四倍体株系与不同产地穿心莲ISSR的遗传多样性分析

目的:利用ISSR技术对穿心莲四倍体8个株系和国内外25个不同产地穿心莲进行了遗传多样性分析,为穿心莲国内外地区引种、优良品种的选育和品质改良提供科学依据。方法:用CTAB法提取穿心莲基因组DNA,筛选出8条ISSR引物对33份穿心莲材料进行遗传分析。采用UPGMA法对穿心莲样品进行遗传多样性和聚类分析。结果:33份穿心莲样品共扩增出62条条带,其中有31条多态性条带,多态性条带比率为50%。国内各个产地之间遗传多样性较低,国内与国外(美国和加拿大)产地的穿心莲材料相比遗传差异性较大。结论:穿心莲四倍体与二倍体之间具有一定的遗传差异性,国外穿心莲种质资源遗传多样性较高,该结果为穿心莲良种选育及提高穿心莲品质积累了必要的实验数据。

基于高通量测序的穿心莲连作根际土壤细菌群落多样性分析

【目的】研究穿心莲Andrographis paniculata连作对土壤细菌多样性及种群结构的影响。【方法】通过16S rRNA基因高通量测序对连作组(连作5年穿心莲的根际土壤)和对照组(连作5年穿心莲周边相同土质的未耕作自然土壤)样品进行测序分析,比较2组土壤细菌的丰富度、多样性和群落结构差异。【结果】α多样性指数分析结果显示,连作组土壤中细菌丰富度指数Chao1指数、Observed species指数显著低于对照组(P<0.05),连作组土壤中的多样性指数Shannon指数和Simpson指数均低于对照组,但差异不显著。主坐标分析及分子方差分析进行组间群落结构差异显著性分析结果显示,穿心莲连作显著改变了土壤细菌群落结构(P<0.05)。从2个处理组土壤样品中共检测到2 769个可操作分类单元,分属于47门885属,穿心莲连作明显改变了土壤细菌在门和属水平上的结构分布。在门分类水平上,酸杆菌门Acidobacteria、变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和Patescibacteria等11个细菌门是2个处理组的主要细菌类群,连作组土壤中变形菌门和酸杆菌门的相对丰度较对照组分别增加了21.97%和46.33%(P<0.05),而Patescibacteria较对照组减少了68.99%(P<0.05);在属分类水平上,有10个优势菌属的相对丰度变化显著(P<0.05),其中连作组土壤中有益生防细菌黄杆菌属Flavobacterium和Haliangium的相对丰度较对照组分别减少了78.40%和54.55%,而植物病原细菌伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia的相对丰度较对照组增加了804.17%。【结论】穿心莲5年连作降低了土壤细菌丰富度和多样性水平,使土壤微生态系统稳定性降低,同时有益菌相对丰度显著降低,而病原菌相对丰度显著增加造成细菌群落结构改变。上述变化打破了原有的土壤微生态平衡,可能是穿心莲连作障碍的重要原因之一。

连作土壤施加竹炭对广藿香幼苗生长的影响

采用盆栽试验,探究连作土壤施加不同比例的竹炭[V(竹炭)∶V(土壤)分别为0∶100、1∶99(BC1)、5∶95(BC2)、10∶90(BC3)]对广藿香幼苗农艺性状、抗氧化酶活性、有效成分含量及土壤中酚酸质量分数的影响,为施用竹炭对缓解广藿香连作障碍的大田应用提供科学依据。结果表明:广藿香幼苗的株高、鲜质量、叶面积、根长、根数及根系活力在BC3处理30d时较连作土(CS)的提高11.25%、66.67%、75.31%、28.57%、34.07%和53.25%。植株过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性在BC2处理30d时较CS的增加1.76倍、2.92倍和2.22倍,丙二醛质量摩尔浓度在处理20d时较CS的降低60.11%。BC3处理30d的广藿香植株百秋李醇和总挥发油质量浓度较CS的增加1.18倍和1.33倍,BC2处理30d的土壤检测的7种酚酸较CS的减少2种,BC3处理的减少4种。

连作条件下施用竹炭对穿心莲品质及土壤细菌种群结构的影响

穿心莲(Andrographis paniculate(Burm.F.)Nees)具有抗菌、消炎和抗病毒等功能,但其种植和生产中的连作障碍对其药材的产量和质量产生不利影响。本研究通过田间试验,在连作5年的穿心莲连作地设置1.2 kg·m^(-2)(C1)、2.4 kg·m^(-2)(C2)添加量的竹炭处理,以不添加竹炭的穿心莲连作地为对照(C0),在采摘期测定植株农艺性状指标,利用Illumina Miseq高通量测序方法,研究其根际土壤细菌种群结构、丰度及多样性。结果表明:施加竹炭有利于连作土壤中穿心莲的生长,其株高、根长、茎粗、叶绿素含量、单株鲜重和穿心莲内酯以及脱水穿心莲内酯含量均显著高于对照,且高浓度竹炭施加量对连作穿心莲植株生长的促进作用高于低浓度竹炭施加量;施加竹炭能增加穿心莲连作根际土壤细菌多样性及改善细菌群落结构,增加一些有益于氮吸收的细菌丰度(Nitrospira、Bradyrhizobium)。UPGMA聚类和PCoA的β-多样性分析表明,不同竹炭添加量下连作穿心莲土壤细菌群落有差异。RDA分析表明,穿心莲根际土壤中3个属(Nitrospira、Bradyrhizobium、Candidatus_Solibacter)丰度与各生长指标呈显著正相关。Tax4Fun功能预测结果显示,施加竹炭能促进土壤细菌与氨基酸代谢、核苷酸代谢、次生代谢产物等代谢相关基因的上调。穿心莲田间栽培施加竹炭,能够改善其农艺性状和促进有效成分的积累,并对土壤细菌种群结构及丰度产生影响,有利于积累有益细菌种群,可能对于缓解穿心莲连作障碍发挥重要作用。