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。     

黑土农田施加AM菌剂对大豆根际菌群结构的影响

为揭示在黑土农田条件下施加丛枝菌根(AM)菌剂对作物根际微生物群落的影响,试验以大豆为研究对象,田间播种时分别施加根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)两种AM菌剂,以单施化肥处理(F)和不施加AM菌剂及化肥处理(CK)作为对照,采用传统与现代分子生物学手段,研究大豆根际土壤中菌群结构及根系内AM真菌多样性。结果表明:GI、GM处理的大豆菌根侵染率最高达到78.3%和86.6%;GI、GM、F处理的大豆根际土壤中可培养细菌、真菌和放线菌三大菌群的数量与CK处理相比显著提高(p0.05)。分离大豆结荚期根际土壤中AM真菌孢子,共获得Acaulospora属真菌3种,Glomus属真菌7种,孢子密度均较低,G.intraradices和G.mosseae均为各自处理的优势种群。对大豆结荚期根系和根际土壤PCR-DGGE图谱条带的丰度及优势条带测序分析,结果表明根际土壤中的AM真菌菌群数明显高于根系中AM真菌的菌群数量,GI处理的大豆根际土壤中AM真菌丰度值最大,GM处理大豆根系里的AM真菌丰度值最大,F处理的根际土壤中总AM真菌的数量最少;施加AM菌剂处理的大豆根系及根际土壤中的优势菌群分别为外源施加的两种AM真菌。     

黄河三角洲刺槐根际与非根际细菌结构及多样性

为精确分析黄河三角洲刺槐根际与非根际土壤细菌群落定殖情况,本研究采用高通量测序方法对刺槐根际与非根际土壤细菌结构及多样性进行了研究。研究表明,根际土壤细菌共有36门214属,非根际土壤细菌共有33门153属。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)细菌丰度超过15%,是根际与非根际土壤中的优势菌落。根际与非根际土壤中酸杆菌门、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度差异显著。根际土壤中红游动菌属(Rhodoplanes)、溶杆菌属(Lysobacter)、热单胞菌属(Thermomonas)、链霉菌属(Streptomyces)及非根际土壤中红游动菌属、溶杆菌属、链霉菌属、Kaistobacter细菌丰度超过4%。根际土壤中固氮菌丰度显著高于非根际土壤,解磷、解钾细菌丰度差异不显著。根际与非根际土壤细菌Chao丰富度分别为2 054、2 376,差异显著。根际与非根际土壤细菌之间的权重(Weighted Unifrac)距离在0.12~0.25之间。综上所述,黄河三角洲刺槐根际与非根际土壤细菌结构具有一定差异,多样性差异显著。     

炭疽病发病草莓与健康草莓根际细菌群落结构及功能差异

  目的   比较研究炭疽病不同发病程度草莓根际微生物群落结构并开展基因功能预测分析,为指导农田管理及筛选草莓炭疽病拮抗菌提供理论依据和参考。  方法  采集设施栽培大棚中健康和不同发病程度的草莓植株根际土壤,利用Illumina Miseq测序比较分析不同发病程度对草莓根际细菌多样性,根际细菌门、属水平群落组成特征的影响。  结果  发病植株根际细菌多样性显著低于健康植株,其中轻度发病草莓根际细菌丰富度ACE降低了7.2%,而中度发病草莓根际细菌丰富度降低了11%。草莓根际土壤的优势菌群为变形菌门、放线菌门和拟杆菌门,不同发病程度的草莓根际土壤的细菌群落结构发生了显著改变,其中发病草莓显著提高了根际土壤中芽孢菌属和亚栖热菌属的相对丰度,而降低了与促生功能相关的黄杆菌属和伯克氏菌属的相对丰度。PICRUSt2分析表明,炭疽病显著提高草莓根际细菌的细胞交流、细胞传递和分解,转录以及循环等功能,而降低了脂质代谢和消化功能。  结论  本研究表明炭疽病显著降低草莓根际细菌多样性,并改变细菌群落结构,降低了促进草莓营养吸收细菌种类的相对丰度,改变了根际细菌功能特征,研究结果为指导草莓生产管理和筛选抗病微生物提供参考。     

间作刺槐对魔芋根际细菌群落结构及软腐病发生的影响

为研究间作刺槐对魔芋根际细菌群落结构的影响及其与软腐病的关系,以深入理解特定作物间作模式下的根际微生态特征。本试验设置塑料膜全隔（单作）、尼龙网网隔（半间作）和无隔（间作）3种刺槐‖魔芋根系分隔处理,采用高通量测序和荧光实时定量PCR(qRT-PCR)技术分析不同处理魔芋根系和根际土壤细菌多样性、群落组成和土壤氮循环相关基因表达丰度。结果表明,魔芋根系和根际土壤细菌α多样性指数均随着根系互作加强而明显提高。无隔处理根际细菌群落β多样性与全隔处理有明显差异。戴沃斯菌属（Devosia）、极地所菌属（Pricia）、藤黄单胞菌属（Luteimonas）、链霉菌属（Streptomyces）及溶杆菌属（Lysobacter）相对丰度值在所有处理根系和土壤中均较大;原小单孢菌属（Promicromonospora）相对丰度在网隔处理土壤中最高;链霉菌属、根瘤菌属（Rhizobium）和溶杆菌属相对丰度在网隔和无隔魔芋根系和土壤中较大。与全隔相比,无隔处理显著提高了土壤氮循环相关固氮酶基因（nifH）、亚硝酸还原酶基因（nirS）、氧化亚氮还原酶基因（nosZ）和氨单加氧酶基因（AOA amoA...     

长期不同养分缺乏对冬油菜土壤微生物群落组成及多样性的影响

为探明长期不同养分缺乏对冬油菜根际与非根际土壤细菌和真菌群落组成结构及多样性的影响,以江汉平原中稻 -冬油菜田间定位试验为研究对象,选取施磷钾肥不施氮肥(-N)、施氮钾肥不施磷肥(-P)、施氮磷肥不施钾肥(-K)和施用氮磷钾肥(NPK)4个处理,于成熟期采集各处理冬油菜非根际土壤(标记为 0)和根际土壤(标记为 1)。基于 Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤样本的细菌 16S rDNA和真菌 ITS进行扩增、测序,并结合生物信息学分析根际和非根际土壤中细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:长期养分的投入缺乏造成土壤 pH和养分含量均有不同程度的降低。相比非根际土壤,冬油菜根际土壤的有机质、有效磷和速效钾含量有富集的趋势,而缓效钾差异不显著。长期平衡施肥(NPK处理)条件下,油菜根际土壤的细菌多样性比非根际土壤高,而根际真菌多样性低于非根际土壤。门分类水平上,各处理土壤中的细菌优势物种是绿弯菌门、酸杆菌门和变形菌门,平均相对丰度分别为 30.9%、25.7%和 17.6%;真菌优势物种是子囊菌门和担子菌门,平均相对丰度分别为 52.0%和 6.3%。相比 NPK处理,-N、-P和 -K处理对冬油菜根际和非根际细菌、根际真菌群落分布有显著影响,但对非根际真菌群落分布无明显作用,从而导致各处理的优势属种类型和相对丰度差异显著。冗余分析结果表明,pH、速效钾和有效磷含量对土壤细菌群落结构的影响最为显著,而有机质和碱解氮含量对真菌群落结构的影响最为明显。可见,长期不同养分缺乏会显著改变冬油菜根际细菌和真菌群落的组成结构及其多样性,尤其是缺磷、缺氮,其次是缺钾。因此,平衡施肥仍是维持农田微生物生态系统平衡与稳定的重要措施。     

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。     

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。     

马铃薯连作栽培对土壤微生物多样性的影响

马铃薯是宁夏回族自治区南部山区重要的粮菜兼用作物,随栽培面积持续扩大,轮作倒茬困难,由此带来的连作障碍问题日渐突出。为探明马铃薯连作障碍机制,分别采集马铃薯正茬、连作1年、6年和10年的根际土壤样本,利用末端标记限制性片段长度多态性(terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)技术研究连作栽培对根际土壤微生物多样性的影响,以期揭示马铃薯根际土壤主要菌群动态变化规律及连作障碍的可能原因。结果表明:连作栽培后马铃薯土壤细菌和真菌DNA仍具有较高的T-RFLP多态性,但不同连作年限根际土壤中优势T-RFs片段发生变化,多年连作使某些T-RFs消失;随连作年限增加,根际土细菌Shannon-Wienen指数、Simpson指数和Sorenson指数下降,而真菌Shannon-Wienen指数和Simpson指数上升。菌群分析发现,土壤细菌中以厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌纲(Bacilli)和梭菌纲(Clostridia)所占比例最大。连作使细菌和真菌菌群发生变化,芽孢杆菌纲、鞘氨醇纲(Sphingobacteria)等比例下降甚至消失,β-变形菌纲(Beta proteobacteria)和异常球菌纲(Deinococci)比例上升;土壤真菌中座囊菌纲(Dothideomycetes)煤炱目(Capnodiales)随连作年限增加比例下降,粪壳菌纲(Sordariomycetes)肉座菌目(Hypocreales)随连作年限增加比例上升。马铃薯连作使根际土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)等有益菌属的细菌减少,罗尔斯通菌属(Ralstonia)等致病菌属的细菌增加。连作导致马铃薯根际土壤细菌多样性水平降低,真菌多样性水平升高,根际土壤微生物多样性存在明显差异,连作破坏了根际土壤微生物群落的平衡,使其根际土壤微生态环境恶化。连作障碍可能是多因素综合互作用的结果,持续的研究有利于做出较合理的解释。     

The bacterial community of tomato rhizosphere is modified by inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi but unaffected by soil enrichment with mycorrhizal root exudates or inoculation with Phytophthora nicotianae

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi have been shown to induce the biocontrol of soilborne diseases, to change the composition of root exudates and to modify the bacterial community structure of the rhizosphere, leading to the formation of the mycorrhizosphere. Tomato plants were grown in a compartmentalized soil system and were either submitted to direct mycorrhizal colonization or to enrichment of the soil with exudates collected from mycorrhizal tomato plants, with the corresponding negative controls. Three weeks after planting, the plants were inoculated or not with the soilborne pathogen Phytophthora nicotianae growing through a membrane from an adjacent infected compartment. At harvest, a PCR-Denaturing gradient gel electrophoresis analysis of 16S rRNA gene fragments amplified from the total DNA extracted from each plant rhizosphere was performed. Root colonization with the AM fungi Glomus intraradices or Glomus mosseae induced significant changes in the bacterial community structure of tomato rhizosphere, compared to non-mycorrhizal plants, while enrichment with root exudates collected from mycorrhizal or non-mycorrhizal plants had no effect. Our results support that the effect of AM fungi on rhizosphere bacteria would not be mediated by compounds present in root exudates of mycorrhizal plants but rather by physical or chemical factors associated with the mycelium, volatiles and/or root surface bound substrates. Moreover, infection of mycorrhizal or non-mycorrhizal plants with P. nicotianae did not significantly affect the bacterial community structure suggesting that rhizosphere bacteria would be less sensitive to the pathogen invasion than to mycorrhizal colonization. Of 96 unique sequences detected in the tomato rhizosphere, eight were specific to mycorrhizal fungi, including two Pseudomonas, a Bacillus simplex, an Herbaspirilium and an Acidobacterium. One Verrucomicrobium was common to rhizospheres of mycorrhizal plants and of plants watered with mycorrhizal root exudates.     

抑病土与感病土对番茄根际微生物性质的影响

为明确不同土壤来源下番茄植株的生长及其根际土壤微生物功能群落的变化特征，以番茄青枯病为研究对象，通过盆栽试验和两种施肥模式研究了抑病和感病土壤对番茄生长情况、根际土壤微生物功能群落结构以及青枯病菌生长的影响。结果表明：(1)抑病土中有机碳、速效氮、有效磷和速效钾含量较高，能促进番茄生长，抑制土传病害发生，其中抑病土中进行有机无机配施(SCOF)处理的番茄地上部鲜重最高，为28.99 g/株，与感病土中进行有机无机配施(CCOF)相比，地上部鲜重显著增加了37.90%；(2)有机无机配施处理抑制了病原菌的生长，其中SCOF与CCOF处理中病原菌的生长较对照分别降低了24.53%与22.23%；(3)有机无机配施与病原菌接种改变了根际微生物代谢功能，其中SCOF处理番茄根际微生物群落代谢活性较强，利用氨基酸类、碳水化合物类、多聚物类等碳源的微生物种群发生变化。总之，抑病土中配合施用有机无机肥有助于帮助宿主植株耐受土传病害胁迫，维持宿主植物的健康生长，这为探索土传病害的发生及防控提供一个视角。     

健康与罹患青枯病的番茄土壤细菌群落特征比较

应用实时荧光定量PCR及MiSeq高通量测序技术,全面地研究了连作番茄田块中健康与感染青枯病植株周围土体及根际土壤细菌群落结构和组成.结果表明:健康番茄土体土壤的pH及全碳含量显著高于感病番茄土体土壤;土体及根际土壤的细菌群落结构和组成明显不同于感病番茄土体及根际土壤细菌群落.与感病番茄根际相比,健康番茄根际细菌的数量...     

生物有机肥对烟草根际微生物群落及青枯雷尔氏菌丰度的影响

【目的】探究生物有机肥施用对烟草根际土壤细菌、真菌群落结构和青枯雷尔氏菌丰度的影响机理。【方法】选用长沙市某公司生产的生物有机肥和常规烟草专用肥,在湘西花垣县长期定位试验点连续5年开展大田试验,研究施肥对土壤理化性质和微生物群落的影响。试验设置两种施肥处理：常规烟草专用肥（CF）和生物有机肥（BOF）。【结果】与CF相比,施用生物有机肥处理的土壤烟草青枯病发病率降低了89.8%,同时青枯雷尔氏菌相对丰度也显著降低,降幅达40.1%;土壤pH、碱解氮和有效磷显著增加,分别增加了1.2%、12.1%和60.2%;施用生物有机肥后根际土壤微生物如Roseiflexaceae,Gemmatimonadaceae,Nitrospira,Ramophialophora,Preussia等显著富集,且这些潜在有益菌与青枯雷尔氏菌相对丰度呈显著负相关关系。通过ABT预测模型分析发现潜在有益菌是影响青枯雷尔氏菌相对丰度的最主要生物因子。【结论】连续5年的试验结果表明,施用生物有机肥不仅改善了作物生长的土壤环境,显著提高了土壤pH和土壤速效养分含量,还促使潜在有益菌在根际土壤中富集,抑制了青枯雷尔氏菌的生...     

AM真菌对离子型稀土矿山废弃地土壤修复改良效果研究

【目的】研究3种AM真菌对离子型稀土废弃矿区的生态修复改良效果,为选择适宜的AM菌剂提供技术支撑。【方法】试验采用盆栽方法,供试土壤采自江西省赣州市定南县某废弃的离子型稀土矿区,供试作物为黑麦草。在灭菌的土壤上,分别接种摩西斗管囊霉(Glomus mosseae,G.m)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,R.i)、幼套球囊霉(Glomus etunicatum,G.e),以不接种菌剂为对照,每个处理重复6次。播种催芽后的黑麦草,黑麦草生长210天,进行了8次株高和干物量监测,在黑麦草生长195天时(第8次监测),收获3个重复的黑麦草,植株样品用于分析地上部和根部干重、NPK含量,根际土壤样品用于分析pH、有机质、全量和速效氮磷钾含量。其余3个重复停止灌水用于干旱胁迫处理,在黑麦草生长210天时测定了植株超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量。【结果】与不接菌空白组相比,接种G.m、R.i、G.e处理根际土壤pH由强酸性(4.60)提高至7.62～7.90,有机质分别提升了123.9%、126.8%、105.0%;G.m处理土壤全氮、碱解氮和全磷分别提升...     

间作分蘖洋葱对番茄氮素吸收和根际土壤微生物多样性的影响

  【目的】  间作分蘖洋葱能缓解番茄连作障碍,提高番茄养分吸收。本研究通过解析间作分蘖洋葱条件下番茄根际土壤中氮吸收和微生物多样性的变化,旨在揭示间作对番茄氮营养改善的生物学机制。  【方法】  设计田间和盆栽两个试验,田间试验设番茄单作、分蘖洋葱(农安)与番茄间作和分蘖洋葱(五常)与番茄间作共3个处理,测定番茄的生长指标、氮吸收量及产量,阐明间作对番茄养分吸收、分配及产量的影响。盆栽试验设番茄单作、分蘖洋葱(五常)单作、分蘖洋葱与番茄间作及无苗对照等4个处理。对番茄及分蘖洋葱的根际土壤中铵态氮、硝态氮含量及土壤酶活性测定,并采用Miseq高通量测序技术分析土壤细菌和真菌多样性变化,旨在阐明间作对根际土壤养分环境的影响。  【结果】  1) 间作后,番茄株高显著增加,番茄产量提高了8.49%～16.92%。2) 间作分蘖洋葱两品种番茄各测定指标表现为相似的变化规律。间作60天,番茄干重显著增加,间作后番茄干物质向根分配指数降低,而向地上分配指数增加,其中向茎叶分配指数降低,而向果分配指数增加。间作90天,均显著提高了氮养分向根和茎分配,而降低了氮养分向叶中分配。3) 间作37天后,番茄根际土壤中铵态氮含量显著增加,硝态氮含量显著降低,间作改变土壤铵态氮和硝态氮比例,促进了番茄的氮吸收。番茄根际土壤中脲酶和脱氢酶活性显著高于单作和无苗对照,间作分蘖洋葱根际土壤脱氢酶活性显著高于单作和无苗对照。4)间作分蘖洋葱处理提高了放线菌纲、拟杆菌纲 、黄杆菌纲、绿菌纲、绿弯菌纲、厌氧绳菌纲、异常球菌纲、芽孢杆菌纲、梭菌纲、柔膜菌纲、浮霉菌纲、α-变形菌纲、丰佑菌纲的丰度,其中间作分蘖洋葱提高了番茄根际土壤芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等细菌的相对丰度。间作提高了番茄根际土壤青霉菌属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)和毛壳菌属(Chaetomium)等真菌的丰度,但却降低了散囊菌属(Eurotium)和梭孢壳属(Thielavia)的丰度。间作番茄根际土壤微生物菌群结构的改变可能是促进番茄氮养分吸收的关键因素之一。  【结论】  间作两种分蘖洋葱均增加了番茄株高和干重,间作提高了番茄的氮吸收量和产量,降低了氮养分向叶中分配,而升高了氮养分向根和花果中分配,提高氮的利用。同时,间作分蘖洋葱通过改变番茄根际土壤细菌和真菌菌群结构,改善了土壤氮有效性,促进了番茄的氮吸收,为番茄产量的提高奠定了营养基础。     

丛枝菌根真菌对金叶六道木镉吸收及根际真菌群落结构的影响

为明确丛枝菌根(AM)真菌对促进绿化苗木镉(Cd)吸收的影响,通过盆栽试验比较接种不同AM真菌对12种绿化苗木Cd吸收的差异,并进一步分析接种对金叶六道木根际微生物数量和AM真菌群落结构的影响。结果表明,12种绿化苗木,加Cd处理6个月后,其叶片浓度的变化范围为0.25~2.59 mg·kg^-1。接种AM真菌处理组的叶片Cd含量均高于不接菌处理组。相比未接种,接种AM2摩西球囊霉(BGCAM00164)后金叶六道木叶片中Cd含量增加147.9%,故选择金叶六道木进行后续研究。接种AM212个月后,金叶六道木的根、枝、叶Cd浓度分别为164.7、22.86和10.57 mg·kg^-1,为不接菌处理的2.64倍、2.06倍和1.76倍,全株总Cd含量达5078μg·株^-1,显著高于不接菌对照(1745μg·株-1)。相比不接菌对照,接种AM2后降低了转移系数,将其更多吸收的Cd固定在根内,从而减少对植株的损害。接种AM真菌增加了AM真菌PLFA生物量,但降低了根际土壤微生物细菌和真菌PLFA生物量。所有样本中丰度较高的AM真菌为球囊霉科(Glomus)、类球囊霉科(Paraglomus)和原囊霉科(Archaeospora)。球囊霉科占总AM真菌的55%以上,是金叶六道木根际的主要优势种群。接种AM2后球囊霉丰度显著增加,由对照的61.8%上升至77.4%,但AM真菌的整体多样性和丰富度则表现为下降。接种AM1后类球囊霉科丰度显著增加,由对照的13.1%上升至17.8%,但球囊霉丰度无显著变化。主成分分析结果表明Cd和AM真菌接种可以改变金叶六道木根际AM真菌群落结构。总体而言,接种AM真菌(摩西球囊霉)能提高金叶六道木对土壤重金属Cd污染的修复效率,其联合修复技术可扩展Cd污染土壤植物修复的应用范围。     

生物炭–过氧化钙复合颗粒对酚酸胁迫下番茄生长和根际微生态的调控效应

  【目的】  酚酸胁迫是造成番茄连作障碍的主要因素之一。本研究探讨了生物炭–过氧化钙复合颗粒(简称复合颗粒)作为土壤改良剂缓解番茄酚酸胁迫的效果和机理。  【方法】  供试番茄品种为千禧圣女果,供试土壤为赤红壤。盆栽试验共设5个处理:常规栽培(CK),酚酸胁迫处理(T1),添加外源酚酸的同时分别添加生物炭–过氧化钙复合颗粒(T2)、生物炭颗粒(T3)、过氧化钙颗粒(T4),其中土壤酚酸胁迫浓度为140 μg/g。在番茄移栽后30和120天,测定了番茄生长和生理指标。在收获期,调查果实产量与品质,分析根际土壤理化性状,并使用高通量测序技术解析番茄根际土壤中细菌和真菌的群落结构特征。  【结果】  施用复合颗粒(T2处理)能够增强番茄根系活力,促进植株生长发育;单株番茄果实产量、单果重和糖酸比分别比T1处理增加了13.8%、20.1%和52.6%。与T1处理相比,T2处理番茄收获期根际土壤中残余总酚酸含量下降了44.6%,电导体 (EC)值下降17.7%,pH提高0.77个单位,有机质含量增加77.4%。复合颗粒处理能够改善酚酸胁迫下番茄根际土壤微生物群落结构,使细菌多样性提高,真菌多样性降低,并有效恢复微生物群落的均衡性。Spearman相关性热图分析和冗余分析结果显示,番茄产量和体现品质的糖酸比与土壤残余总酚酸含量和EC值呈负相关,与pH值和有机质含量正相关。生物炭–过氧化钙复合颗粒可通过去除土壤酚酸,降低EC值,提高土壤pH和有机质含量,并介导增加与番茄果实产量和糖酸比具有正相关关系的拟杆菌门和壶菌门的相对丰度,而对与番茄产量和糖酸比呈负相关的酸杆菌门和子囊菌门起抑制作用。  【结论】  土壤残留总酚酸、pH、有机质含量、EC值是驱动番茄根际土壤微生物群落变异,及影响番茄果实产量与品质的主要环境因子。生物炭–过氧化钙复合颗粒可通过对土壤理化性状、细菌和真菌群落的双重调控作用,改善番茄根际土壤微生态环境,从而有效缓解酚酸类物质对番茄生长的化感胁迫效应,实现番茄果实产量和品质的协同提升。     

Effects of Arbuscular Mycorrhizal Colonization on Microbial Community in Rhizosphere Soil and Fusarium Wilt Disease in Tomato

Fusarium wilt is caused by soil-borne pathogen Fusarium oxysporum. Tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) is susceptible to Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici race 1 and was infected with wilt disease. A pot experiment was conducted to investigate effects of inoculating arbuscular mycorrhizal (AM) fungus (Glomus etunicatium) on the microbial community in the rhizosphere soil and Fusarium wilt in tomato (cv. Oogatafukuju). The results indicated that AM fungal inoculation suppressed the Fusarium number in the rhizosphere soil of tomato and decreased the Fusarium wilt disease index. Compared to the control, AM fungal inoculation increased the actinomycete number but increased bacterial number. Bacterial and fungal numbers were high but actinomycetes number was low when tomato basal stems became discolored brown. Fusarium inoculation significantly suppressed development of AM colonization and decreased polyphenol oxidase (PPO) activity in leaves and roots of tomato. Inoculation with AM fungi and Fusarium maintained high PPO activity in leaves and roots. The AM colonization increased root growth of tomato, whereas Fusarium inoculation had no significant effect on tomato growth. These findings suggest that because AM fungal inoculation changes microbial communities and enhances PPO activity, it should suppress occurrence of Fusarium wilt in tomato.     

沼泽红假单胞菌与枯草芽孢杆菌混施对水稻根域细菌多样性与功能的影响

[目的]微生物菌肥作为一种绿色环保的生物肥料,可以改善土壤质量,促进作物生长.以水稻根际和根表微生物为对象,探究不同微生物菌肥单施和混施对其群落多样性和功能的影响.[方法]采用盆栽试验,设单施沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)、单施枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)及...