云南省彝良县天麻连作根际土壤细菌群落分析

基于天麻产业的抬升式发展,连作障碍卡脖子问题逐渐凸现,天麻根际微生物区系平衡遭破坏,可能是导致连作障碍原因之一。本研究为探明不同连作茬数对天麻根际土壤细菌群落结构及多样性的影响,于云南省昭通市彝良县采集未种植天麻的土壤(cha001)、种植1茬(cha002)、种植2茬(cha003)的天麻根际土壤,采用高通量测序技术测定土壤细菌群落组成。试验共获得细菌有效序列1245904条,细菌总OTU 2068个,种植2茬天麻土壤OTU数目最多,为1746,且细菌群落丰度(ACE指数1619.98、Chao1指数1643.94)及多样性(Shannon指数8.82)最高;ACE指数、Chao1指数、Shannon指数随连作次数增加呈升高趋势,Simpson指数无显著差异(P<0.05)。变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)为连作天麻根际土壤中优势菌门,变形菌门和酸杆菌门物种丰度随连作次数增加呈升高趋势,而绿弯菌门物种则相反,呈降低趋势。优势菌纲为酸杆菌纲(Acidobacteria)、变形菌纲(Alphaproteobacteria)、纤线杆菌纲(Ktedonobacteria),优势菌目为微酸菌目(Acidobactertales)、根瘤菌目(Rhizobiales)、索利氏菌目(Solibacterales)、纤线杆菌目(Ktedonobacterales),优势菌属为uncultured_bacterium_o_Acidobacteriales、uncultured_bacterium_c_AD3及苔藓杆菌属(Bryobacter)。天麻连作种植会导致麻际细菌群落丰度和多样性发生显著变化,其打破原壤的微生态区系平衡,进而弱化天麻长势,积聚天麻病虫害隐患,降低了天麻产量和效益,损害了麻农的收益。

基于高通量测序分析天麻种植土壤的真菌变化

【目的】揭示天麻种植土壤真菌群落组成结构、天麻种植前后土壤真菌群落结构的变化及天麻种方竹[Chimonobambusa quadrangularis(Fenzi)Makino]种植结束后土壤真菌群落结构的变化,为研究天麻根际土壤微生态提供理论依据并为解决天麻连作障碍提供技术支持。【方法】基于高通量测序方法对采集的3组土样(原壤charlle001、一麻壤charlle002、方竹壤charlle006)进行基因组DNA提取,PCR扩增,产物检测、纯化和定量,建库测序,数据分析,物种组成多样性分析及差异分析。【结果】3组土样中真菌主要类群为Ascomycota、Basidiomycota和Mortierellomycota 3门真菌,其中Ascomycota真菌丰度普遍最大;3组样本特有真菌OTU:一麻壤>方竹壤>原壤;种水平下分析原壤charlle001中主要优势真菌为Clitocybe sp.、Solicoccozyma sp.和Spirosphaera sp.,一麻壤charlle002中主要优势真菌为Clavulinopsis sp.和Rosellinia sp.,方竹壤charlle006中主要优势真菌为Trichoderma sp.;Clavuli⁃nopsis和Rosellinia在一麻壤charllle002中丰度极大,在charllle001和charllle006中丰度极小;charlle001和charlle002组间真菌Mor⁃tierella相对丰度差异显著,charlle001和charlle006组间真菌Penicillium相对丰度差异显著;charlle002和charlle006组间真菌Peni⁃cillium相对丰度差异显著。种植收获一茬天麻后土壤中真菌种类数量递增,群落结构发生变化,一麻壤中真菌ASV、特有真菌数目明显增大;一麻壤种植方竹后木霉菌显著增多;Clavulinopsis和Rosellinia部分真菌易引起天麻病害,而方壤中Trichoderma多用于病原菌生物防治。【结论】天麻不同种植土壤的真菌群落结构不同,种植一年天麻后土壤中病原菌增多,再种植方竹呈现修复作用,但具体修复机制还有待后续深入研究。

基于高通量测序天麻土壤细菌群落结构分析

采集昭通彝良荞山镇不同年份种植天麻的土壤样品,记录采集样本名称和样品编号;选取其中3组,通过高通量测序技术,分析天麻种植土壤原壤、一麻壤和方竹壤的细菌群落结构变化及不同土壤中细菌物种丰度的差异。结果表明:原壤中特有细菌OTU>方竹壤>一麻壤;种植并收获一茬箭麻后,与原壤相比一麻壤中特有细菌明显减少,优势细菌丰度降低;种植方竹修复后,方竹壤中特有细菌数量恢复。说明通过种植当地经济作物方竹能修复天麻土壤细菌群落结构。

基于高通量测序的天麻连作根际土壤真菌群落多样性分析

为探究天麻连作根际真菌群落结构及多样性,利用Illumina高通量测序技术对云南省昭通市彝良县荞山镇未种植天麻(cha001)、新茬天麻(cha002)、重茬天麻(cha003)的根际土壤样品进行对比分析。结果表明:9个样品测序获得真菌1342个OTUs,分属9门27纲57目107科165属。cha002较cha001根际土壤真菌群落丰度和多样性指数升高,随种植年限增加,cha003根际真菌群落丰度及多样性下降明显。其中cha001和cha002中的真菌优势门为子囊菌门(Ascomycota),相对丰度分别为56.20%、63.58%,而cha003的真菌优势门为担子菌门(Basidiomycota),相对丰度为42.83%;cha001的真菌优势菌纲为unclassified_Ascomycota,相对丰度为34%,cha002的真菌优势菌纲为古菌根菌纲(Archaeorhizomycetes),相对丰度为25.45%,cha003的真菌优势菌纲为伞菌纲(Agaricomycetes),相对丰度38.77%;cha001的真菌优势菌目为unclassified_Ascomycota,相对丰度为34%,cha002和cha003的真菌优势菌目为古根菌目(Archaeorhizomycetales),相对丰度分别为25.45%、15.49%;cha001的真菌优势菌属为unclassified_Ascomycota,相对丰度为34%,cha002和cha003的优势菌属为Archaeorhizomyces,相对丰度分别为25.45%、15.49%。PCoA分析揭示天麻连作根际和非根际土壤真菌群落分布特征存在明显差异。天麻连作导致土壤真菌群落结构发生变化,破坏土壤原有的微生态平衡可能是造成天麻减产且形成连作障碍的原因之一。