南方果园蚁巢土壤微生物群落结构特征分析

【目的】探究南方果园蚁巢土壤中特有的微生物资源及其功能,为探寻功能微生物资源及南方果园土壤的生态管理提供理论依据和技术支撑。【方法】以南方荔枝园中日本弓背蚁（Camponotus japonicus）的蚁巢土壤和非蚁巢土壤为研究对象,采用高通量测序技术,分析蚁巢和非蚁巢土壤微生物群落的结构特征。【结果】蚂蚁筑巢虽然对果园土壤微生物多样性及丰富度无显著影响（P>0.05）,但明显改变了果园土壤中细菌和真菌群落的组成与占比。蓝细菌门（Cyanobacteria）和WPS-2细菌是蚁巢土壤特有的优势细菌门,但缺失了芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）等非蚁巢土壤中拥有的优势细菌门类;同时,与非蚁巢土壤相比,蚁巢土壤中变形杆菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）细菌丰度占比下降,放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）细菌丰度占比提高。蚁巢土壤虽然拥有与非蚁巢土壤完全一致的门类水平真菌群落组成,均由子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）和unclassified_k__Fungi门组成,但优势菌门组成丰度占比发生变化,其中,蚁巢土壤中被孢霉门真菌丰度占比下降,而unclassified_k__Fungi门真菌丰度占比增加。Conexibacter、unclassified_f__Ktedonobacteraceae、norank_o__B12-WMSP1、norank_p__WPS-2、norank_o__Chloroplast、分枝杆菌属（Mycobacterium）、FCPS473、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、norank_f__JG30-KF-CM45、间孢囊菌属（unclassified_f__Intrasporangiaceae）和中华单胞菌属（Sinomonas）是蚁巢土壤中特有的优势细菌属;瘦脐菇属（Rickenella）、节丛孢属（Arthrobotrys）、梨孢霉属（Coniosporium）、unclassified_c__Eurotiomycetes、粗糙孔菌属（Trechispora）、unclassified_o__Pezizales、unclassified_o__Pleosporales、Xepicula、茎点霉属（Phoma）和曲霉属（Aspergillus）是蚁巢土壤中特有的优势真菌属。【结论】蚁巢土壤中蕴含着丰富的具有分泌抗生素和生物修复功能的微生物资源,是一个潜在的生物资源宝藏。     

甘蔗宿根矮化病感病与非感病植株养分含量、根系生长及内生细菌群落的差异

  【目的】  分析甘蔗宿根矮化病 (ratoon stunting disease, RSD) 感病植株与非感病植株不同部位氮、磷、钾吸收量、根系生长和内生细菌群落结构特征,旨在探明甘蔗宿根矮化病的感染与危害机制,为构建生态防控RSD栽培管理技术体系生态防控RSD提供理论依据。  【方法】  以甘蔗RSD感病植株为试材,RSD非感病植株为对照,采集甘蔗RSD感病植株和非感病植株叶片、根系和茎部组织为样品,利用传统和现代高通量测序技术分析了甘蔗RSD感病植株和非感病植株叶片、茎中氮、磷、钾含量,根系生长以及内生细菌群落结构特征。  【结果】  甘蔗RSD感病植株不同部位氮、磷、钾吸收量显著低于RSD非感病植株;而且RSD感病植株根长、总根表面积、总根体积和根尖数等反映植株根系生长状况的指标,以及指示植株内生细菌多样性的Shannon指数显著低于RSD非感病植株;同时,Simpson指数显著高于相应的RSD非感病植株;基于门分类水平,RSD感病植株内生细菌的部分优势菌门,如绿弯菌门 (Chloroflexi) 和酸杆菌门 (Acidobacteria) 细菌的丰度占比急剧增加,而厚壁菌门 (Firmicutes) 和门分类水平中属于其它 (other) 菌门的细菌占比下降;属分类水平,RSD感病植株内生细菌部分优势菌属的丰度占比、排位顺序与对照相比,发生了明显变化,而且诸如Pseudarthrobacter、红游动菌属 (Rhodoplanes) 等部分优势菌属缺失。  【结论】  甘蔗罹患RSD病后,根长、总根表面积、总根体积和根尖数均显著下降,致使植株氮、磷、钾吸收量显著降低。氮、磷、钾吸收量的减少,尤其是钾吸收量的急剧下降,又会影响RSD感病植株的生长,最终导致甘蔗产量和品质下降。与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌多样性下降、特有内生细菌优势菌属和菌种数量减少是甘蔗植株抗性降低的重要原因。与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌的部分优势菌门的丰度发生了明显变化,诸如绿弯菌门 (Chloroflexi) 和酸杆菌门 (Acidobacteria) 细菌的丰度占比急剧增加,而厚壁菌门 (Firmicutes) 和属于门分类水平中其它 (other) 的细菌占比下降。与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌部分优势菌属的丰度占比、排位顺序也发生了明显变化,如Pseudarthrobacter、红游动菌属 (Rhodoplanes) 等部分非感病植株中丰度占比大于1%的优势菌属缺失。