基于高通量测序技术分析不同窖龄窖泥真菌群落多样性与空间异质性

利用Illumina NovaSeq高通量测序、冗余分析和FUNGuild等方法对甘肃金徽酒10a和50a窖龄窖池及其不同空间位置窖泥的真菌群落结构、真菌菌群与理化因子之间的关系以及真菌功能预测等进行研究。结果表明,随着窖池深度的增加,10 a窖池窖泥的多样性和丰富度呈现降低趋势,50 a窖池窖泥的多样性整体呈现升高趋势,而丰富度则呈现先降低后升高趋势,其中10a窖池窖壁上层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P<0.05),而50a窖池窖底层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P<0.05)。10a窖池窖壁层的多样性和丰富度显著高于50a窖池(P<0.05),而50a窖底层的多样性和丰富度明显高于10a窖池(P<0.05)。所有窖泥样品共检测到21个真菌门和520个真菌属,其中子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和罗兹菌门(Rozellomycota)4个优势真菌门以及曲霉属(Aspergillus)和哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)等多数优势真菌属的相对丰度随窖池窖龄和空间位置的变化差异显著(P<0.05)。镰刀霉属(Fusarium)、Aspergillus、Kazachstania和红曲霉属(Monascus)与水分、腐殖质、K^(+)和Ca^(2+)含量呈正相关,枝孢菌属(Cladosporium)、维希尼克氏酵母属(Vishniacozyma)与pH值呈正相关。窖泥真菌营养类型主要有腐生营养型和病理-腐生-共生营养型等7种,功能类群包括4个单一功能群和7个混合功能群。通过系统分析不同窖龄窖池和空间位置的窖泥真菌群落多样性,为明确甘肃金徽酒窖泥的真菌群落结构及空间分布规律奠定了理论基础。

种植模式对当归根际土壤真菌群落与功能类群的影响

再植障碍问题限制了当归产业健康发展。为了建立高效种植方式,在甘肃渭源县设置5种种植方式[A:豌豆-小麦-当归;B:豌豆-蒙古黄芪-当归;C:豌豆-马铃薯-当归;D:豌豆-当归-当归(对照);E:豌豆-休耕-当归],采挖期通过Illumina Hisqe 2500高通量测序平台测定了不同种植模式下当归根际土壤真菌ITS1变异区的基因序列,分析不同种植方式对当归根际土壤真菌群落和功能差异性的影响。结果表明:(1)5种种植方式下当归根际真菌多样性差异不大,较对照D处理,A、B、C和E处理的Chao1指数、Ace指数和Shannon指数较低,Simpson指数较高。(2)5种种植方式下当归根际土壤真菌群落隶属于11门167属,其中,子囊菌门(Ascomycota)、被孢菌门(Mortierellomycota)、担子菌亚门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)为优势门;被孢霉属(Mortierella)、四枝孢属(Tetracladium)为优势属。(3)冗余度分析发现:在门水平影响土壤真菌群落结构组成的主要因子为速效钾、电导率、pH值,在属水平影响土壤真菌群落结构组成的主要因子为有机质、pH值、二氧化碳呼吸速率。(4)FUNGuild预测表明:植物病原体和木质腐生真菌功能群的相对丰度较高。综上所述,不同作物轮作较当归连作,降低了当归根际土壤真菌群落的相对丰度和多样性,有利于根际土壤真菌群落向有益的方向发展。

生物有机肥与AM真菌配施对连作番茄品质、土壤性质及真菌群落结构的影响

基于种植番茄6年的连作土,采用棚内划区试验,设置不施化肥(CK1)、常规施肥(CK2)、常规施肥下增施AM真菌(AM)、普通生物有机肥(CF)、新型生物有机肥(NF)及AM真菌分别配施普通生物有机肥(ACF)、新型生物有机肥(ANF),探索生物有机肥与AM真菌配施对连作番茄品质、土壤性质及真菌群落结构的影响。结果表明,与CK1相比,在连作土中常规施肥处理(CK2)的番茄品质、土壤性质及真菌群落结构变化较小。与CK2相比,AM真菌-生物有机肥相关处理(AM、CF、NF、ACF、ANF)均略增加了pH值,提高了有机质(OM)、微生物量碳、速效养分(AN、AP、AK)、交换性镁(EMg)及交换性钙(ECa)含量,提升了可溶性糖、可溶性固形物及维生素C等品质参数,各指标均以AM真菌配施生物有机肥处理(ACF、ANF)的效果较佳。Illumina HiSeq测序结果表明,AM真菌-生物有机肥相关处理均降低了真菌多样性和丰富度。群落结构分析结果表明,与CK1、CK2相比,轮枝菌属(Gibellulopsis)、镰刀菌属(Fusarium)、腐质霉属(Humicola)的相对丰度显著降低,斗管囊霉属(Funneliformis)的相对丰度显著增加,整体以ANF存在极值。相关分析及RDA结果表明,除pH值外,其他土壤因子与果实品质参数均存在密切关系,且OM、MBC含量是影响斗管囊霉属的主要土壤因子,而ECa是决定轮枝菌属、镰刀菌属、腐质霉属丰度的主要土壤因子。综上,AM真菌、生物有机肥均可提高连作番茄品质、改善土壤性质及调控土壤真菌群落结构,以AM真菌配施以新型生物有机肥更适合番茄连作土的施用。

覆膜对陇东旱地苹果根际土壤化感物质积累与真菌群落特征的影响

【目的】探究果园地膜覆盖对土壤化感物质及真菌群落的影响。【方法】以红富士苹果为研究对象,采用高效液相色谱技术和Illumina高通量测序技术探究了清耕(CK)、覆膜2年(2Y)、覆膜4年(4Y)和覆膜6年(6Y)对苹果树根际0~20 cm和>20~40 cm土层土壤理化性质、化感物质和真菌群落特征的影响。【结果】苹果根际土壤脲酶活性随着覆膜年限的延长而降低。土壤中主要的化感物质的含量总体上随着覆膜年限的延长呈现出降低的趋势。覆膜措施对苹果根际土壤中真菌群落特征具有显著的影响。土壤真菌群落的多样性随着覆膜年限的延长而增高,其中镰刀菌属丰度显著增加。综合对比,覆膜4年的苹果根际土壤中含水量及有机碳、微生物量碳、全氮含量显著增加,较CK分别增加了5.65%~15.00%、3.72%~8.29%、50.16%~64.31%和14.19%~31.44%。β-1,4-木糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶的活性显著提高,较CK分别增高了78.71%~84.4%、89.01%~97.43%和83.45%~87.68%。并且在0~20 cm的土层中苹果根系的生长量显著提高。与CK相比,根系生物量、根表面积和根体积分别增加了489.84%、533.87%和542.39%。相关性分析结果表明,土壤脲酶、β-1,4-葡萄糖苷酶和香兰素是影响土壤真菌群落的主要环境因子。【结论】覆盖地膜可通过影响苹果根际土壤酶活性和微生物代谢活性,促进土壤碳循环,效果随覆膜年限而异,以覆膜4 a(年)最佳。同时覆膜年限的延长抑制了土壤中植物化感物质的积累,但覆盖年限过长会对土壤真菌群落结构产生不利的影响,因此在生产中,覆膜4 a为西北旱地苹果园适宜的连续覆膜年限。

高温大曲真菌群落结构及其感官特性解析

该研究采用MiSeq高通量测序、电子鼻和电子舌技术对白色和黑色高温大曲的真菌群落结构、风味和滋味品质进行了差异性解析,同时对其微生物群落与风味和滋味指标的相关性进行了分析。测序结果表明,在白色高温大曲中Pichia的平均相对含量显著偏高(P<0.05),Monascus的平均相对含量显著偏低(P<0.05),平均相对含量分别为49.62%和0.32%,而在黑色高温大曲中平均相对含量分别为23.17%和7.50%。此外,坐标分析、聚类分析和正交偏最小二乘判别分析等多元分析表明2种类型高温大曲的微生物类群存在明显差异。线性判别分析效应量(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)分析发现,Pichia和Monascus可分别作为白色和黑色高温大曲的生物标志物。电子鼻结果显示,白色高温大曲中的烷烃类物质响应值显著高于黑色高温大曲(P<0.05)。电子舌结果显示,相较于黑色高温大曲,白色高温大曲的鲜味、丰度和咸味显著偏高(P<0.05),而酸味显著偏低(P<0.05)。相关性分析发现,高温大曲优势真菌属与滋味指标之间存在显著相关性(P<0.05),而与风味指标之间的相关性不显著(P>0.05)。由此可见,白色和黑色高温大曲的真菌类群和品质指标均存在明显差异,且高温大曲真菌类群与感官指标之间具有一定相关性。

外源镉胁迫下葡萄根际土壤真菌群落结构及多样性特征

研究镉(Cd)污染对浙江省中部山区河谷冲积土葡萄园土壤真菌群落结构和多样性的影响,探求有利于Cd污染农田土壤修复的耐Cd真菌菌群。采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析外源Cd0、3.5、60 mg·kg^(-1)处理对葡萄根际土壤真菌群落结构和多样性指数的影响。结果表明,各Cd处理组土壤真菌隶属于11门、30纲、60目、100科、163属,Cd污染会造成葡萄根际土壤真菌多样性和群落结构发生变化。Cd浓度为3.5 mg·kg^(-1)时会导致其Chaol指数和Shannon指数上升,而Cd浓度为60 mg·kg^(-1)时会导致上述两指数大幅度下降;土壤子囊菌门和担子菌门相对丰度在Cd浓度为3.5 mg·kg^(-1)时下降,在Cd浓度为60 mg·kg^(-1)时升高;土壤接合菌门相对丰度在Cd浓度为3.5 mg·kg^(-1)时升高,在Cd浓度为60 mg·kg^(-1)时下降。在Cd浓度为60 mg·kg^(-1)条件下存在大量的未分类的子囊菌、链格孢属、亚隔孢壳属菌群,这些菌属被认为是在河谷冲积土葡萄园土壤中高抗Cd污染的真菌菌群。研究结果可为葡萄园Cd污染土壤采用微生物修复提供依据。

猕猴桃根腐病根际土壤酶活性及真菌群落组成研究

分析猕猴桃根腐病感病植株和未感病植株根际土壤真菌群落差异,可为研究猕猴桃根腐病发生机制及其调控技术提供依据。在浙江省天台县街头镇的“红阳”猕猴桃种植基地,以树龄9年的猕猴桃根腐病感病植株和未感病植株根际土壤真菌为研究对象,对菌群ITS序列进行高通量测序注释后,对比分析了真菌群落结构与多样性指数的差异,并测定分析了根际土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶的活性。结果表明,猕猴桃根腐病的发生极显著地降低了根际土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性(p<0.01)。感病植株根际土壤真菌群落丰富度指数(Chao1)显著低于未感病植株根际土壤(p<0.05)。在门分类水平上,感病植株根际土壤真菌中相对丰度降低的有担子菌门、未分类真菌和接合菌门,其差异均为极显著(p<0.01);相对丰度升高的为子囊菌门,其差异达极显著水平(p<0.01)。在属分类水平上,感病植株根际土壤真菌相对丰度增加的有赤霉菌属、丛赤壳属、镰刀菌属、假裸囊菌属和肉座菌属,其差异均达极显著水平(p<0.01);相对丰度降低的有未分类伞菌纲、枝鼻菌属、粗糙孔菌属、线虫草属、支顶孢属、粪盘菌属、木霉属和被孢霉属,其差异均达极显著水平(p<0.01)。猕猴桃感染根腐病后,根际土壤真菌在门和属水平上的菌群变化打破了原有的微生物拮抗平衡关系。

微生物菌剂对连作芹菜根际土壤真菌群落多样性与结构的影响

以宁南旱区连作4年芹菜根际土壤为研究对象,采用田间定位试验结合高通量测序技术,以常规施肥(CK)为对照,研究常规施肥+枯草·哈茨复合菌剂(MF),常规施肥+枯草芽孢杆菌(BS),常规施肥+哈茨木霉菌(TH)3个处理对芹菜连作根际土壤真菌多样性及群落组成的影响。结果表明:施用枯草·哈茨复合菌显著提高了土壤有效磷、速效钾含量,增幅分别为34.29%和9.98%。施用微生物菌剂增加了土壤脲酶、蔗糖酶活性,平均增幅分别为43.16%和12.98%,并显著改变了土壤真菌的β-多样性。被孢霉属(Mortierella)、织球壳属(Plectosphaerella)、赤霉菌属(Gibberella)、链格孢属(Alternaria)、镰刀菌属(Fusarium)是各处理优势菌属,施用枯草·哈茨复合菌显著降低了赤霉菌属、链格孢属、镰刀霉属等真菌性病原菌的相对丰度,降幅分别为59.88%、51.63%、36.13%。冗余分析表明土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性、pH值和全磷是影响真菌群落结构组成的主要驱动因子。综合而言,枯草·哈茨复合菌剂的施用不仅降低了连作芹菜根际土壤镰刀菌属、链格孢属、赤霉菌属等病原菌的富集,还通过改变有效磷、速效钾等土壤理化性质,进一步重塑土壤真菌群落结构。

干旱砾漠区不同微地貌单元土壤性状及真菌群落变化特征

探明干旱砾漠区不同微地貌单元土壤性状、真菌群落组成特征及其变化驱动因素,对于该区土壤真菌群落构建机制的理论研究和针对性生态损伤修复策略制定的实践指导具有重要意义。本文首先对比了干旱砾漠区4种微地貌单元(风蚀残丘、砾漠戈壁、河谷和风沙地)土壤理化性质、真菌α多样性及群落组成的变化特征,再结合不同微地貌单元植物群落特性和微气象因子测定,探究了各微地貌单元影响土壤真菌群落的主要生态因子。结果表明:(1)干旱砾漠区土壤均为砂质土壤,其中风沙地砂粒含量最大且黏粒含量最小,而河谷土壤粒径组成则相反;河谷和砾漠戈壁之间土壤容重和有机质含量无显著差异但显著高于其他两种微地貌单元;河谷土壤可溶性盐含量显著低于其他微地貌单元21.4%,但土壤含水量显著高出39.3%;速效养分中除砾漠戈壁的速效氮与速效钾、风蚀残丘的速效磷含量显著较低外,其他微地貌单元速效养分并未表现出显著性差异。(2)土壤真菌α多样性中,Shannon-Wiener指数、Pieloue指数和Simpson指数均表现为在风沙地显著降低而其他微地貌单元差异不明显,但Chao1多样性指数没有显著差异;真菌群落组成在门水平上,不同微地貌单元都以子囊菌门和担子菌门为优势菌门,其中子囊菌门在砾漠戈壁和风蚀残丘优势度最大,担子菌门在河谷占比最大;在属水平上,风蚀残丘的新凸轮孢菌属、暗茎草属,砾漠戈壁的新凸轮孢菌属、光黑壳,河谷的曲霉属、链格孢属,风沙地的金银花属、新凸轮孢菌属分别为各地貌单元土壤真菌群落优势属。(3)土壤含水量、有机质、速效氮、可溶性盐是影响干旱砾漠区不同微地貌单元土壤真菌群落结构变化的共同关键因子,风沙地的土壤机械组成、风蚀残丘的地表温度、光辐射强度、砾漠戈壁的地表风速和河谷的地表植被生物量分别为各自地貌单元影响土壤真菌群落的差异化生态因子。

秸秆还田模式下种植密度对玉米根际土壤真菌群落的影响及其驱动因素分析

秸秆还田和适宜的种植密度有利于改良土壤理化性质,优化微生物群落结构。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术,在宁夏引黄灌区玉米农田开展连续5a设置裂区试验,探讨不同秸秆还田模式(H1:秸秆粉碎深翻还田、H0:秸秆不还田)和种植密度(D1:67500株·hm^(-2)、D2:82500株·hm^(-2)、D3:97500株·hm^(-2))下玉米成熟期根际土壤真菌多样性、群落结构的变化及其驱动因素。结果表明:(1)秸秆还田模式和种植密度两因素交互效应极显著提高了土壤真菌群落Chao1指数、ACE指数及香农指数(P<0.01),以H1D2处理下最高。(2)农田玉米根际土壤真菌群落主要由子囊菌门(63.50%~81.82%)、担子菌门(4.83%~18.03%)和被孢霉门(3.18%~9.61%)等14个门及509个属的真菌组成,真菌群落组成分析表明,秸秆还田模式各密度处理间群落结构不同,优势菌门和优势菌属相对丰度差异较大。(3)秸秆还田模式和种植密度两因素交互效应极显著降低土壤pH值,提高了有机质、碱解氮及速效磷含量(P<0.01),以H1D2处理下最高。Pearson相关分析表明,土壤pH值、有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾含量与真菌α多样性呈显著或极显著的相关性;土壤pH值与枝孢菌属(Cladosporium)相对丰度呈显著负相关(P<0.05),有机质、全磷、碱解氮、速效钾含量与枝孢菌属(Cladosporium)相对丰度呈显著正相关(P<0.05),有机质含量与毛壳菌属(Chaetomium)相对丰度呈显著负相关(P<0.05)。RDA分析表明全氮、有机质、速效钾和pH值是驱动秸秆还田模式下各密度处理中玉米根际土壤真菌群落变异的主要环境因子。本研究中,秸秆还田结合种植密度82500株·hm^(-2)处理,对提高农田土壤肥力和改善根际土壤真菌多样性最有利。

文山地区三七根际真菌群落多样性及与土壤类型的关系研究

为探讨文山地区土壤类型对三七根际真菌群落多样性的影响,采集文山市平坝镇(WA)、砚山县维摩乡(WB)、西畴县莲花塘乡(WC)和马关县夹寒箐镇(WD)4个三七种植区代表性土壤的样本,利用高通量测序技术分析三七根际真菌群落结构差异及其特征微生物。结果表明,在门分类水平下排名前3位的分别是子囊菌门(65.76%~88.60%)、被孢菌门(2.75%~26.20%)和担子菌门(2.82%~5.44%)。处理WB的多样性指数Chao1、Ace、Shannon显著高于其他处理,分别是327.47、328.35、3.22。PCA分析显示各处理土壤样本真菌群落结构相似性较小,具有显著差异(Adonis,R^(2)=0.533,P=0.001)。LefSe富集分析显示,各处理富集的真菌类群显著不同,处理WA中除未知分类外,Mortierellomycetes纲中有益菌被孢霉属、青霉菌属等显著富集。处理WB中刺盾炱目、散囊菌纲等显著富集。处理WC中葫芦霉科粪生粪壳菌等显著富集。处理WD中是虫囊菌纲、酵母菌纲等显著富集。此外Rd与致病菌镰刀属有显著正相关,癣囊腔菌属与R1、Rb1、Rd显著负相关,Re与致病菌土赤壳属显著正相关,Re与潜在有益菌球毛壳霉显著正相关。群落相关性分析中,致病菌镰刀属与Sclerotinia、Conlarium呈负相关。这些真菌有可能是对三七根腐病病原菌具有拮抗作用的真菌资源,具有颉颃致病菌的潜在功能。研究结果可为三七生防菌的挖掘提供依据。

牛粪对双孢菇菌渣堆肥过程中碳氮转化及真菌群落的影响

为揭示牛粪对双孢菇菌渣堆肥过程中真菌群落动态及其对碳氮转化的影响,使用高通量测序技术探索了牛粪和菌渣堆肥过程中真菌群落组成、结构的变化,利用生物信息学的方法分析了真菌群落及其与碳、氮组分间的相互作用关系。以牛粪和菌渣作为研究对象,采用条垛式堆肥的方法共堆肥42 d,设CK(100%双孢菇菌渣)和CD(双孢菇菌渣∶牛粪=7∶3)两个处理。结果表明:CD处理比CK堆肥总有机碳(TOC)降低2.17%,腐熟期碳、氮分别提高48.69%和4.01%,发芽指数(GI)提高49.33%。添加牛粪提高了菌渣堆肥中真菌群落丰富度和多样性,堆体温度高且高温期延长23 d;子囊菌门和担子菌门是两处理的优势菌门;CD处理食线虫菌属(Duddingtonia)、Coprinellus、鬼伞属(Coprinopsis)、细粒嗜热菌属(Thermomyces)的相对丰度均高于CK,有利于碳氮转化。利用Pearson相关系数构建网络模型,分析筛选出与碳氮转化相关的核心真菌属,CD处理有2个与TOC相关的核心真菌属(50%正相关),CK处理中有7个属与TOC相关(28.6%正相关)。菌渣牛粪联合堆肥真菌共现网络的关联性和复杂性更高,真菌群落间竞争减弱,平均路径长度较低,网络更敏感。菌渣堆肥添加牛粪可改变核心真菌与TOC和总氮(TN)间的关系,在CD处理中TOC核心菌与TOC呈正相关,而在CK处理中呈负相关。两处理TN核心菌与TN间均呈显著正相关关系,与TOC负相关。研究表明,菌渣与牛粪联合可使堆体快速升温,延长堆体的高温期,核心真菌通过增加与其他微生物的相互作用,影响碳氮转化,降低TOC损失率,提高堆肥品质。

3种混交林造林初期土壤真菌群落结构特征

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能,但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林(BB:银杏Ginkgo biloba⁃桢楠Phoebe zhennan;CB:香椿Toona sinensis⁃红豆杉Taxus wallichiana⁃桢楠Phoebe zhennan;MB:鹅掌楸Liriodendron chinense⁃乐昌含笑Michelia chapensis⁃香椿Toona sinensis⁃玉兰Yulania denudata)表层(0—20 cm)土壤真菌群落组成、功能类群及其土壤理化因子,并以草灌化未造林地作对照(CK),研究土壤真菌群落结构和功能对不同林型造林初期的响应。结果表明:(1)不同林型土壤真菌群落丰富度、多样性指数高于CK,表现为MB>BB>CB>CK,主要受到土壤孔隙度、水解性氮的影响。(2)土壤真菌门水平优势类群在不同处理间无显著差异,其中子囊菌门占绝对优势,MB中的被孢霉门相对丰度显著高于CK(P<0.05)。与CK相比,球囊菌门与Leptodiscella相对丰度在各林型中均降低。(3)通过非度量多维尺度(NMDS)与置换多元方差(Adonis)分析表明,造林初期,造林土壤真菌群落结构与CK存在显著差异(P<0.01)。冗余分析(RDA)分析表明全钾、水解性氮、土壤容重及土壤碳氮比是影响真菌群落指示种的主要土壤理化因子;被孢霉门与水解性氮、碳氮比、全氮、非毛管孔隙度、含水率均呈正相关,与全钾呈负相关。(4)真菌群落主要以腐生营养型为主,病理营养型次之;造林后腐生营养型真菌相对丰度降低,而土壤腐生菌的相对丰度在BB与MB处理中反而显著增加(P<0.05);MB处理中动物病原菌的相对丰度显著增加(P<0.05);真菌优势功能类群主要受到土壤pH、土壤孔隙度、土壤碳氮比(C/N)、土壤有机质、全氮、全钾的影响。造林初期土壤真菌群落结构与功能类群发生了显著改变,阔阔混交林较针阔混交林变化更加明显,其中多种阔叶树混交林病原菌相对更高。

长期不同氮肥施用量对潮土团聚体分布和真菌群落组成的影响

不同氮肥施用量显著改变团聚体分布、真菌群落组成及生物胶结物质的产生,但它们之间是否存在相关性尚不清楚。以中国科学院封丘农业生态实验站长期定位试验(2005—2020年)为研究平台,其包含5个施氮水平:0(F0)、150 kg·hm^(–2)(F1)、190 kg·hm^(–2)(F2)、230 kg·hm^(–2)(F3)和270 kg·hm^(–2)(F4),研究了不同施氮量对土壤团聚体组成(>2000μm、2000~250μm、250~53μm和<53μm)的影响,以及团聚体组成与生物胶结物质(球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)及微生物生物量碳(MBC))和土壤真菌之间的相关关系。结果表明,土壤团聚体分布和真菌群落组成分为显著不同的3组,分别为F0、F1和F2以及F3和F4,其中,(1)F1和F2处理团聚体平均重量直径(MWD)最高,同时大于2000μm团聚体的质量比例显著增加,并与拟棘壳孢属(Pyrenochaetopsis)富集有关;(2)F1和F2、F3和F4处理均表现为2000~250μm团聚体的质量比例增加,而小于53μm粉黏粒质量比例显著降低,2000~250μm团聚体的质量比例增加主要与易提取球囊霉素和总球囊霉素相关土壤蛋白比值(EE-GRSP/T-GRSP)以及易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)显著正相关,而与亚隔孢壳属(Didymella)和被孢霉属(Mortierella)相对丰度显著负相关;小于53μm粉黏粒质量比例显著降低主要与被孢霉属(Mortierella)、白腐菌属(Phlebia)、黑孢壳属(Melanospora)、Fusicolla、柄孢壳属(Podospora)和亚隔孢壳属(Didymella)相对丰度显著正相关,而与EE-GRSP和/或支顶孢属(Acremonium)、柱霉属(Scytalidium)、外瓶霉属(Exophiala)、EE-GRSP/T-GRSP、MBC显著负相关。因此,土壤团聚体稳定性的变异程度受氮肥施用水平影响。本研究条件下,150 kg·hm^(–2)和190 kg·hm^(–2)施氮水平下的团聚体稳定性超过230 kg·hm^(–2)和270 kg·hm^(–2)施氮水平,与不同施氮量下真菌群落组成及其胶结物质变化显著相关。

不同品种脐橙根际土丛枝菌根真菌群落多样性分析

以赣南早脐橙、红肉脐橙和纽荷尔脐橙3个品种脐橙的根际土壤为研究对象,研究不同品种脐橙根际土壤中丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)群落特征。结果表明:脐橙品种显著影响根际土壤中AM真菌群落α多样性,纽荷尔脐橙根际土壤中的OTU数和ACE指数均显著低于赣南早脐橙和红肉脐橙(P<0.05);在各个菌属中,赣南早脐橙根际土壤中类球囊霉(Paraglomus)的相对丰度显著高于红肉脐橙和纽荷尔脐橙(P<0.05)。冗余分析(RDA)表明,土壤因子中,碱解氮显著影响脐橙根际土壤中AM真菌群落α多样性(F=7.8,P=0.034),速效钾显著影响脐橙根际土壤中AM真菌群落结构(F=2.7,P=0.008)。

轮作滇重楼与滇黄精对三七连作土壤真菌群落的调节效应

轮作是应对药用植物三七连作障碍的有效途径,而不同轮作模式对土壤真菌群落的调节效应还鲜见报道.研究利用高通量测序技术对轮作滇重楼和滇黄精两种药用植物根际土壤真菌群落进行了定量分析,对理化性质与酶活性进行了检测,并与新地和连作地三七根际特征进行了比较,结果表明:三七连作导致根际土壤真菌多样性显著降低,癣囊腔菌属(Plectosphaerella)等潜在病原菌群相对丰度大幅升高,可能是连作障碍的主要成因.与连作三七相比较,轮作滇重楼和滇黄精根际真菌多样性显著升高,癣囊腔菌属相对丰度分别降低27.76%和33.33%,而潜在有益菌群木霉属(Trichoderma)相对丰度分别升高433.06%和2 353.32%;此外,非度量多维尺度分析(NMDS)表明,轮作滇黄精根际土壤真菌群落特征较非连作三七更为相似,且与连作三七根际土壤相比,磷酸酶与蔗糖酶活性显著增加(P<0.05);轮作滇重楼与滇黄精生长状况良好,受三七种植的影响较小.因此,轮作滇重楼与滇黄精对三七连作土壤真菌群落均具有良好的调节效应,有望成为应对三七连作障碍、缩短轮作年限的有力措施.

滇黄精对土壤真菌群落结构的影响

微生物与药用植物的生长和发育息息相关,为了解3年生滇黄精Polygonatum kingianum根际与非根际土壤真菌群落结构差异,收集滇黄精根际(X)与非根际土壤(CK),基于ITS rDNA对其真菌群落进行多样性分析。结果表明:根际与非根际土壤中排名前三的真菌分别是担子菌门Basidiomycota(CK45.35%、X 34.48%)、子囊菌门Ascomycota(CK 25.55%、X 36.35%)和罗兹菌门Rozellomycota(CK25.88%、X 23.34%)。多样性分析中处理间Ace和Chao1无显著差异,但在Simpson中X 0.91显著(P=0.037)高于CK 0.86。基于Unweighted Unifrac主坐标分析显示PCoA1(解释度31.43%)将CK和X处理分开,两者存在差异显著相似度较小(R^(2)=0.544,P=0.008)。差异分析显示仅被孢霉门菌Mortierellomycota具有显著差异(P=0.006)X 4.78%显著高于CK 1.13%。LEfSe分析表明被孢霉门菌在根际土壤中显著富集,是导致处理间有显著差异的主要微生物。土壤EC值、有效N、有效P等和样品中担子菌门和被孢霉门菌有显著关联(P≤0.05)。其中差异真菌被孢霉门菌与有机质显著正关联,与有效N、P、pH和EC值显著负关联。种植滇黄精显著改变土壤中真菌群落结构,促进被孢霉门菌等益生菌显著富集。研究结果为筛选、挖掘滇黄精有益微生物及生防菌奠定基础,为通过调控根际微生物防治滇黄精土传病害提供技术支持,也为其他药用植物微生物育种与栽培提供新的思路。

宁夏设施栽培对土壤真菌群落结构和功能的影响

为研究集约化设施栽培对土壤真菌群落结构和功能的影响,本研究选取宁夏设施蔬菜集约种植区采集设施栽培土壤和临近的露天大田土壤,以露天大田土壤为对照。采用Illumina高通量测序结合FUNGuild工具,分析设施土壤与大田土壤真菌群落结构、多样性、功能类群及其主要影响因素的差异。结果表明:(1)设施栽培导致了土壤真菌群落α多样性的降低,与大田土壤相比,设施土壤Pielou均匀度指数、Shannon多样性指数、平均最近分类单元距离和平均成对距离分别显著降低了20.54%、21.92%、29.82%和16.35%;(2)设施栽培显著改变了土壤真菌群落组成与结构,且该变化具有地区化差异,设施土壤中赤霉菌属(Gibberella)、鬼伞属(Coprinellus)等真菌属相对丰度显著降低,闭小囊菌属(Kernia)、腐质霉属(Humicola)、小囊菌属(Microascus)、镰刀菌属(Fusarium)和新赤壳属(Neocosmospora)等真菌属相对丰度显著增加;(3)设施栽培降低了土壤真菌网络的复杂性和稳定性。与大田土壤相比,设施土壤真菌共现网络节点数、边数、直径、平均度、平均路径长度、聚类系数和模块化程度分别降低了30.20%、79.68%、45.57%、70.89%、37.26%、47.43%和10.00%,鲁棒性降低43.75%,最大易损度增加72.51%;(4)设施栽培显著改变了土壤真菌功能类群的组成与结构,病理营养型、共生营养型、病理-腐生营养型真菌和丛枝菌根真菌相关功能类群在设施土壤中相对丰度显著降低,病理-腐生-共生营养型真菌和植物病原真菌相关功能类群在设施土壤中显著富集;(5)设施栽培改变了影响土壤真菌群落多样性的关键环境因子,年均温是设施土壤真菌群落多样性最重要的影响因素,硝态氮是大田土壤真群落多样性最重要的影响因素。本研究结果有助于深入了解高强度人为干扰下的设施栽培对土壤真菌群落结构和功能的影响,为设施土壤可持续利用提供理论参考。

不同品种小麦中温大曲真菌群落多样性及其品质分析

该研究采用相关国标法测定5个品种小麦的主要品质指标,采用高通量测序技术分析5种小麦中温大曲的真菌菌群多样性,并对其感官品质和理化特性进行测定比较,进一步考察小麦主要品质指标、大曲理化特性与主要真菌属间的相关性。结果表明,中筋小麦中温大曲具有较高的感官综合评分、优良的理化特性和最高的真菌菌群丰富度。从5种小麦中温大曲中共注释到3个优势真菌门和12个优势真菌属,共有的主要优势真菌属为嗜热真菌属(Thermomyces)、曲霉属(Aspergillus)、伊萨酵母属(Issatchenkia)、Cutaneotrichosporon和假丝酵母属(Candida)。中筋小麦大曲含有丰度较为均衡的4种共有优势真菌属,而粉质率高的强筋小麦大曲含有最低丰度的曲霉属。8个优势真菌属与大曲理化特性存在一定相关性;小麦粗蛋白和湿面筋含量显著正相关于枝孢属(Cladosporium)(P<0.05),而显著负相关于Apiotrichum、节担菌属(Wallemia)、未分类的小囊菌科(unclassified_f_Microascaceae)及子囊菌门(unclassified_p_Ascomycota)(P<0.05),淀粉含量与优势真菌属的相关性则与上述相反,粉质率也影响部分真菌属。

不同冬季复种轮作对甘薯耕层土壤真菌群落及块根产量的影响

为明确不同冬季复种轮作方式缓解甘薯(Ipomoea batatas)连作障碍的调控效应,本研究在甘薯定位连作3年的大田上进行试验,选用甘薯烟薯29、绿肥豌豆HRC023和高硫苷油菜运芥1号,设置休闲—甘薯(CK)、豌豆—甘薯(PR)和油菜—甘薯(RR)共3个处理,对不同冬季复种轮作处理甘薯栽前和薯块收获时的耕层土壤进行真菌群落的ITS RNA高通量测序比较分析和收获时块根产量的调查。结果表明,被孢霉门、子囊菌门和担子菌门的丰度显著高于其他真菌,是本次试验耕层土壤中的优势真菌门;与CK相比较,豌豆—甘薯和油菜—甘薯处理均降低了甘薯栽前和收获时子囊菌门(甘薯黑斑病原菌从属真菌门)的相对占比,油菜—甘薯处理明显降低了甘薯栽前和薯块收获时病理营养型和病理-腐生营养型真菌的丰度;豌豆—甘薯和油菜—甘薯这2种冬季复种轮作处理均显著提高了块根产量和商品薯率,2021年豌豆—甘薯处理(PR)和油菜—甘薯处理(RR)块根分别增产9.27%和6.56%,商品薯率增幅分别为125.93%和133.33%;2022年分别增产24.08%和19.17%,商品薯率增幅分别为93.10%和79.31%。