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。     

施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌群落结构的影响

在等量施肥条件下,木薯间作一季花生,是否具有间作优势,间作模式中木薯根际土壤细菌群落结构如何变化,相关研究报道较少。以木薯品种"华南205"、花生品种"粤油200"为试验材料,设计施氮、不施氮2个处理和等量施肥条件下的3种种植模式(木薯单作、花生单作、木薯间作花生),采用高通量测序技术,研究施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明,在等量施肥条件下,木薯-花生间作的土地当量比大于1,表现出间作优势。施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌的多样性无显著影响。4个优势细菌门类依次为绿弯菌门、变形菌门、放线菌门和酸杆菌门。不同处理间的菌门Saccharibacteria的差异极显著,施氮显著降低了疣微菌门的相对丰度。木薯根际土壤细菌的属数量共464个。相对丰度排名前30的菌属中,不同处理间菌属Acidobacteriaceae__Subgroup_1_和Sphingomonas的差异达显著或极显著水平,施氮显著降低了菌属Subgroup_7的相对丰度,显著提高了菌属Acidothermus的相对丰度。主成分分析表明,施氮对细菌群落组成的影响大于种植模式;冗余分析得出,有机质、pH值显著影响细菌属水平群落组成。     

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。     

多粘类芽孢杆菌LRS-1对辣椒疫霉病害根际土壤细菌多样性的影响

【目的】研究多粘类芽孢杆菌LRS-1生防菌对患疫霉病的辣椒根际土壤细菌多样性的影响。【方法】通过对无病阴性对照(CK)、辣椒疫霉菌阳性处理(PC)和生防菌+辣椒疫霉菌处理(LRS1) 3个处理的盆栽根际土壤样品16S r RNA基因的V3-V4区进行高通量测序,并对下机数据予以相关生物信息学分析,获得了不同处理根际土壤细菌的OTU丰度、Alpha多样性、OTUs分布、群落组成差异以及PCA聚类分析等数据结果。【结果】各处理间的根际土壤细菌群落变化明显,疫霉菌处理明显降低了根际土壤细菌群落的丰富度和多样性,而接种多粘类芽孢杆菌LRS-1则可明显改善根际土壤细菌群落丰富度与多样性;接种LRS-1明显提高了辣椒根际土壤细菌种类组成的相似性,并改善疫霉菌胁迫下的细菌种类组成;各处理的优势物种类群均分布于变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria),但疫霉胁迫条件下Sphingomonadaceae、Clostridiales物种丰度显著降低,而Burkholderiales、Micrococcales等物种丰度显著增加,接种LRS-1可改善此态势,且明显提高该生防菌所在的Paenibacillus物种比例。【结论】上述结果既证实了LRS-1在"疫霉-辣椒-LRS-1-根际土壤"复合体系下较好的定殖适应性,更体现了LRS-1对疫霉病态土壤根际细菌多样性具有明显的维持与修复作用。     

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。     

不同茬口和施氮水平对南瓜根际细菌碳分解潜力的影响

为探明根际细菌群落多样性及有机碳分解功能基因对耕作措施的响应特征,以收获小麦和西瓜后种植的南瓜根际土壤为研究对象,以两种施氮水平(纯氮施入量分别为1.0、2.0 g/kg)为处理,结合高通量测序和PICRUSt功能预测解析不同茬口和施氮水平下南瓜根际细菌群落结构和参与有机碳分解代谢细菌的关键功能基因丰度的差异.结果表明...     

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。     

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。     

丛枝菌根真菌提高感染青枯菌番茄根际土壤细菌群落多样性和稳定性及有益菌属相对丰度

  【目的】  青枯病是由茄科雷尔氏菌 (Ralstonia solanacearum, 亦称青枯菌) 诱导产生的一种高温高湿型土传病害,土壤温度高、湿度大时易于青枯菌的繁殖进而引发青枯病。丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhiza, AM) 可能通过调控根际微生物区系对病原体产生影响,我们研究了AM真菌对青枯菌入侵条件下土壤细菌群落的影响。  【方法】  以番茄 (Solanum lycopersicum) 为试材进行盆栽试验,供试AM真菌为摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae) M47V,供试病原菌为茄科雷尔氏菌QL-RS 1115 (GenBank:GU390462)。催芽5日的番茄种子,接种AM菌剂的为菌根苗,未接种AM真菌的为非菌根苗。在番茄幼苗生长30天时,一半菌根苗和非菌根苗接种青枯菌,另一半不接种青枯菌,共4个处理。在接种青枯菌后1天和14天,采集番茄样品,采用抖土方法采集根际土壤,利用实时荧光PCR分析番茄根际青枯菌数量,采用16S rRNA高通量测序探究土壤细菌群落多样性和结构稳定性。  【结果】  在接种青枯菌初期 (1天),非菌根苗接种青枯菌 (TR–AMF) 和菌根苗接种青枯菌 (TR+AMF) 两组处理的根际土壤细菌群落结构发生明显改变,Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数显著降低 (P<0.05),共现网络的节点数和连接数明显减少,模块化程度降低,共现网络简化表明细菌群落结构的稳定性降低。接种青枯菌14天后,不动杆菌属 (Acinetobacter)、鞘氨醇单胞菌属 (Sphingomonas)、溶杆菌属 (Lysobacter)、假单胞菌属 (Pseudomonas) 等有益细菌属在感染青枯菌的番茄根际富集,细菌共现网络的节点数和连接数增加,模块化程度提高,表明细菌群落稳定性得到恢复。与非菌根苗相比,菌根苗接种青枯菌 (TR+AMF) 和菌根苗未接种青枯菌 (TN+AMF) 两个处理番茄根际土壤中青枯菌丰度显著降低 (P<0.05)。AM真菌显著提高Chao1指数和Shannon指数 (P<0.05),提高了感染青枯菌番茄根际土壤中黄杆菌属(Flavobacterium)、黄色土源菌属 (Flavisolibacter)、噬胞菌属 (Cytophaga) 和苔藓杆菌属 (Bryobacter) 的相对丰度,同时增加了共现网络的节点数和连接数,并促进番茄根际细菌物种之间的良性互作,提高细菌网络的复杂程度。  【结论】  感染青枯菌的番茄根际会富集不动杆菌属 (Acinetobacter)、鞘氨醇单胞菌属 (Sphingomonas)、溶杆菌属 (Lysobacter)、假单胞菌属 (Pseudomonas) 等有益菌属以提高其抗病性,恢复细菌多样性和群落稳定性。接种AM真菌可显著降低番茄根际土壤中青枯菌的丰度,特别是侵染青枯菌后提高番茄根际的黄杆菌属 (Flavobacterium)、黄色土源菌属 (Flavisolibacter) 、噬胞菌属 (Cytophaga) 和苔藓杆菌属 (Bryobacter)的相对丰度,进而抑制土壤中青枯菌的生长,并通过提高细菌的多样性和丰富度,促进番茄根际细菌物种之间的稳定共生和良性互作,从而提高细菌群落对青枯菌的抵抗能力。     

不同土壤改良剂对酸化土壤微生物群落结构的影响

酸化土壤中微生物多样性降低是土壤养分减少、土传病害高发、作物产量和品质降低的重要原因。施用碱性土壤改良剂是改善酸化土壤理化特性、减少土传病害发生、提高作物产量的有效手段。为了明确不同碱性土壤改良剂对土壤微生物群落结构及多样性的影响,通过盆栽试验比较施用生石灰（S1）及氨基酸生态肥（S2）和黄腐酸水溶肥（S3）对酸化土壤微生物群落结构的改良效果。结果表明,施用3种土壤改良剂后土壤细菌丰富度和多样性均降低,而真菌群落物种丰富度没有显著变化。改良后土壤的主导菌门与改良前相同,而主导菌属存在较大差异。Iamia、Peroneutypa为S1处理特有主导菌属,节核细菌属（Arthrobacter）、德巴利酵母属（Debaryomyces）、Paraphaeosphaeria为S2处理特有主导菌属。根霉菌属（Rhizopus）、裂褶菌属（Schizophyllum）为S3处理特有主导菌属。各改良土壤中,S1处理对细菌的筛选作用最强,S2处理对真菌群落的影响最大,而S3处理相对丰度增加的菌属最多。3种土壤改良剂均能够抑制有害土壤微生物的生长和定殖,但抑制机制可能存在差异。综上所述,3种土壤改良剂均能...     

3种西兰花种植方式对根际土壤细菌群落结构和多样性的影响研究

为明确不同种植方式减缓西兰花的连作障碍,本研究采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析和比较了浙江省台州湾滨海滩涂地西兰花种植区单季稻-西兰花水旱轮作、南瓜-西兰花旱旱轮作和西兰花连作3种种植方式对西兰花根际土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明,3种种植方式西兰花根际土壤共获得28门、92纲、167目、301科、691属土壤细菌。变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门、绿湾菌门、蓝细菌门、厚壁菌门、硝化螺旋菌门、疣微菌门是台州湾滩涂围垦地西兰花根际土壤细菌相对丰度较高的优势菌群。水旱轮作能提高西兰花根际土壤细菌变形菌门、酸杆菌门和绿湾菌门的相对丰度,但降低了西兰花根际土壤细菌放线菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门和蓝细菌门的相对丰度。多样性指数和丰富度指数均以水旱轮作为最高,其次是旱旱轮作,以西兰花连作的土壤多样性指数和丰富度指数最低。因此,与西兰花长期连作相比,水旱轮作和旱旱轮作均能改善台州湾滨海滩涂地区西兰花根际土壤细菌群落结构。水稻-西兰花水旱轮作更能增加西兰花根际土壤细菌有益菌丰度,提高其根际土壤细菌多样性指数,以改良西兰花根际生态环境。本研究结果为实现该区域西兰花优质高产栽培提供了理论和实践依据。     

番茄青枯病抑病土壤根际微生物群落特征及其抑制性传递机制

根际微生物在宿主植物抵御土传病害发生过程中发挥着重要作用。为探究抑病土壤与感病土壤根际微生物群落特征及其微生物群落构建机制,分别采集抑病土和感病土中的番茄根际土壤,采用实时荧光定量PCR技术检测两种根际土壤中的病原菌含量,并利用16SrRNA基因扩增子高通量测序技术分析抑病和感病土中番茄根际土壤微生物群落多样性、组成、结构以及基于零模型的微生物群落构建机制的差异。结果表明,与感病土相比,抑病土壤中番茄的青枯病病情指数明显降低（病情指数分别为47.5和22.5）,其根际中细菌群落具有更高的alpha多样性、更丰富的放线菌门、厚壁菌门以及芽孢杆菌科和链霉菌科等有益微生物,较低的青枯病菌丰度（病原菌丰度降低了12.22倍）并伴随着较高的随机性过程,因此抑病土壤受病害胁迫的适应性较强。将感病土壤与抑病土壤按照一定比例进行混合,形成了仅有感病土D10H0、感病土与抑病土质量比为1︰1的D5H5以及仅有抑病土D0H10这三种处理以进一步检测抑病土壤抑病特性的可传递性。结果表明,随着抑病土比例的增加,番茄青枯病病情指数逐步降低,D10H0、D5H5和D0H10的病情指数分别为41.67、29.17与...     

PGPR菌剂对攀西高原植烟土壤nifH基因群落的影响

为研究植物根际促生菌（PGPR）菌剂处理下攀西高原植烟土壤氮素循环的微生物调控机制,本研究以凉山州会理市不同PGPR菌剂（Lysinibacillus sp.、Streptomyces Phaeochromogenes和Aspergillus niger）处理下的植烟田为研究对象,采集烤烟成熟期根际土壤,通过化学分析和高通量测序技术对土壤理化性质、固氮酶活性及nifH基因群落组成及多样性进行分析。结果表明,与常规施肥相比,施用PGPR菌剂会显著降低植烟土壤的pH值,同时显著提高有效磷含量和固氮酶活性（P<0.05）。总体而言,施用PGPR菌剂提高了植烟土壤nifH基因群落的多样性。植烟土壤优势菌群为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和蓝菌门（Cyanobacteria）。慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、地杆菌属（Geobacter）和固氮螺菌属（Azospirillum）等是植烟土壤优势属。冗余分析结果表明,植烟土壤pH值、碱解氮和速效钾含量与nifH基因群落结构相关性最强。综上,PGPR菌剂能改善植烟土壤养分状况,提高土壤固...     

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。     

PGPR菌剂对辣椒的促生效应及根际土壤细菌的响应研究

研究田间条件下PGPR菌剂灌根对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构的影响,为深入探究PGPR菌剂的田间促生机制提供理论依据。以4株PGPR菌株制成PGPR菌剂,对辣椒进行灌根,并采用Illumina-MiSeq平台对辣椒根际土壤细菌V3-V4区进行Paired-end测序,结合细菌及功能菌群数量、辣椒产量指标,比较分析菌剂灌根配施全量化肥(PGPR-CF1)、菌剂灌根配施80%化肥(PGPR-CF2)和全量化肥(CK)处理后对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构特征的影响。结果表明:PGPR菌剂灌根后辣椒根际土壤细菌及包含固氮、解磷及解钾等功能菌群的数量显著提高,且物种丰度和多样性均高于对照,细菌优势度则表现为PGPR-CF1和CK组高于PGPR-CF2。所有土样共得到有效序列573 896条,在相似水平为97%下聚类分析得到OTUs数分别为2 153个(CK)、2 337个(PGPR-CF1)、2 358个(PGPR-CF2);各处理辣椒根际土壤中的优势门为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门,相对丰度总占比分别为83.7%(PGPR-CF1)、79.55%(PGPR-CF2)和79.77%(CK)。PGPR菌剂灌根后增加了伯克霍尔德氏菌目、芽孢杆菌目、鞘脂单胞菌目等的相对丰度,降低了芽单胞菌目、酸杆菌目的相对丰度。Pearson指数表明,辣椒产量和单果重与根际土壤细菌多样性和丰度正相关。研究显示,PGPR菌剂处理,可以提高根际土壤细菌和功能菌群的数量,同时影响了物种多样性和群落结构,并促进了辣椒增产。     

加气灌溉改善干旱区葡萄根际土壤化学特性及细菌群落结构

为探讨地下穴贮滴灌条件下根际注气对干旱区葡萄根际土壤化学性质、细菌多样性及群落结构影响。该研究以3a箱栽‘红地球’葡萄为试验材料,以自行设计的地下穴贮滴灌"水肥气"一体化设备作为注气装置,16S高通量基因组测序作为研究土壤细菌多样性及群落结构的关键技术手段。结果表明地下穴贮滴灌根际注气可有效提高土壤pH值,显著增加土壤速效磷(40~50 cm除外)和速效钾含量,促进土层深度20~30 cm土壤有机质分解;对氮磷钾相关菌属的分析表明,根际注气可促进与硝化作用相关的亚硝化螺菌属,磷钾代谢相关的假单胞菌属、芽孢杆菌属,抑制与反硝化相关的罗尔斯通菌属,表明加气灌溉能促进植株对氮磷钾的吸收与能提高硝化作用、解磷解钾相关菌群数量有关。chao1、shannon指数分析表明地下穴贮滴灌根际注气可有效改变细菌群落丰度,但对细菌群落多样性影响较小;对于细菌门,注气处理增加了放线菌门和硝化螺旋菌门的丰度,其中在40~50 cm土层注气处理放线菌门和硝化螺旋菌门分别比未注气高16.7%与22.7%,达到极显著水平;典型相关分析及相关分析表明,地下穴贮滴灌注气条件下土壤pH值、速效磷和硝酸盐含量是影响细菌群落结构的重要指标。该研究结果可为干旱区地下穴贮滴灌条件下科学合理注气提供理论依据。     

马铃薯||玉米间作对土壤细菌多样性的影响

为探明连续马铃薯、玉米单作及间作种植对土壤细菌群落组成的影响,利用IonS5~(TM)XL高通量测序平台,分析了单作玉米(M)、单作马铃薯(P)、马铃薯||玉米间作(PM)下,土壤细菌群落组成以及多样性间的差异。结果表明:与单作相比,马铃薯||玉米间作土壤有机质含量显著升高(P0.05),但土壤全氮、碱解氮、全磷、速效钾、土壤pH等没有显著变化。所获得的56 787个土壤细菌可操作分类单元(OTUs)共分为46门、55纲、114目、208科、455属。土壤变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)细菌占总相对丰度的57.68%～65.11%,为优势菌门;间作对土壤细菌群落多样性(香农指数、辛普森指数)、丰富度(ACE指数和Chao1指数)无显著影响,但改变了基于门、属水平上的细菌群落组成。与单作马铃薯相比,间作显著降低了土壤变形菌门(Proteobacteria)相对丰度(P=0.023),提高了浮霉菌门(Planctomycetes)的相对丰度(P=0.043)。在属水平上,相对丰度较低的芽单胞菌属(Gemmatimonas)、Candidatus Solibacter属更易受到种植方式的影响;间作提高了节杆菌属(Arthrobacter)、芽球菌属(Blastococcus)和芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度。随细菌群落结构变化,细菌群落功能上出现差异,通过KEGG功能预测共得到7个一级功能层, 35个二级功能层,表现出功能上的丰富性,土壤细菌群落在代谢、遗传信息处理和细胞过程方面功能活跃。7个一级功能层中的代谢功能组在马铃薯||玉米间作与马铃薯单作间有显著差异。利用前向选择,经蒙特卡罗检验表明,连续马铃薯、玉米单作及间作栽培5年后的土壤各理化性状指标与土壤细菌群落组成、多样性间的相关性均不显著。连续马铃薯||玉米间作及单作5年条件下土壤细菌群落组成的变化是由马铃薯||玉米间作作物种间互利和竞争关系而驱动的。     

黄瓜与西芹间作土壤细菌多样性及其对黄瓜枯萎病发生的影响

本试验以黄瓜与西芹间作种植模式为处理,黄瓜单作和西芹单作种植模式为对照,利用Illumina公司Miseq平台对上述不同处理土壤进行16S rDNA细菌群落多样性高通量测序分析和田间接种黄瓜枯萎病菌,探讨黄瓜与西芹间作模式土壤细菌的多样性及其对田间黄瓜枯萎病发生的影响。16S rDNA测序结果表明,黄瓜与西芹间作土壤的细菌物种总数最多,群落多样性水平最高,与对照相比显著提高了土壤细菌observed species指数、Shannon指数和Chao1指数(P0.05);Beta多样性聚类分析表明,黄瓜与西芹间作土壤的环境群落物种与黄瓜单作和西芹单作有一定差异性。在门分类水平上,共检测到45个菌门,其中变形菌门占明显优势,其次为酸杆菌门和放线菌门等;黄瓜与西芹间作土壤细菌种类所占比例最高,达98.63%。在属水平上,共检测到428类菌属,GP6、GP16、GP4、芽单胞菌属、节细菌属5属的丰度值较大;黄瓜与西芹间作土壤的节细菌属分布比例最高,红游动菌属、鞘氨醇单胞菌属和芽球菌属丰度值较大,为黄瓜与西芹间作土壤细菌明显优势菌属。田间接种黄瓜枯萎病菌试验结果表明,采用上述3种不同种植模式土壤种植黄瓜,在黄瓜苗期接种黄瓜枯萎病菌,黄瓜与西芹间作处理的黄瓜枯萎病的田间发病率较西芹单作和黄瓜单作分别降低57.03%~63.54%和66.95%~72.15%。因此,黄瓜与西芹间作增加了土壤细菌群落多样性,降低了黄瓜枯萎病的发病率,对后茬黄瓜土传病害防控具有一定科学指导意义。     

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。     

寡糖对土壤微生物多样性及群落结构的调节作用

土壤微生物种群类型,对土壤质量和作物生长具有重要影响,研究寡糖对土壤微生物种群的影响特征,有助于正确、高效及安全使用寡糖。本研究利用人工气候室进行土壤培养,土壤施加50mg·L−1的壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）溶液,以清水（CK）为对照处理,培养6d后取样,利用高通量测序技术,分析土壤微生物群落结构组成及多样性分布特征。结果表明：壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理均显著改变细菌、真菌的群落结构,提高细菌的物种观测数。变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和拟杆菌门（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。通过组间群落组成比较分析可知,壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理均不同程度降低酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度,增加变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、壶菌门（Chytridiomycota）以及有益菌属溶杆菌属（Lysobacter）、硝化螺旋菌属（Nitrospira）、Haliangium、芽球菌属（Blastococcus）和链霉菌属（Streptomyces）的相对丰度,但与纤维寡糖（COS）相比,壳寡糖（CSOS）处理微生物群落组成的变化幅度更大。此外,壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理在调节土壤微生物群落结构上存在一定差异。其中,壳寡糖（CSOS）处理有益菌属Talaromyces的相对丰度增加195%,纤维寡糖（COS）处理有益菌属假单胞菌属（Pseudomonas）的相对丰度增加215%。综上,壳寡糖和纤维寡糖处理均能优化土壤微生物群落的结构组成,其调控差异性有助于理解不同寡糖的调控机制,推动寡糖的应用与推广。