云南3种黄精根系丛枝菌根真菌群落结构特征差异研究

【目的】明确云南黄精主栽品种根系间丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的定殖状况、多样性和群落结构差异,并探讨黄精根系AMF多样性与根际土壤理化性质间的关系,为黄精栽培专用AMF菌肥的研发和利用打下基础。【方法】以云南黄精主栽品种鸡头黄精、多花黄精和滇黄精根系及根际土壤为研究对象,采用显微形态观察法测定黄精根系中各菌根的定殖参数和根际土壤的AMF孢子密度,通过Illumina高通量测序技术分析不同品种黄精根系间AMF多样性和群落结构差异,并应用皮尔森相关系数法分析AMF多样性与土壤理化因子间的相关性。【结果】黄精根系中AMF定殖强度及定殖率分别在15.11%~39.21%和44.34%~92.22%,根际土壤孢子密度在105.33~285.33个/25 g,其中鸡头黄精的定殖程度显著高于其他2种黄精(P<0.05,下同),而滇黄精根际土壤中的AMF孢子密度最高。通过高通量测序在3种黄精根系中共获得38个OTUs,排除不可归类后分属于4目5科5属14种,其中球囊霉属(Glomus)占比最高(80.61%)。多样性分析结果发现,不同品种黄精根系AMF多样性指数差异显著。对比其他品种,滇黄精根系中AMF-OTUs最多,且Shannon指数最高,Simpson指数最低,说明该品种根系中AMF的种类更丰富。PLS-DA结果表明,3个品种黄精根系的AMF群落结构差异明显,其中类球囊霉属(Paraglomus)为滇黄精根系的优势属(占比59.86%),Glomus为鸡头黄精和多花黄精的优势属(占比分别为95.55%和99.47%)。相关分析结果发现,根际土壤中的碱解氮和有机质含量与黄精根系AMF的Shannon指数呈极显著负相关(P<0.01)。【结论】黄精根系AMF多样性及群落结构与品种密切相关。Glomus和Paraglomus可作为黄精功能型AMF菌剂开发的重点。

云烟121健康与感黑胫病烟株根系及根际土壤丛枝菌根真菌差异研究

【目的】明确云烟121健康与患黑胫病烟株根系及根际土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染特征的差异,为后续AMF在缓解烟株土传病害方面的应用打下理论基础。【方法】以云烟121健康和患黑胫病烟株根系及根际土壤为试验材料,采用显微形态观察法对2种烟株根系AMF侵染水平及根际土壤AMF孢子密度进行测定,应用Illumina高通量测序技术对烟株根系AMF多样性和群落结构进行分析,并应用冗余分析(RDA)和Spearman相关性系数揭示根际土壤理化性质对AMF属水平相对丰度及AMF多样性的影响。【结果】在云烟121健康和患病烟株根系及根际土壤中均检测到AMF的存在,且健康烟株根际土壤AMF孢子密度和根系AMF侵染率均明显高于患病烟株。基于高通量测序结果,在烟株根系中共检测到1410个AMF-OTUs,分属于1纲4目5科6属。在不同分类阶层上,健康与患病烟株根系AMF的优势目、科和属种类均不相同。与患病烟株相比,健康烟株根系AMF的ACE、Shannon和Chao指数更高,Simpson指数更低,差异均达显著水平(P<0.05)。PCA分析表明感染黑胫病可明显改变云烟121根系的AMF群落结构。冗余分析结果显示,土壤速效养分与AMF的Chao、ACE和Shannon指数呈负相关,与Simpson指数呈正相关。土壤有效磷和速效钾是影响AMF多样性的主要影响因子,有效磷对烟株根系AMF属水平上的相对丰度影响最大。【结论】与健康烟株相比,感染黑胫病烟株根际土壤速效养分含量增加,土壤AMF孢子密度下降;烟株根系AMF侵染率减少,AMF种类及多样性下降,且根系AMF群落结构发生明显改变。

不同年限三七根系丛枝菌根真菌多样性及其与土壤理化性质的相关分析

【目的】明确不同年限三七根系丛枝菌根真菌(AMF)多样性、群落结构差异及其与根际土壤理化性质的关系,为AMF在缓解三七连作障碍中的应用提供参考依据。【方法】以1年生、2年生和3年生三七根系及根际土壤为试验材料,采用显微形态法观察并测定根系AMF侵染率,通过Illumina高通量测序技术分析不同年限三七根系AMF多样性和群落结构差异,探讨三七根系AMF多样性和相对丰度与根际土壤理化性质的相关性。【结果】三七根系AMF侵染率在83%~95%,且随着种植年限延长,根际土壤的碱解氮、全氮和全磷含量逐渐减少,有效磷和速效钾含量先降低后升高,土壤酸化加强。通过高通量测序技术在三七根系中共检测到55个OTUs,排除不可归类,分属于球囊霉菌纲(Glomeromycetes)的4目6科7属19种,其中球囊霉属(Glomus)占比最高(达45.30%)。多样性分析结果发现,对比其他2个年限,3年生三七根系OTUs最少,且多样性和丰富度最低。偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)结果表明,不同年限三七根系AMF群落结构差异明显,其中球囊霉属是1年生和3年生三七根系的优势属(占比分别为32.31%和53.68%),类球囊霉属(Paraglomus)为2年生三七的优势属(占比50.39%)。相关分析结果发现,三七根系AMF的ACE和Chao指数与根际土壤全磷含量呈显著正相关(P<0.05,下同),与有效磷和速效钾含量呈显著或极显著(P<0.01)负相关。【结论】不同年限三七根系AMF的丰富度和群落结构存在明显差异,随种植年限增加,三七根系AMF丰富度和OTUs逐渐降低,但球囊霉属相对丰度逐渐上升。在三七根际土壤中,有效磷和速效钾含量是影响其根系AMF群落结构的主要因素。

健康与患黑胫病烟株根内AMF多样性和群落结构差异分析

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在烟草生长生理、抗病抗逆等方面具有积极作用.为探明烟株患黑胫病后对根内AMF多样性和群落结构的影响,分别以烟草K326和云烟87健康、感染黑胫病烟株的根部及根际土壤作为研究对象,应用Illumina Miseq高通量测序技术探明烟草根部AMF多样性,采用显微形态观察烟草根内AMF侵染水平和根际土壤孢子密度,并分析土壤理化性质和AMF侵染特征的相关性.高通量测序结果表明在烟草根部共检测出1655个AMF-OTUs,隶属于1纲4目5科6属,其中,Glomus为云烟87健康烟株根内AMF的优势属,其余样品优势属均为Paraglomus.聚类分析表明两个品种健康烟株根内AMF群落相似性较高,患病植株间根内AMF群落比较类似.侵染结果显示,患病烟株AMF侵染状况与土壤孢子密度均低于健康烟株根际土壤.RDA分析结果表明,全钾是影响AMF孢子密度和侵染状况的主要驱动因子,其次为速效磷和全磷;土壤p H值为烟株根内AMF多样性的主要影响因素,且两者呈负相关;此外,土壤中钾含量对烟草根内AMF群落组成的影响最为明显.研究探讨了健康和患黑胫病烟株根内和根际土壤AMF的差异,为后续深入研究AMF在烟草生产中的应用提供理论依据.

基于高通量测序技术解析三七不同部位内生细菌多样性

【目的】探究三七不同部位内生细菌群落多样性。【方法】采用高通量测序技术对三七内生细菌16S rRNA基因V5~V7区进行序列测定,并对三七不同部位内生细菌多样性进行生物信息学分析。【结果】在三七的根、茎和叶中分别获得了385、206和226个OTU,3个部位中相同的OTU数为167个,占比19.04%。归类物种分类结果表明,叶部内生细菌种类归属于16门27纲74目134科222属,优势属为Cutibacterium和劳尔氏菌属(Ralstonia),分别占28.70%和14.57%;茎部内生细菌种类归属于12门20纲58目108科178属,优势属为假单胞菌属(Pseudomonas),占45.50%;根部内生细菌种类归属于19门24纲75目137科202属,优势属为Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和埃希氏-志贺菌属(Escherichia-Shigella),分别占24.78%和21.94%。从整体结果看,根部物种的丰度高于茎部和叶部。【结论】三七不同部位的内生细菌含有丰富的群落多样性,但不同部位的丰度不同,整体表现为根>叶>茎,且各部位的优势属并不相同,部分优势属细菌具有一定的功能作用,可进一步的开发利用。通过对三七不同部位内生细菌多样性进行研究,为后续筛选生防菌株奠定基础。

基于高通量测序技术分析七种梨内生细菌多样性

目前对于梨内生细菌多样性的研究几乎为零,这在很大程度上限制了梨内生细菌资源的开发和利用.为了探明梨内生细菌多样性,挖掘潜在的微生物资源及功能,研究采用高通量测序技术测定7个不同品种梨内生细菌菌群16S rRNA基因V4~V5区序列,并进行生物信息学分析.在7个不同品种梨中获得有效序列数为30001~42255条,并聚成33~99个可操作分类单元(OTU),涉及17个门、28个纲、52个目、85个科以及120个属.此外,7个梨品种内生细菌的Shannon指数、Simpson指数和Chao指数分别在0.481~1.154、0.452~0.730和42.333~103.875之间,说明测定的7个不同品种梨含有丰富的内生细菌种类,其中丰水梨和水晶梨内生细菌最为丰富.不同分类阶元的统计结果表明,不同品种的梨在门、纲、目、科、属水平上的主要内生细菌类型相同,但具体占比不同.7种梨内生细菌多样性均较为丰富,且不同梨品种菌群结构存在一定差异.研究为进一步揭示梨与内生细菌之间的互作关系提供参考,为后续研究奠定基础.

3种典型有机肥对魔芋土壤养分吸收量和品质的影响

已有研究表明,不同有机肥对土壤养分的提升效应不同,但是,不同有机肥对植株的土壤养分吸收量的影响却尚未有人关注。以花魔芋以及蚕沙、鸡粪和羊粪3种典型有机肥为材料,通过观测魔芋根际土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,以及魔芋球茎的葡甘聚糖含量和水溶胶黏度,研究了3种典型有机肥对魔芋的土壤养分吸收量和魔芋品质的影响差异。试验结果表明:蚕沙有机肥处理的根际土壤有机质含量1.72%,显著小于羊粪有机肥处理的2.10%和鸡粪有机肥处理的2.70%(P<0.05);蚕沙有机肥处理的碱解氮、有效磷和速效钾含量,均显著小于羊粪有机肥处理和鸡粪有机肥处理(P<0.05);蚕沙有机肥处理的魔芋球茎氮磷钾元素含量总体高于羊粪有机肥处理和鸡粪有机肥处理;蚕沙有机肥处理的魔芋葡甘聚糖含量和水溶胶黏度值显著小于羊粪有机肥处理(P<005),但是与鸡粪有机肥处理差异相对较小;蚕沙有机肥处理的魔芋产量50227.50kg/hm^(2),显著高于鸡粪有机肥处理的43875kg/hm^(2)和羊粪有机肥处理的44542.50kg/hm^(2)(P<0.05)。以上结果说明:蚕沙有机肥相对于羊粪和鸡粪有机肥可以促进魔芋对土壤有机质和氮磷钾元素的吸收,并因此提高魔芋产量,该有机肥具有的促进矿质元素和有机质吸收效应值得进一步关注。蚕沙有机肥对魔芋产量的提高会伴随着魔芋葡甘聚糖含量和水溶胶黏度值的下降,在生产实践中,可通过增施钾肥措施予以应对。