaria、疣微菌门(Verrucomicrobia)和厚壁菌门(Firmicutes)。河蟹稻田和龙虾稻田的Chao 1指数均高于单作稻田。PCoA分析结果显示,河蟹稻田和龙虾稻田两种稻田共作模式与稻田单作模式的土壤细菌群落构成差异大。研究初步揭示了河蟹和龙虾与水稻共作复合生态系统具有较丰富的微生物生态组成。     

大豆不同生育期叶际光合细菌群落结构特征

[目的]探究大豆不同生育期叶际光合细菌群落结构多样性及其分布特征,揭示大豆生育期与光合细菌群落结构变化间的关系,为促进光合细菌在农业生产中的应用提供参考依据.[方法]对5个生育期(苗期、出枝期、花期、鼓粒期和成熟期)大豆叶际光合细菌的Puf M基因序列进行PCR扩增,并对PCR扩增产物进行Illumina高通量测序,分析大豆叶际光合细菌群落多样性及分布特征.[结果]从大豆5个生育期叶片样品中共检测到光合细菌2门、5纲、36属、84种.不同生育期大豆叶片样品中光合细菌的群落组成和结构存在一定差异,在相对丰度方面表现为成熟期>苗期>出枝期>花期>鼓粒期;在多样性方面表现为苗期>出枝期>花期>鼓粒期>成熟期.大豆不同生育期的叶际光合细菌在门、纲、属和种分类水平上的优势菌群及所占比例分别为变形菌门(Proteobacteria)(92.11%~99.29%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(75.17%~97.40%)、甲基杆菌属(Methylobacterium)(60.67%~95.09%)和扭脱甲基杆菌(Methylo-bacterium extorquens)(36.89%~87.88%),随着分类水平逐渐细化,不同生育期对大豆叶际光合细菌群落组成和分布的影响越大.[结论]生育期对大豆叶际光合细菌群落结构有重要影响,实际生产中可通过在大豆不同生育期施用不同的光合细菌以促进优势群落形成,从而促进大豆生长.     

抗生-促生多功能菌剂对稻田土壤微生物区系及氮素转化的影响

以抗生-促生多功能菌剂为供试肥料，探讨对稻田土壤微生态环境及氮素转化动态的影响。结果表明：抗生-促生菌剂明显改善了水稻根际微生物区系组成，B／F、A／F不同时期均有提高，从而使稻田土壤中有益微生物(细菌、放线菌、硝化细菌)一直成为微生物群落内的优势菌群：水稻根际土壤硝酸还原酶活性提高，促进了稻田土壤氮素养分的有效转化，提高水稻植株含氮量。     

生物有机肥对烟株根系及土壤理化性质的影响

通过田间试验,研究了生物有机肥对烟株根系及土壤理化性质的影响.结果表明,施用全元生物有机肥对不同肥力土壤上烟株不同生育期根系生长均有促进作用;可有效调整不同肥力土壤的酸碱度,提高土壤含水量,增加土壤有机碳、微生物量碳和微生物量氮;有效调节不同肥力土壤中根际微生物的多样性和群落结构.其中,全元生物有机肥2250 kg/hm2+复合肥255 kg/hm2是改善土壤理化性质、增加根系生长、改善烟株生长的土壤生态环境的最佳标准.     

贝莱斯芽孢杆菌D61-A对水稻根际土壤细菌群落结构的影响

为探究贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) D61-A对水稻促生长作用及对根际细菌群落结构的影响,通过菌悬液灌根处理,并于水稻苗期采集水稻样品,测定株高、根长、鲜重及干重,分蘖期采集根际土壤样品,提取土壤中的总DNA并使用高通量测序(Illumina MiSeq)技术对水稻根际细菌群落结构进行分析。结果显示：D61-A对水稻有促生长作用,D61-A处理组茎长和鲜重显著大于对照组,分别增加了23.19%和15.02%;经D61-A处理的水稻根际土壤细菌Sobs指数、Chao指数、Shannon指数和Coverage指数均高于对照组,且Sobs指数和Chao指数显著高于对照组,表明D61-A处理后水稻根际细菌群落多样性更丰富;PCoA分析结果显示处理组和对照组的细菌群落组成存在明显差异;土壤细菌群落结构分析和多物种差异性检验显示,经D61-A处理后细菌数目显著增加,丰富了根际土壤细菌的群落结构,其中绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)为水稻根...     

生物有机肥对烟草青枯病的田间防效及根际土壤微生物的影响

[目的]本试验旨在研究生物有机肥对烟草青枯病的田间防效及其对烟草根际病原菌数量和土壤微生物功能多样性的影响。[方法]试验采用由拮抗菌经二次发酵制成的生物有机肥对2个青枯病发病严重的田块进行田间烟草青枯病害防控试验,2个田块的处理相同,分别为常规施用无机肥处理(CK)和无机肥配施生物有机肥处理(BOF),2个田块分别标记为CK1、BOF1和CK2、BOF2。通过测定不同处理的青枯病发病率和烟叶产量,探究生物有机肥的田间防效。利用荧光定量PCR研究根际土壤病原菌数量变化,并用Biolog-ECO板研究不同时期根际土壤微生物功能多样性。[结果]BOF1和BOF2处理对烟草青枯病的防控率分别达到68.1%和70.5%,烟叶产量分别提高8.9%和10.8%,产值分别提高24.9%和25.9%;施用生物有机肥能显著降低根际土壤青枯菌的数量,在移栽后40、60和80 d BOF处理的青枯菌数量均比CK处理少1个数量级;施用生物有机肥能显著增加烟草根际土壤微生物的功能多样性,改变根际土壤微生物群落结构。[结论]在大田中施用生物有机肥通过减少根际土壤病原菌数量和增加根际土壤微生物功能多样性,对烟草青枯病具有较好的防控效果。     

有机肥对退化红壤中细菌群落功能组成影响的PICRUSt基因预测分析

为探讨不同修复措施对南方典型退化红壤细菌群落功能组成的影响,设置单施生物炭(B)、微生物有机肥(OF)、化学肥料(CF)、生物炭配施微生物有机肥(BO)、生物炭配施化学肥料(BC)以及空白对照(CK)等6种修复处理方式并进行车前草的盆栽试验,采用细菌16S rRNA基因的高通量测序技术并结合PICRUSt功能预测分析,研究不同修复处理方式下退化红壤细菌群落结构及其功能组成的变化.结果表明,微生物有机肥和化学肥料对车前草根际土壤细菌群落结构与功能组成具有显著的影响(F2,15=25.55,R2=0.7731,P<0.001;F2,15=17.22,R2=0.6966,P<0.001),而生物炭的作用不显著(P>0.05);微生物有机肥处理车前草根际土壤细菌物种多样性显著增加,增幅达到17.30％,但是化学肥料显著降低细菌物种多样性,降幅达21.25％;微生物有机肥增加生物代谢途径和氮循环途径功能基因丰度,促进氮异化还原、反硝化作用和固氮作用过程,有利于土壤氮素的维持和土壤质量的改善,而化学肥料施用则相反.另外,根际土壤细菌物种多样性跟土壤的pH值显著正相关,跟碱解氮和有效磷等土壤养分含量显著负相关.本研究明确了退化红壤微生物群落功能组成以及氮循环相关功能基因对修复措施的响应,为南方退化红壤的生态修复与农业生产提供理论依据.