不同种植年限川党参根际土壤细菌群落结构研究

为了探究生长年限对川党参根际土壤细菌群落结构特征及其多样性的影响,阐明细菌群落变化规律,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对1年生、2年生、3年生和4年生的川党参根际土壤细菌16S rRNA序列进行测序分析。结果表明:(1)生长年限显著影响川党参根际土壤细菌群落多样性,其OTU数、Alpha多样性指数均随生长年限增加呈先升高后降低的趋势;(2)生长年限改变了细菌群落组成,但在门水平上优势菌门(相对丰度>5%)相对稳定,均为变形菌门(Proteobacteria)、未分类细菌门(unclassified_Bacteria)、酸杆菌门(Aci-dobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi),其相对丰度总和占85.71%~91.39%;在属水平上优势菌群相差较大,仅有全噬菌属(Holophaga)和念珠菌属(Candidatus Udaeo-bacter)是4个年限所共有的优势菌属,革兰氏阴性菌cTPY-13(Gram-negative bacterium cTPY-13)则为2年生独有优势菌属,其余则分别为不同年限有相应共有优势菌属;(3)PCoA分析与UPGMA聚类分析显示,各生长年限间细菌群落差异明显,随生长年限增加,不同组间细菌群落结构差异先增大后逐渐减小,细菌群落在2~3年生时演变较为剧烈;(4)土壤速效养分是影响根际土壤细菌群落的主要环境因子,其程度大小为水解氮(HN)>有效磷(AP)>速效钾(AK),优势菌门中酸杆菌门与AP、AK呈显著负相关(P<0.05),拟杆菌门与AP、AK呈显著正相关(P<0.05),而绿弯菌门与HN呈显著负相关(P<0.05)。综上所述,川党参生长年限延长会影响根际土壤细菌群落结构和多样性,从而改变其根际微生态系统。

药隔期倒春寒对小麦根际细菌群落结构的影响

以抗倒春寒性强的小麦品种烟农19(YN)和抗倒春寒性弱的小麦品种新麦26(XM)为实验材料,于小麦幼穗分化的药隔形成期利用智能超低温培养箱进行4℃(T1)和-4℃(T2)低温胁迫处理,以15℃作为对照(CK),利用高通量测序技术对开花期小麦根际土壤细菌群落进行测定,研究药隔期倒春寒对小麦根际细菌多样性和群落结构的影响。结果表明:(1)倒春寒危害后两品种小麦根际土壤细菌的ACE指数较CK均有所降低,且对抗倒春寒性弱的品种XM影响显著(P<0.05)。(2)两品种小麦根际土壤细菌群落主要由变形菌门(53.20%~57.55%)、放线菌门(13.34%~21.69%)、拟杆菌门(10.56%~12.37%)和芽单胞菌门(6.17%~9.19%)等33个门及819个属的细菌组成,且不同程度倒春寒处理间各菌门相对丰度表现出差异性,其中放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在YN中升高9.79%~19.11%,在XM中降低26.43%~38.47%。(3)根际土壤细菌功能预测分析显示,药隔期倒春寒提高了膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、复制与修复功能基因在YN根际土壤中的相对丰度,降低了其在XM根际土壤中的相对丰度。综上所述,药隔期倒春寒降低了小麦根际土壤细菌群落的丰富度,改变了细菌群落结构,影响了细菌群落的膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢和复制与修复功能。

种苗期川党参根际土壤细菌群落变化研究

目的:研究川党参种苗期根际土壤细菌群落的结构特征和多样性变化,掌握种苗期土壤微生物群落的演替规律,为川党参连作障碍的防治提供理论依据。方法:采集1年生(Op1)和2年生(Op2)的川党参根际土壤,采用Illumina MiSeq高通量测序技术进行细菌16S rRNA序列V3-V4区的高通量测序,对种苗期根际土壤细菌群落变化进行分析。结果:通过MiSeq测序共得到882369条优化序列,其中1年生注释到9926个OTU,2年生注释到7560个OTU。种苗期随生长年限的增加,川党参根际土壤速效养分、细菌群落丰富度和多样性均呈增加趋势。在细菌门分类水平上,1年生有5个优势菌群(相对丰度均大于5%),2年生有7个优势菌群,共有优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes);在属分类水平上排名前五菌群中只有全噬菌属(Holophaga)与念珠菌属(Candidatus Udaeobacter)为共有优势菌群,且1年生有11个独有菌群。PCoA分析与UPGMA聚类分析表明1年生与2年生川党参根际土壤细菌群落具有显著差异,随生长年限延长根际土壤细菌群落结构演变明显。结论:川党参种苗期根际土壤速效养分、土壤细菌群落多样性呈递增变化,细菌群落结构相似性呈递减变化。研究为揭示川党参种植和连作障碍形成的原因提供了理论依据。

夺底沟藏川杨根际细菌群落结构及影响因素分析

藏川杨(Populus szechuanica var.tibetica)是一种分布于高海拔地区的特有树种,具有重要的生态价值和经济价值。根际微生物在植物生长和健康中发挥着关键作用,该研究运用高通量16S rDNA测序技术对夺底沟藏川杨根际与非根际土壤细菌群落进行分析,通过比较藏川杨根际与非根际土壤的细菌群落组成的差异,挖掘不同环境下的细菌群落组成,以揭示藏川杨的适应性机制。研究结果表明,从群落组成来看,藏川杨根际土壤细菌群落包括29826个OTU,鉴定为81种菌门、860种菌属、533种菌种,其中变形菌门为藏川杨根际细菌群落的优势门;变形菌属、酸杆菌属和放线菌属为优势属;变形菌种、酸杆菌种和拟杆菌种为优势种。从细菌群落多样性与金属因子间的关系来看,在根际土壤中,Ti离子和Zr离子与Simpson指数和Pielou_e指数分别显著正相关;在非根际土壤中,Zn离子与Chao1指数呈显著正相关;Mn离子是影响群落最主要影响因子,未发现其他金属离子与多样性指数之间存在显著相关性。随海拔的升高,根际细菌群落的多样性也随之增大。

根际细菌群落结构对黄瓜幼苗干旱胁迫的响应

【目的】了解根际细菌群落结构和功能对黄瓜幼苗干旱胁迫的响应。【方法】采用盆栽控水法设置干旱处理D和正常处理N,利用Illumina NovaSeq测序技术测定黄瓜幼苗根际细菌群落结构和多样性。【结果】处理N的叶绿素和可溶性糖含量分别是2.440和10.380 mg/g,显著高于处理D的1.547和8.356 mg/g;处理D的脯氨酸和丙二醛含量分别为51.807μg/g和54.848 nmol/g,显著高于处理N的32.628μg/g和29.005 nmol/g;处理N的根系活力为32.670μg/(g·h),显著高于处理D的20.714μg/(g·h);处理N的SOD含量为324.826 U/g,显著低于处理D的578.363 U/g;黄瓜幼苗根际细菌群落中,门分类水平下丰度前5位的是变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Ac⁃tinobacteriota);α多样性指数(Chao1、Shannon、Simpson)中各处理间无显著差异,但PCoA分析显示,两处理间细菌群落结构差异显著;处理N与处理D相比,芽单胞菌显著升高,而拟杆菌和厚壁菌则显著下降;LEfSe结果显示,处理D显著富集以拟杆菌门和厚壁菌门为主的Muribaculaceae、梭菌纲(Clostridia)、芽孢杆菌纲(Bacilli)等有益细菌;根际细菌群落功能分析发现,处理D显著增加RNA加工和修饰、染色质结构和动力学、转录、氨基酸运输和代谢、碳水化合物的运输和代谢等相关功能的丰度,并上调与硫胺素等次级代谢物相关的合成途径及以糖类、氨基酸为主的降解代谢途径。【结论】干旱胁迫对黄瓜幼苗根际细菌群落结构有显著影响,促进根际土壤中以拟杆菌和厚壁菌为主的有益微生物显著富集,并对其细菌群落生命活动产生诱导和促进作用,使与硫胺素等次级代谢物相关的合成途径和以糖类、氨基酸为主的降解代谢途径丰度显著上调。以期为挖掘在干旱胁迫下对黄瓜秧苗生长可能有正向作用的土壤有益菌互作机制研究提供新思路。

辣椒根际土壤细菌群落与理化性质互作分析

【目的】分析辣椒根际土壤细菌群落与理化性质的互作,为科学防治辣椒土传病害和辣椒高产优质栽培提供参考依据。【方法】以辣椒苗期、花期和坐果期根际土壤(分别标记为SD、FR和FT)为研究对象,测定3组土壤样本中pH、有机质、总氮、碱解氮、总磷、有效磷、总钾和有效钾含量,采用Illumina HiSeq 2500测序平台进行高通量测序,分析辣椒不同生育期根际土壤细菌Alpha多样性指数及门和属分类水平上相对丰度,通过主坐标分析(PCoA)和基于Bray_Curtis距离的细菌群落不相似性检验,分析辣椒不同生育期根际土壤细菌与理化因子的相关性。【结果】随着辣椒生长,SD、FR和FT三者间的pH和碱解氮含量2个指标具有显著差异(P<0.05,下同);3个生育期土壤细菌的Alpha多样性指数和丰富度、Chao1指数均无显著差异(P>0.05);SD中特有操作分类单元(OTUs)数目最多;3个生育期土壤中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝细菌门(Cyanobacteria)均属于优势菌门;SD根际土壤中链霉菌属(Streptophyta)、嗜酸菌属(Acidovorax)、亚硝化球菌属(Nitrososphaera)和Gp6相对丰度较高,FR根际土壤中链霉菌属、亚硝化球菌属(Nitrososphaera)和红游动菌属(Rhodoplanes)的相对丰度较高,FT以链霉菌属和Trinickia为主。主坐标分析(PCoA)和不相似性检验结果显示,不同生育期根际土壤样本细菌群落之间差异显著。相关分析结果显示,土壤pH和碱解氮与细菌群落呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】辣椒根际土壤理化性质及细菌群落结构因生育期不同存在差异,pH和碱解氮是影响细菌群落变化的关键因子。

黄龙病发病芦柑根际土壤细菌群落组成与多样性特征

【目的】本研究旨在研究福建南平地区芦柑(Citrus reticulata)植株根际土壤细菌群落,并分析黄龙病对其细菌群落的影响,为南平地区芦柑黄龙病的防控提供科学依据。【方法】采用五点法采集了健康和黄龙病发病的芦柑植株根际土壤样本,通过扩增子测序技术和生物信息学方法,深入研究了黄龙病发病芦柑根际土壤细菌群落的多样性和组成变化,分析了土壤理化因子与细菌群落的关联性。【结果】研究结果表明,黄龙病发病的芦柑植株根际土壤细菌群落的多样性略高于健康植株。黄龙病发病芦柑根际土壤中的变形菌门相对丰度明显升高,而放线菌门相对丰度显著降低。在属水平上,与健康植株相比,黄龙病发病芦柑植株根际土壤细菌群落中蔷薇属和嗜酸性杆菌属的相对丰度显著增加,与速效钾、有效磷以及有机质呈现显著负相关,而与pH值呈现显著正相关。相反地,康奈斯氏杆菌属和褚氏杆菌属的相对丰度明显低于健康植株,并与速效钾、有效磷以及有机质呈现显著正相关,同时与p H值呈现显著负相关。【结论】黄龙病菌感染改变了柑橘土壤理化特性,并显著减少根际土壤中有益细菌的相对丰度,从而导致了芦柑植株根际细菌群落的多样性和组成出现显著变化。与此同时,黄龙病发病的芦柑植株可能通过招募固氮和促进植物根际生长的有益细菌来对抗病原菌的侵害。

耐盐碱根际促生细菌对盐碱胁迫下紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响

通过室外盆栽试验,以紫花苜蓿为对象,并选择实验室前期筛选得到的耐盐碱且具有促生能力的根际促生细菌嗜麦芽寡养单胞菌(JT4)和普城沙雷氏菌(JG1)作为供试菌株,试验设置了盐碱胁迫处理以探究两种根际促生细菌对紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响,发现在盐碱胁迫条件下,与CK相比,紫花苜蓿接种JT4和JG1后,增加了株高、根长、茎粗、根鲜重和根干重等;同时接种降低了丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性和抗坏血酸过氧化物酶活性,提高了根系活力、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量。表明耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1能有效缓解盐碱胁迫对紫花苜蓿根系的损伤,为耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1在植物抗盐碱材料的筛选和盐碱地改良中的应用提供了理论依据。

干旱胁迫对丘北辣椒根际细菌群落结构的影响

为探究干旱胁迫下丘北辣椒根系分泌物对根际微生物组的影响和塑造,通过盆栽控水方法,以正常种植为对照(CK),干旱种植为处理(DS),利用Illumina-MiSeq高通量测序技术分析不同处理下细菌群落的差异。结果表明,干旱胁迫导致辣椒叶绿素含量和根系活力显著降低,而可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量及超氧化物歧化酶活性显著提高。干旱处理显著降低细菌群落多样性指数(Chao1、Shannon和Simpson),同时发现CK与干旱处理细菌群落结构相似度较小,具有显著差异。差异分析表明,干旱处理显著促进了放线菌门Actinobacteria、中生根瘤菌属Mesorhizobium等有益微生物的富集。研究结果为丘北辣椒在干旱环境下适应机制研究及石漠化地区辣椒高效栽培提供了新的见解和思路。

不同连作年限马铃薯根际土壤细菌群落特征研究

采用长期定位试验,设马铃薯连作1~7 a(CP1~CP7)和轮作(RT)8个处理,通过高通量测序探究不同连作年限对马铃薯根际土壤细菌群落多样性的影响。结果表明:供试土壤中,放线菌门、变形菌门、厚壁菌门为主要的优势菌门。随连作年限的增加,土壤细菌数量表现出波动变化趋势,连作年限影响细菌群落结构。RT、CP1、CP2、CP3处理土壤细菌相似度较高,CP4、CP5、CP6、CP7处理土壤细菌相似度较高。马铃薯连作7 a土壤中的放线菌门相对丰度降幅最大,较RT降低10.47%;厚壁菌门相对丰度在连作6 a土壤中显著降低,较RT减少22.07%;类诺卡氏属相对丰度在连作7 a显著减少,较RT减少2.34%;芽孢杆菌属相对丰度在连作6 a时最低,较RT减少9.18%;连作7 a较RT减少5.14%;芽单胞菌属相对丰度在连作7 a土壤中达到最高(16.54%),较RT增加5.26%。长期连作改变了马铃薯土壤细菌群落结构,连作4 a土壤细菌群落种类开始变化,土壤细菌群落结构也随之改变。土壤中预防病害的菌类减少,增加了马铃薯染病风险。

铜镍复合胁迫对鹰嘴紫云英根际土壤细菌群落的影响

重金属长期存在于土壤中,会对土壤微生物的生长、代谢产生影响,从而引起微生物群落结构的变化。为探究不同程度重金属污染对土壤细菌群落组成的影响,本研究以金川区农田铜镍污染土壤(Cu^(2+)、Ni^(2+)含量分别为261.1 mg/kg、258.2 mg/kg,pH为8.3)为研究对象,以耐铜镍植物卢塔纳鹰嘴紫云英(Astragalus cicer cv.Lutana)为供试材料,在温室采用盆栽试验法,研究铜、镍不同浓度复合溶液(0、100、200、400、800、1600 mg/kg)处理对根际土壤理化性质、生物学特性及根际细菌群落结构分布情况的影响。结果表明,随铜镍复合胁迫浓度的升高,根际土壤水分含量、Cu^(2+)和Ni^(2+)含量均升高;速效氮、磷、钾含量、微生物量碳、氮、磷含量、有机质含量及Chao 1指数、Pielou指数、Shannon指数和Simpson指数均先升后降,其中除速效钾外,其余指标均在铜镍胁迫浓度为100 mg/kg时达到最高;根际土壤pH值、脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶和碱性磷酸酶活性均下降;优势菌门主要有变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门;除变形菌门以外,随铜镍胁迫浓度升高,芽单胞菌门和拟杆菌门的相对丰度呈显著上升,而酸杆菌门的相对丰度先增后降,放线菌门的相对丰度显著下降。冗余分析和蒙特卡洛置换检验结果显示,脱氢酶、pH和微生物量氮是根际土壤细菌群落结构变化的主导因子。在铜镍胁迫浓度为100 mg/kg时可提高根际细菌群落多样性,在100 mg/kg以上会抑制根际细菌群落多样性。

不同生物反应堆对设施黄瓜根际土壤细菌群落结构多样性的影响

研究不同生物反应堆处理对设施黄瓜根际土壤细菌群落结构及多样性的影响,旨在为黄瓜根际土壤改良和设施土壤可持续利用提供理论依据和现实基础。以16S rRNA基因V3-V4区为基础,设置原始温室土壤(CK),未经处理的黄瓜根际土壤100(CK1),200 d(CK2),玉米秸秆生物反应堆处理100(S1),200 d(S2)的根际土壤,羊粪生物反应堆处理100(M1),200 d(M2)的根际土壤7个处理,使用Illumina Miseq高通量测序技术对不同生物反应堆处理下的设施黄瓜进行根际土壤细菌群落多样性、结构、理化性质分析。结果表明,土壤样品经测序后共得到6344个OTUs,主要隶属于39门315目980属;M2处理可提高黄瓜根际土壤细菌丰富度,并显著增加细菌群落多样性。在门水平上,玉米秸秆生物反应堆处理和羊粪生物反应堆处理土壤细菌门水平优势种群结构相似,其中放线菌门和变形菌门是优势菌门;在属水平上,norank_f_JG30-KF-CM、节杆菌属、norank_f_norank_o_Gaiellales、norank_f_67-14、芽球菌属、Gaiella、火山岩海球菌属(Marmoricola)在不同处理之间有显著差异;从细菌群落丰度组成情况来看,M2处理和S2处理在一定程度上提高了黄瓜根际部分有益细菌类群相对丰度;RDA分析表明,土壤细菌群落受土壤环境因子的影响显著,铵态氮含量(P=0.015)、全钾含量(P=0.002)、速效钾含量(P=0.005)对细菌群落影响显著。因此,M2处理可提高设施黄瓜根际土壤细菌丰富度、增加细菌群落多样性、改变细菌群落结构,有利于设施黄瓜根际土壤的改良。

根际细菌在长刺蒺藜草氮素利用中的作用

【目的】入侵植物长刺蒺藜草在贫瘠土壤中能够快速生长和扩张,形成单一优势群落。本研究分析长刺蒺藜草入侵对土壤氮循环及相关微生物群落的影响,以期为揭示其入侵的微生态学机理提供理论依据。【方法】利用16S rRNA和nifH基因扩增子高通量测序技术分析长刺蒺藜草、披碱草、冰草、狗尾草根际土壤细菌及固氮菌群落结构和功能的差异。【结果】长刺蒺藜草入侵显著增加了土壤全氮和硝态氮含量,显著降低了水溶性氮和铵态氮的含量。根际土壤高通量分析结果表明:芽孢杆菌、蓝细菌、念珠藻、鱼腥藻、厚壁菌门在长刺蒺藜草固氮菌群落中有明显富集;长刺蒺藜草可能通过增加变形菌门的相对丰度,降低蓝细菌和厚壁菌门的相对丰度来提高其固氮能力,促进对氮素的吸收利用;硝化螺旋菌属和阿菲波菌属在长刺蒺藜草对氮素的利用过程中影响较小。【结论】长刺蒺藜草通过改变入侵地根际土壤细菌和固氮菌的群落结构,影响根际土壤的氮素环境,以利于自身生长。

大豆和玉米茬口对冬小麦根际土壤细菌群落结构和功能的影响

为探明黄淮海地区玉米茬口和大豆茬口微生物遗留效应的差异,于2023年在长达4 a(2019—2023年)的长期定位试验田中采集冬小麦拔节期的根际土壤样品,采用16S高通量测序技术并结合Tax4Fun2功能预测分析,研究玉米茬口(M)和大豆茬口(S)下冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构及功能对不施氮(N0)和常规施氮(N240,纯氮240 kg/hm2)共4个处理(MN0、SN0、MN240、SN240)的响应。结果表明,门水平下,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteriota)为冬小麦拔节期根际优势菌门,优势菌门相对丰度为66.66%~69.56%。N0施氮量S茬口的拟杆菌门相对丰度比M茬口显著增加了19.10%(P<0.05);N240施氮量S茬口的变形菌门相对丰度比M茬口显著增加了11.90%(P<0.05)。目水平下,Vicinamibacterales与伯克氏菌目(Burkholderiales)为优势菌目,优势菌目相对丰度为18.42%~19.68%。N0施氮量S茬口的Vicinamibacterales相对丰度比M茬口显著减少了13.69%(P<0.05),伯克氏菌目相对丰度显著增加了11.31%(P<0.05)。通过Tax4Fun2功能预测,与KEGG数据库对比发现,N0施氮量下新陈代谢分类中的7个二级功能途径相对丰度存在显著差异(P<0.05);进一步通过相关性分析发现,Vicinamibacterales和伯克氏菌目与氨基酸代谢途径存在极显著相关关系(P<0.01)。冬小麦土壤细菌有26个功能基因参与土壤氮循环途径,其中反硝化功能基因相对丰度最高。N0施氮量M茬口的norB、norC、nirS型反硝化功能基因相对丰度显著高于S茬口(P<0.05)。综上,不同施氮量下茬口均造成冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构发生变化,不同茬口通过改变根际土壤细菌群落结构进一步影响细菌群落氮代谢功能。

九种牡丹根际土壤中解有机磷细菌的筛选及解磷能力评价

牡丹作为我国重要的原生植物资源,具有较大的理论研究和开发应用价值。探索资源高效、环境友好的施肥管理方式更有利于促进牡丹产业的绿色可持续发展。本研究以9种牡丹的根际土壤为材料,利用平板稀释法对根际土壤中具有解有机磷能力的细菌进行分离筛选,并采用16S rRNA基因测序技术鉴定菌株种类,结合溶磷圈法和钼锑抗比色法评价菌株的解磷能力。结果表明:从9种牡丹的根际土壤中筛选出14株解有机磷细菌,包括假单胞菌属3株,节杆菌属3株,贪铜菌属3株,芽孢杆菌属2株,红球菌属1株,链霉菌属1株,固氮菌属1株。不同解有机磷菌株的溶磷指数在1.5—2.9,溶磷效率为54.6%—194.6%,对应培养液中的速效磷含量在0.060—5.853 mg∕L,对植酸钙的活化率为30.48%—91.22%,其中,从杨山牡丹根际土壤中分离的菌株PO15(隶属于芽孢杆菌属)的溶磷指数、溶磷效率和速效磷含量均最高,其降解有机磷的能力最强。该研究对牡丹高效解磷菌株的筛选及专用微生物菌肥的研发具有重要的参考价值,也为实现牡丹产业绿色发展提供了新的思路和理论支撑。

马铃薯块茎蛾取食胁迫对马铃薯根际可培养细菌物种多样性和群体多度的影响

【目的】通过根际可培养细菌多样性研究马铃薯对马铃薯块茎蛾(Phthorimaea operculella)取食胁迫的生理响应,为植物—蛀食性害虫—根际微生物互作效应及马铃薯块茎蛾的防治提供科学依据。【方法】室内盆栽青薯9号马铃薯,接种马铃薯块茎蛾3龄幼虫,分别于取食胁迫3、7和14 d时对马铃薯根际土壤进行取样,采用LB培养基分离培养根际土壤细菌,结合细菌形态特征及16S rRNA测序法鉴定细菌种类,分析可培养细菌的组成结构及多样性。【结果】马铃薯块茎蛾取食胁迫改变了马铃薯根际土壤细菌群落的组成结构及多样性,其中,胁迫3 d时马铃薯根际土壤细菌较对照多3种[海水罗塞略莫拉氏菌(Rossellomorea aquimaris)、长孢黄色链霉菌(Streptomyces longisporoflavus)和阿尔及利亚微杆菌(Microbacterium algeriense)];胁迫7 d时,较对照多2种[稻壳罗塞略莫拉氏菌(R.oryzaecorticis)和马氏副球菌(Paracoccus marcusii)];胁迫14 d时,较对照多2种[产吲哚金黄杆菌(Chryseobacterium indologenes)和布鲁氏菌根瘤菌(Brucella rhizospha)]。马铃薯块茎蛾取食胁迫后马铃薯根际可培养细菌的相对多度发生变化,其中在胁迫第3天变化程度达到最大。在取食胁迫3、7和14 d时,放线菌门(Actinobacteria)细菌相对多度分别增加23.49%、12.56%和28.06%,节杆菌属(Arthrobacter)相对多度分别增加103.50%、65.37%和28.57%。【结论】马铃薯块茎蛾取食胁迫可影响马铃薯根际细菌群落的物种组成结构及多样性,其中节杆菌属细菌的相对多度明显增加。研究结果为马铃薯根际对害虫取食胁迫的响应及马铃薯根际功能细菌的筛选提供基础。

濒危植物资源冷杉根际细菌群落特征及其重要土壤影响因子分析

为揭示濒危植物资源冷杉(Abies ziyuanensis L.K.Fu et S.L.Mo)的根际细菌群落特征,运用高通量测序技术探讨广西银竹老山资源冷杉国家级自然保护区中神宝塘、三角湖塘和文溪村种群的资源冷杉根际细菌群落的组成和多样性,并结合土壤理化指标分析资源冷杉根际细菌的重要土壤影响因子。结果显示:从3个种群土壤样品中共获得26053个细菌分类操作单元(OTU),隶属于1592属;3个种群共有OTU数为4746,共有属数为656。资源冷杉根际细菌群落的优势菌门为酸杆菌门(Acidobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteriota),优势菌属为norank_Subgroup_2、norank_Acidobacteriales和norank_Xanthobacteraceae。多样性分析结果显示:不同种群间根际细菌群落存在明显差异,文溪村种群与另2个种群明显分离。文溪村种群资源冷杉根际土壤的pH值、总氮含量、有机碳含量、有效磷含量和有效钾含量显著(P<0.05)高于神宝塘和三角湖塘种群,而速效氮含量和铵态氮含量则显著低于另2个种群。冗余分析结果显示:资源冷杉根际土壤的铵态氮含量、有机碳含量和有效磷含量是影响其根际细菌群落结构的重要土壤因子。相关性分析结果显示:资源冷杉根际土壤的pH值、总氮含量、速效氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量、有机碳含量和有效磷含量对部分根际细菌门的相对丰度影响显著或极显著(P<0.01)。综合分析结果表明:不同资源冷杉种群具有独特的根际细菌群落;文溪村种群资源冷杉的生长可能受到根际土壤氮素形态不平衡的影响,因此,在未来的保护和管理中可适当施用铵态氮肥以改善资源冷杉的生长条件。

不同样地白木香结香前后根际土壤细菌群落结构差异与土壤理化性质相关性研究

为阐明白木香结香前后根际细菌群落差异,并探讨与土壤理化性质的相关性。本研究采用高通量测序技术和生物信息学相关手段,对海南省3个种植地(海口市文山村、临高东光农场、乐东抱伦农场)白木香结香前后根际土壤细菌群落组成和多特征进行分析,并结合冗余分析对根际土壤理化性质与细菌群落进行相关性分析。结果表明:3个样地间共获得7944402条序列,隶属于51个门,151个纲,380个目,637个科,1296个属,2649个种;样地内结香前后细菌群落和多样性差异性不大,样地间存在显著差异。3个样地根际土壤细菌丰富度和多样性上均呈现为:LDJX>LDWJ>LGWJ>LGJX>WSWJ>WSJX。在群落结构上,乐东样地与文山和临高样地群落结构存在显著差异。在门水平上,乐东样地的优势细菌门为浮霉菌门(Planctomycetota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobiota);文山和临高样地的菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)、变形菌门(Proteobacteria)。在属水平上,文山和临高的优势属为拟杆菌属(Bacteroides)、uncultured_bacterium_f Muribaculaceae、粪杆菌属(Faecalibacterium);乐东优势属为未确定属(g_uncultured_f__Gemmataceae)、Candidatus_Udaeobacter和拟杆菌属(Bacteroides)。对RDA分析发现,不同样地间白木香根际土壤细菌群落受土壤理化因子的影响具有一定差异。全磷与细菌种群差异和多样性呈显著负相关,pH与细菌种群差异和多样性呈显著正相关。该研究结果对白木香根际微生物互作关系研究具有参考价值,对海南沉香产业发展具有指导意义。

化肥减量配施有机肥对木薯生长及根际土壤细菌菌群的影响

为了研究化肥减量配施有机肥对木薯根际土壤细菌多样性和群落结构及产量的影响,采用Illumina Nova 6000测序平台,对未施肥(CK)、有机肥(T_(1))、常规施肥+有机肥(T_(2))和化肥减施+有机肥(T_(3))等施肥方式处理下的华南12号木薯根际土壤进行16S rRNA高通量测序分析。结果表明,与CK相比,T_(3)处理不仅能显著增加木薯株高和茎粗,还能提高木薯产量。在相似水平为97%下聚类分析得到木薯根际土壤OTUs,分别为3603个(CK)、1688个(T_(1))、1276个(T_(2))和3317个(T_(3))。不同施肥方式改变土壤细菌的多样性和丰度,其物种多样性由高到低依次为:CK>T_(3)>T_(1)>T_(2)。基于土壤细菌群落的PCoA和聚类分析,CK和T_(3)细菌群落结构组成较为相似,T_(1)与T_(2)细菌群落结构组成相似。不同施肥处理下木薯根际土壤中优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、放线菌门和绿弯菌门。化肥减施配施有机肥增加了变形菌门、拟杆菌门和放线菌门的相对丰度,降低了厚壁菌门和绿弯菌门的相对丰度。冗余性分析结果表明速效钾是影响木薯根际土壤菌群的主要效应因子。研究表明,化肥减量配施有机肥不仅能增加木薯的产量,还能改变木薯根际土壤细菌群落结构和多样性,为发展绿色、高效、可持续的木薯产业提供坚实的理论支撑。

有机肥和微生物菌剂配施对‘赤霞珠’葡萄根际土壤细菌群落多样性的影响

为了研究有机肥与微生物菌剂配施对‘赤霞珠’葡萄根际土壤性质及细菌群落的影响,并提出高效可行的有机肥配施模式。以7 a生‘赤霞珠’葡萄为研究对象进行田间试验,设置7个施肥处理:CK(传统施肥)、A1(蚯蚓粪+未腐熟枝条+100倍光合细菌菌剂)、A2(蚯蚓粪+未腐熟枝条+200倍光合细菌菌剂)、A3(蚯蚓粪+未腐熟枝条+300倍光合细菌菌剂)、B1(蚯蚓粪+腐熟枝条+100倍光合细菌菌剂)、B2(蚯蚓粪+腐熟枝条+200倍光合细菌菌剂)、B3(蚯蚓粪+腐熟枝条+300倍光合细菌菌剂)。结果表明:与CK处理比较,B2处理显著降低土壤pH,提高土壤有机质、碱解氮、速效钾、全氮含量。A2处理显著提高Chao187.60%,且其OTU数量最多,说明A2处理可显著提高根际细菌群落丰富度。与CK比较,B2处理改变根际土壤细菌群落结构,显著增加变形菌门、放线菌门和拟杆菌门的相对丰度,降低厚壁菌门的相对丰度。与施用未腐熟枝条A2比较,施用腐熟枝条B2处理显著增加拟杆菌门的相对丰度。相关分析结果表明,土壤中速效钾、碱解氮、全氮、有机质的含量与细菌群落优势菌群存在显著正相关关系。因此,B2处理为最佳施肥配比方案,其次为A2处理。