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...     

野生金线莲根际土壤微生物分析

为分析野生金线莲根际土壤微生物的种类和丰度,优化金线莲仿生态栽培土壤条件,本研究采用Illumina NovaSeq高通量测序技术对6个样本福建金线莲根际土壤微生物16S区域文库进行双末端测序,分析金线莲根际土壤微生物多样性。结果显示,共得到可操作分类单元(operational taxonomic units, OTU)6 695个,分属46个菌门,421个菌属,在门水平上优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),亚优势菌门为酸杆菌门(Acidobacteriota)和厚壁菌门(Firmicutes),变形菌门在各样本中的含量占比不同,但都属于优势菌群。在属水平上优势菌属为梭菌属(Clostridium),亚优势菌属为苔藓杆菌属(Bryobacter)和玫瑰螺菌属(Roseiarcus)。金线莲土壤6个样本共有OTUs数938个,占各样本OTUs数大于80.00%。金线莲根际土壤微生物的丰富度和均匀度高,物种组成较为相似。该研究为金线莲仿野生栽培的土壤改良奠定基础。     

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...     

基于高通量测序患炭疽病草莓根际与健康草莓根际细菌群落的比较研究

研究旨在比较患炭疽病草莓与健康草莓根际土壤细菌群落多样性,了解其细菌群落生态特征,为找到有效的生防菌奠定基础。本研究基于土壤细菌16S rDNA V3-V4区基因多样性,利用Illumina Miseq高通量测序技术进行比较研究。研究得出：与健康对照相比,患病土壤细菌的OTUs数目及多样性指数均较低;在门水平上,变形菌门、拟杆菌门、浮霉菌门等是2种生境共有的优势类群;在属水平上,2种生境的优势菌丰度有差异,患病土壤的假单胞菌属丰度显著降低,气单胞菌属丰度显著升高;而且,健康土壤的解毒类菌、固氮菌、光合菌和硝化菌丰度均高于患病土壤。健康草莓根际土壤细菌丰富度及多样性均高于患病草莓,2种生境细菌菌群结构有差异,且健康土壤中对植物有益的功能微生物群体含量高于患病土壤。     

不同种植方式大豆根际土壤细菌多样性分析

利用Illumina MiSeq第二代高通量测序平台, 对黑龙江省不同地区轮作及连作大豆根际土壤细菌16S rDNA基因组测序, 初步分析在不同种植方式下受大豆胞囊线虫侵染的大豆根际土壤细菌群落结构的变化。从6个土壤样本中共获得25 419个OTUs, 鉴定到细菌的47个门, 147个纲, 709个属。变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、浮霉菌门是供试土壤细菌的优势菌门, 占所有细菌群落总数90%以上。连作4年总OTUs及丰富度最高, 连作20年最低。不同轮作方式土壤细菌丰富度差异不显著(P > 0.05), 短期连作与长期连作细菌丰富度及多样性差异显著(P < 0.05)。不同轮作方式下放线菌门相对丰度低于连作方式, 芽单胞菌门和拟杆菌门相对丰度高于同地区连作方式。土壤功能细菌根瘤菌(Bradyrhizobium)、链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌属(Bacillus)、溶杆菌属(Lysobacter)、土微菌属(Pedomicrobium)的相对丰度在不同年限连作下高于轮作。长期连作土壤优势细菌丰度与轮作土壤相似性更高。     

西瓜根际土壤细菌群落多样性对枯萎病发生的影响

通过高通量测序分析不同栽培条件下西瓜患枯萎病与健康植株根际土壤细菌群落差异,为克服西瓜连作障碍提供土壤生物学的理论依据。以西瓜品种‘早佳8424’为材料,采用Illumina Hiseq 平台进行测序,对其根际土样微生物16S(V4)区域进行扩增子测序分析,比较不同栽培条件下西瓜感病与健康植株根际土壤中细菌多样性变化,探讨影响西瓜枯萎病发生的关键细菌。连作健康组中共获得234895条序列,分归于11230 个OTUs;连作发病组中共获得224092 条序列,分归于11228 个OTUs;非连作健康组中共获得220963 条序列,分归于10068 个OTUs;非连作发病组中共获得231746 条序列,分归于10248 个OTUs。门水平上,变形菌门(Proteobacteria)在各组分中占比均为最高,分别为非连作健康土55.61%、非连作发病土60.84%、连作健康土46.06%、连作发病土47.21%,在非连作土壤中占比高于连作土壤11.59%。另外,连作健康组与非连作健康组存在组间差异显著物种,梭菌纲(Clostridia)在连作健康组中特有,而加玛变形菌纲(Gammaproteobacteria)仅存在非连作健康组中。而在属水平上,非连作组中丰度高的有水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、潘多拉菌属(Pandoraea)、热单胞菌属(Thermomonas)、乳杆菌属 (Acidobacterium),且RH组中Taibaiella、戴氏菌属(Dyella)和噬几丁质菌属(Chitinophaga)含量显著增高。对不同处理的综合分析表明,发病植株与健康植株在非连作条件下,根际土壤细菌群落结构差异明显;发病植株的根际土壤细菌群落在不同栽培条件下的组成结构不同。根际土壤细菌群落结构、数量和种类是影响西瓜枯萎病发生的主效环境因子之一。     

韭菜根际真菌和内生真菌种群多样性分析

在前期研究发现,韭菜处理可以减轻香蕉枯萎病和根结线虫病害的发生,推测韭菜中含有能抑制病原菌及致死根结线虫的生防菌。对韭菜根际真菌和内生(叶片和根系)真菌的种群结构及多样性进行比较分析,以期为分离鉴定韭菜中抑菌和杀根结线虫的生防真菌提供理论依据。通过Illumina平台对韭菜根际真菌和内生(叶片和根系)真菌样品中的18S rRNA序列进行测序,并进行生物信息学分析。结果表明:从韭菜根际土壤、根系、叶片中获得348 484高质量序列和123个操作分类单元(OTU)。根际真菌的Chao、ACE、Shannon指数显著高于内生真菌(叶片和根系),而Simpson指数则显著小于内生真菌。根际真菌群落主要由子囊菌门(Ascomycota)(67. 20%)和担子菌门(Basidiomycota)(24.44%) 2个菌门组成;而内生真菌主要由子囊菌门组成,在叶片和根系中含量分别为91. 39%和96. 60%。在检测到的5个菌门中,内生真菌中子囊菌门显著高于根际土壤,其他菌门则显著低于根际土壤。叶片和根系中内生真菌稍有不同,但是差异并不显著。该研究表明,韭菜根际真菌和内生真菌的种群结构存在显著差异,根际真菌的多样性及丰富性显著高于内生真菌。该研究为分离鉴定韭菜中抑制植物病原菌及致死根结线虫的生防真菌提供参考。     

不同产地党参土壤细菌群落组成分析

为明确党参道地产区与非道地产区土壤细菌组成及其与土壤因子的关系。本研究利用高通量测序技术对党参道地产区和非道地产区的植株根际土壤细菌群落组成、土壤细菌与土壤因子的关系进行了分析。结果表明,道地产区潞党参根际土壤的Ace指数、Chao1指数、辛普森指数、香农指数和多样性指数最高,与非道地产区的差异显著。道地产区土壤中变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexi)丰度最高,非道地产区变形菌门、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)丰度最高。进一步分析发现Dongia属、寡养单胞菌属(Stenotrophobacter)、土微菌属(Pedomicrobium)、鞘氨醇杆菌属(Sphingorhabdus)为潞党参道地产区土壤中的专属细菌。冗余分析显示土壤有机质和全氮对细菌群落分布的影响呈显著性(P=0.040, P=0.026),与鞘氨醇单胞菌属和RB4等细菌的相对丰度呈正相关。综上所述,道地产区潞党参根际土壤的微生物多样性和丰富度均显著高于非道地产区,土壤有机质和全氮与道地产区土壤专属...     

非培养方法解析烟草根部内生细菌的群落结构

为了解烟草根部内生细菌多样性,采用改进的CTAB法提取烟草根部总DNA,利用细菌16 S rDNA基因通用引物对烟草根总DNA进行16 S rDNA扩增,构建烟草根部内生细菌16 S rDNA克隆文库;挑取具有不同酶切谱型的克隆进行测序、比对并构建16 S rDNA基因系统发育树。构建的烟草根部内生细菌16 S rDNA克隆文库中,155个克隆分属于36个不同的分类单元,Blast结果表明,大部分克隆与已知细菌的16 S rDNA序列相似性较高,分别属于变形菌门(Proteobacteria)的Alpha、Gamma、Beta亚群,放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),厚壁菌门(Fir-micutes)中的肠杆菌属(Enterobacter)、不动杆菌属(Acinetobacter)、寡养食单胞菌属(Stenotrophomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、嗜甲基菌属(Methylobacillus)、食酸菌属(Acidovorax)、芽孢杆菌属(Bacillus)等16个属,其中13.5%的克隆序列与非可培养细菌(Uncultured bacteria)的相似性在93%～99%之间,假单胞菌属细菌是烟草根部内生细菌的优势种群。这些研究结果说明烟草根部存在较为丰富的内生细菌系统发育多样性,并且潜藏着未知的内生细菌资源。     

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16S rRNA V3-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Shannon指数和Chao1指数均比健康植株的低,Simpson指数比健康植株高,说明感病植株根际土壤中细菌群落丰富度和多样性均比未感病植株低。从门(Phylum)科(Family)属(Genus)上分析菌群丰度,可看出感病植株中主要的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria);优势菌科为链霉菌科(Streptomycetaceae)和微球菌科(Micrococcaceae);主要的优势菌属为链霉菌属(Streptomyces)和节细菌属(Arthrobacter)。本研究结果为进一步研究马铃薯根际微环境菌群的多样性和平衡性,提高马铃薯产量和质量提供理论基础。     

基于高通量测序技术分析使它隆对玉米根系内生菌多样性的影响

利用Illumina Miseq高通量测序技术,对玉米根系内生菌16S rRNA的V4~V5可变区序列进行测定,分析不同时期有杂草生长（长草组）与使用使它隆除草对玉米根系内生菌群落组成的影响。从5个玉米根系样品共得到166 647条有效序列、145 298条优质序列和4 464个细菌OTUs。Alpha多样性分析结果表明,玉米根系内生菌的群落多样性随玉米植株的生长而增加;使用使它隆除草后,群落的丰富度和均匀度在花期下降,在成熟期下降明显。对群落组成分析发现,使用使它隆除草后,与长草组相比,花期和成熟期的内生菌在门及属水平上的分布均发生较大变化。内生菌的基因功能分析表明,使用使它隆除草后,花期根系内生菌的异型生物质的降解代谢通路丰度高于未喷施使它隆的长草组样品;成熟期糖代谢通路丰度高于长草组。结果表明,喷施使它隆能降低玉米根系内生菌的多样性,并使内生菌的组成比例发生变化。花期根系内生假单胞菌属等比例的增加与异型生物质的降解代谢有关;成熟期肠杆菌属、芽孢杆菌属等比例的增加与糖代谢功能的提高有关。     

棉花根部拮抗枯萎病菌或黄萎病菌的可培养内生细菌多样性分析

为解析棉花内生细菌的种群结构,更好地开发利用生防内生细菌,以棉花枯萎病菌、黄萎病菌为指示病原真菌,对常抗棉和泗棉3号根部分离获得的内生细菌进行拮抗活性筛选,获得87株至少对其中1个指示病原真菌具有拮抗作用的内生细菌。ARDRA分析(Amplified ribosomal DNA restriction analysis)和16S r DNA序列测定表明棉花根部可培养内生拮抗细菌可分为13个ARDRA类群,分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、农杆菌属(Agrobacterium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、不动杆菌属(Acinetobacter)和假单孢菌属(Pseudomonas)7个属。其中常抗棉根部内生拮抗细菌分属于芽孢杆菌属、短芽孢杆菌属、伯克霍尔德氏菌属和农杆菌属,而泗棉3号根部内生拮抗细菌则分属于芽孢杆菌属、伯克霍尔德氏菌属、中华根瘤菌属、不动杆菌属和假单孢菌属,二者的优势种群都是芽孢杆菌属细菌。BOX-PCR分析显示这些内生拮抗细菌具有丰富的遗传多样性。通过测定这些内生拮抗细菌对棉花黄萎病菌和棉花枯萎病菌的拮抗力大小,以及是否具有产纤维素酶、几丁质酶、蛋白酶和嗜铁素的活性,表明这些内生拮抗细菌具有不同的生防作用机制。     

盐碱地引种沙枣根瘤内生菌及根际土壤AM真菌的多样性

为了揭示黑龙江省盐碱地引种沙枣根瘤内生菌及根际土壤丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)真菌的多样性,采用根瘤切片法和湿筛法并结合分子生物学手段对沙枣根瘤内生菌及根际土壤中的AM真菌进行分离、鉴定和多样性分析。研究结果表明:从沙枣根瘤内成功地分离和鉴定出了27个纯菌株,其中放线菌4株、细菌14株、真菌9株,内生细菌的多样性指数最为丰富,与根瘤形成有关的内生放线菌多样性指数最低,但放线菌类群中Frankia sp.(代号H01)菌株优势度指数和均匀度指数最高;从沙枣根际土壤中共分离和鉴定出5属8株AM真菌,Glomus属有3株,Funneliformis属有2株,Septoglomus属有1株,Rhizophagus属有1株,Acaulospora属有1株。Rhizophagus intraradices在样品中的分离频度达到了100%,孢子密度高达48.5个/50 g土,是典型的优势菌株。在沙枣苗木菌根化及根瘤化培育过程中,Frankia sp.(H01)和Rhizophagus intraradices可作为重要的候选菌株。     

不同类型土壤种植辣椒前后微生物多样性比较

旨在通过研究种植辣椒后的不同类型土壤根际微生物的群落结构变化特征,探索适合辣椒种植的微生物群落结构与土壤类型。以辣椒自交系SJ11-3为材料,利用Illumina MiSeq 2500测序平台对其种植前后不同类型土壤（包括潮土、稻田土和黄棕土）根际微生物进行测序和生物信息学分析,研究土壤细菌16S rRNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度、多样性及微生物群落结构。结果表明,种植前土壤中共获得2253个细菌分类操作单元(OTU)和775个真菌OTU,种植后土壤中共获得2353个细菌OTU和877个真菌OTU。辣椒种植会使不同类型土壤中细菌和真菌的OTU数量有所上升,且潮土中特有的OTU在种植辣椒前后均明显高于稻田土和黄棕土。同时研究发现,辣椒种植后Rhodanobacter、Gemmatimonas、Bradyrhizobium、Sphingomonas等细菌和Fusarium、Penicillium等真菌在不同类型土壤中相对丰度均显著升高。另外群落物种丰富度指数（ACE和Chao1指数）和群落多样性指数（Shannon和Simpson指数）分析发现,种植辣椒会使潮土、稻田土和黄棕土中真菌Shannon指数显著升高,而Simpson指数显著降低,物种多样性显著上升;细菌多样性则无显著变化。种植辣椒对潮土、稻田土和黄棕土中微生物多样性的变化均会产生重要影响,改变土壤微生物的丰富度及OTU类型。潮土在种植辣椒后微生物群落结构较为健康,未发现有大量病原菌富集,但稻田土和黄棕土则更容易造成病原菌的富集,因此推荐潮土为辣椒种植的适宜土壤。     

化肥配施园林废弃物堆肥对青稞产质量及土壤肥力的影响

研究化肥配施不同用量园林废弃物堆肥对青稞产量、品质及土壤肥力的影响,为青稞的优质高效生产提供技术支撑。试验设置5个处理,即常规施肥(225kg/hm²尿素+150kg/hm²过磷酸钙,CK),常规施肥+9000kg/hm²园林废弃物堆肥(D1)、常规施肥+12 000kg/hm²园林废弃物堆肥(D2)、常规施肥+15 000kg/hm²园林废弃物堆肥(D3)和常规施肥+18 000kg/hm²园林废弃物堆肥(D4)。对青稞株高、产量、品质及根际土壤肥力指标进行测定。结果表明,添加园林废弃物堆肥能够有效促进青稞株高生长;随着园林废弃物堆肥施用量的增加,青稞产量均提高,其中D1处理最高(5821.84kg/hm²),D4处理最低(4724.21kg/hm²),青稞粗脂肪、淀粉和可溶性糖的含量也有所增加,但对粗蛋白有一定的负影响;化肥配施园林废弃物堆肥能够有效降低农田土壤pH和EC值,增加有机质和含水量,提高土壤氮、磷...     

不同施肥处理对茶树根际细菌多样性的影响

采用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)方法测定茶树根际和根围土细菌群落丰富度,结合土壤pH和C/N分析影响因子,并通过16S rRNA基因序列分析特异菌株的系统发育地位,最后利用比色法对茶树根系生长素(IAA)含量进行定量检测,探讨不同施肥处理下茶树根际和根围土细菌的群落的变化以及对茶树根系生长的促进影响。结果表明：有机肥能明显增加土壤C/N,C/N与细菌丰富度正相关,相关系数(r)为0.93(P＜0.05);有机肥与化肥(7:3)的处理,根际细菌多样性最高,有机肥与化肥(95:5)的处理,根围土中的细菌多样性最高;化肥和有机肥会影响特异菌种的定殖效率;茶树根生长素(IAA)定量测定发现,根际细菌多样性最高的处理,根系IAA的含量也最高。研究表明有机肥施用能提高节土壤C/N和微生物区系多样性但对土壤pH的提升有限;C/N与茶树根际细菌群落多样性正相关。     

施钙对酸性红壤花生根系内生细菌群落结构的影响

Peanut is an important economic crop and calcium-loving crop in China. In order to explore the effect of calcium application on the diversity of endophytic bacteria in peanut roots planted in acid red soil, the genomes of endophytic bacteria in peanut roots of different treatments and different growth stages were deeply sequenced by 16SrRNA gene V3-V4 region, and the root microbial community structure of peanut plants planted in acid red soil and control was analyzed. The results showed that Klebsiella and Enterobacter were the dominant genera with high relative abundance in the endophytic bacterial community from all sample groups. The relative abundance of Pseudomonas and Lysinibacillus were significantly higher than that from the control group, while the relative abundance of Ralstonia decreased significantly in the calcium application groups during the pod-pin stage at P ≤ 0.05. The interaction network analysis showed that the connection of root endophytic bacterial in calcium application group was relatively close. We reasonably inferred that the composition of peanut root endophytic bacterial community was affected by calcium application and plant growing development. Calcium application could change the community structure and improve the ability of peanut to cope with external stress. This study may lay a foundation for improving the quality of acid soil and improving the disease resistance of peanut by applying calcium in the future.     

不同青稞品种风味物质分析

为探究不同青稞品种原料风味物质成分,采用气相色谱-质谱联用技术对8个不同青稞品种挥发性成分进行分析鉴定。结果表明,8个青稞品种的风味物质共检测出40种化合物,包括醛类10种、醇类8种、酯类2种、酮类5种、酸类3种、芳香类4种、烃类4种、呋喃类1种、酚类1种和其他类2种。不同青稞品种中相对含量最高的为醛类12.98%~58.09%,其次是酸类3.99%~33.90%,醇类6.88%~16.36%,酮类4.47%~12.78%。分类分析表明,8个青稞品种可分为两大类,‘勾芒紫青稞'、‘隆子黑青稞'、‘1127'、‘山青9号'和‘藏青320'相似度较高,为一类,‘藏青2000'、‘藏青25'和‘喜拉22'相似度较高,为一类,欧式距离为25时,两大类才能归为一类。     

种植密度、播期和施肥对西藏不同青稞品种籽粒灌浆特性影响

为了给西藏青稞高产栽培及新品种选育提供依据,选用不同种植密度、播期和施肥处理现有的4个主要青稞品种,通过田间试验研究不同品种籽粒灌浆过程。结果表明,不同青稞品种在不同种植密度、播期和施肥处理下的籽粒灌浆特征表现出相似性,4个品种的平均灌浆速率大小依次为‘藏青2000’＞‘藏青320’＞‘喜马拉雅22’＞‘藏青13’;播期、种植密度和施肥对青稞籽粒产量的影响作用力为：播期＞施肥＞种植密度;不同青稞品种灌浆期籽粒百粒干重均在3.54 g~6.71 g之间,所有试验处理平均百粒干重最高的是T1（播期为4月10日）处理的‘藏青2000’,达到5.8 g/百粒。综合分析表明,播期对4个青稞品种的灌浆特性和产量效益影响最为明显。因此,适时早播是青稞获得高产的关键。