针对酸性土壤中影响作物生产的主要限制因子(pH及其铝毒),选用耐酸铝且具有固氮能力的豆科作物是改良该类土壤、促进农业生产的有效措施之一,至于其所关联的根际微生物是否起到相应的促进作用,一直为国内外学者所关注和探究。为此,本研...针对酸性土壤中影响作物生产的主要限制因子(pH及其铝毒),选用耐酸铝且具有固氮能力的豆科作物是改良该类土壤、促进农业生产的有效措施之一,至于其所关联的根际微生物是否起到相应的促进作用,一直为国内外学者所关注和探究。为此,本研究以铝耐受型大豆品种基因型(BX10)和铝敏感型大豆品种基因型(BD2)为材料,以酸性红壤为生长介质,采样部位按照土层到根系的距离由远到近的顺序划分为:根外对照土(bulk soil,BS)、两侧根际土(rhizospheric soil at two sides,SRH)、刷后根际土(rhizospheric soil after brush,BRH)和冲洗后的根际土(rhizospheric soil after wash,WRH)。利用Illumina MiSeq对16S rRNA基因扩增产物的高变区V4进行高通量测序,研究了不同耐铝基因型大豆根际细菌群落的结构、功能与分子遗传多样性的差异性作用。结果表明,各处理间大豆根际细菌群落的alpha多样性无显著性差异,beta多样性差异也均不显著。PCA和PCoA分析可见BRH和WRH部位的物种组成较为一致,而BS和SRH部位具有相似的物种组成,说明植物生长主要影响根际的BRH及WRH部位的微生物,对SRH影响较小。对各分类水平物种组成和丰度进行比较,门分类水平三元图表明两个基因型大豆均在WRH部位富集蓝细菌门(Cyanobacteria)细菌;统计分析表明铝耐受型大豆(BX10)根部对于增强植物抗逆性的植物根际促生菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)有富集作用,这些富集的细菌包括蓝细菌门、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)等,以及部分与固氮和耐铝的功能相关的属种。另对同一个基因型大豆不同采样部位间进行比较分析,结果显示土壤不同采样部位可以选择性富集不同的PGPR物种。此外,16S rDNA的同源蛋白簇(clusters of orthologous groups of proteins,COG)功能预测分析的结果表明,多个COG包括COG0347、COG1348、COG1433、COG2710、COG3870、COG4656、COG5420、COG5456和COG5554均可能与固氮直接相关;BD2相比于BX10,结果显示在BRH和WRH部位似乎均更易富集固氮直接相关的COG,其可能的原因尚待进一步研究。展开更多
文摘针对酸性土壤中影响作物生产的主要限制因子(pH及其铝毒),选用耐酸铝且具有固氮能力的豆科作物是改良该类土壤、促进农业生产的有效措施之一,至于其所关联的根际微生物是否起到相应的促进作用,一直为国内外学者所关注和探究。为此,本研究以铝耐受型大豆品种基因型(BX10)和铝敏感型大豆品种基因型(BD2)为材料,以酸性红壤为生长介质,采样部位按照土层到根系的距离由远到近的顺序划分为:根外对照土(bulk soil,BS)、两侧根际土(rhizospheric soil at two sides,SRH)、刷后根际土(rhizospheric soil after brush,BRH)和冲洗后的根际土(rhizospheric soil after wash,WRH)。利用Illumina MiSeq对16S rRNA基因扩增产物的高变区V4进行高通量测序,研究了不同耐铝基因型大豆根际细菌群落的结构、功能与分子遗传多样性的差异性作用。结果表明,各处理间大豆根际细菌群落的alpha多样性无显著性差异,beta多样性差异也均不显著。PCA和PCoA分析可见BRH和WRH部位的物种组成较为一致,而BS和SRH部位具有相似的物种组成,说明植物生长主要影响根际的BRH及WRH部位的微生物,对SRH影响较小。对各分类水平物种组成和丰度进行比较,门分类水平三元图表明两个基因型大豆均在WRH部位富集蓝细菌门(Cyanobacteria)细菌;统计分析表明铝耐受型大豆(BX10)根部对于增强植物抗逆性的植物根际促生菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)有富集作用,这些富集的细菌包括蓝细菌门、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)等,以及部分与固氮和耐铝的功能相关的属种。另对同一个基因型大豆不同采样部位间进行比较分析,结果显示土壤不同采样部位可以选择性富集不同的PGPR物种。此外,16S rDNA的同源蛋白簇(clusters of orthologous groups of proteins,COG)功能预测分析的结果表明,多个COG包括COG0347、COG1348、COG1433、COG2710、COG3870、COG4656、COG5420、COG5456和COG5554均可能与固氮直接相关;BD2相比于BX10,结果显示在BRH和WRH部位似乎均更易富集固氮直接相关的COG,其可能的原因尚待进一步研究。
