不同种植模式下丹参根际土壤微生物群落结构变化

论文摘要

采用MiSeq高通量测序技术对连作、轮作、套作3种种植模式下丹参根际土壤中细菌的16S rDNA基因V3—V4区片段和真菌18S rDNA基因V4区片段进行了测序,研究了细菌和真菌群落结构的变化,并分析了其与土壤因子的关系,从根际微生态系统的变化阐释了丹参连作障碍的发生机理。总体上,细菌和真菌群落的大部分Alpha多样性指数在3种种植模式之间没有显著差异,但呈现轮作>套作>连作的趋势。与连作相比,轮作显著提高了细菌群落的香农-威纳指数和丛枝菌根真菌的侵染率。从细菌群落的组成上看,轮作模式下芽单胞菌门的相对丰度显著低于连作和套作。相反,轮作和套作时浮霉菌门和拟杆菌门的相对丰度则高于连作。轮作和套作模式下,真菌群落中的接合菌门、壶菌门和子囊菌门的相对丰度显著高于连作。另外,不同种植模式下微生物之间的相互作用关系也有明显差异,轮作甚至会造成真菌之间的相互关系发生逆转。连作模式下检出了丹参枯萎病的病原菌镰刀菌,而有益菌枯草杆菌属的数量却呈下降趋势,这可能是引起丹参病害加剧的原因之一。主坐标成分分析表明,微生物群落在3种种植模式之间没有发生显著的分化,前两个主坐标成分的总解释能力均小于30%,表明没有显著的主导因子。轮作和套作可以提高土壤pH和部分矿质营养,降低ORP。但是,土壤性质的变化仅影响细菌群落,对真菌群落的影响不明显。套作模式下,总钾和有效钾会提高细菌和真菌群落的多样性;轮作和连作模式下的真菌群落则刚好相反,它们更适应低钾和高ORP的环境。研究结果表明,轮作和套作可以在一定程度上改善土壤质量,提高根际细菌群落多样性,改变微生物群落组成,以及微生物-微生物、微生物-丹参之间的相互关系,这些可能是缓解丹参连作障碍的重要原因。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 采样点概况和样品采集
•   1.2 实验方法
•     1.2.1 土壤理化性质测定
•     1.2.2 细菌宏基因组16S rDNA测序
•     1.2.3 真菌宏基因组18S rDNA测序
•     1.2.4 丛枝菌根真菌侵染率测定
•   1.3 分析方法
•     1.3.1 数据分析
•     1.3.2 微生物多样性、网络及相互作用分析
•     1.3.3 基于Canoco软件的冗余分析 （RDA）
• 2 结果
•   2.1 土壤理化性质
•   2.2 丹参根部AMF真菌的侵染率
•   2.3 丹参根际细菌群落结构变化
•     2.3.1 细菌群落Alpha多样性
•     2.3.2 细菌主要类群及分布
•     2.3.3 细菌群落PCoA分析
•   2.4 丹参根际真菌群落结构变化
•     2.4.1 真菌群落 Alpha多样性
•     2.4.2 真菌的主要类群及分布
•     2.4.3 真菌群落PCoA分析
•   2.5 土壤微生物群落网络分析和相互作用关系
•   2.6 土壤细菌群落与环境因子之间的关系
•   2.7 土壤真菌群落与环境因子之间的关系
• 3 讨论
•   3.1 不同种植模式下丹参根际微生物群落的变化
•   3.2 丹参根际微生物群落变化的原因及与连作障碍的关系

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王悦,杨贝贝,王浩,杨程,张菊,朱濛,杨如意

关键词: 高通量测序,细菌群落,真菌群落,种植模式

来源: 生态学报 2019年13期

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学,农作物

单位: 安徽师范大学环境科学与工程学院,安徽省水土污染治理与修复工程实验室

基金: 2016年高校优秀青年人才支持计划重点项目(gxyqZD2016025),国家自然科学基金项目(41001368,41771355),安徽省自然科学基金项目(1508085SMC211)

分类号: S154.3;S567.53

页码: 4832-4843

总页数: 12

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