不同小麦品种根区微生物特征及对土壤氮素水平的响应

植物根区微生物在植物养分吸收以及生长发育过程中发挥重要作用。为研究不同小麦品种根区微生物群落结构差异,本研究选择‘科农9204’‘科农2011’‘京411’和‘百农207’4个小麦品种,于高氮[300 kg(N)·hm−2]和低氮[0 kg(N)·hm−2]条件下进行田间试验,在分蘖期、拔节期和灌浆期采集根区样品。通过16S rRNA基因高通量测序技术比较分析不同小麦品种根际土壤和根内生细菌群落结构和多样性,同时测定小麦植株的生理参数。结果表明,‘科农9204’在3个生育期及不同氮素水平下相对其他3个品种均具有较高的地上部氮素吸收量(除分蘖期低氮条件)。小麦根际土壤和根内生细菌群落的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。相比其他3个品种,‘科农9204’的根际土壤细菌群落在拔节期低氮水平下富集了根瘤菌目(Rhizobiales)和芽单胞菌属(Gemmatimonas),在灌浆期高氮水平下富集了弗兰克氏菌目(Frankiales)。相关性分析表明,根际土壤细菌群落中的节杆菌属(Arthrobacter)、链霉菌属(Streptomyces)、红色杆菌属(Rubrobacter)和类诺卡氏菌属(Nocardioides)与小麦地上部生物量和地上部氮素吸收量呈显著正相关,马赛菌属(Massilia)、砂单胞菌属(Arenimonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)与小麦地上部全氮含量呈显著正相关。上述结果表明,小麦可能通过调控根区微生物群落来影响养分吸收,且这种影响具有品种特异性。本研究为明确小麦与微生物互作机制、发掘对小麦有益的微生物并应用到农业生产中提供了依据。