轮作和连作对胡萝卜根际和非根际细菌多样性的影响

细菌是土壤最重要的组成部分,土壤细菌的群落结构对土壤的健康至关重要,可以直接影响植物的生长。胡萝卜的长年连作导致其产量低、质量差等一系列问题的发生,连作问题已成为不可忽视的问题。本研究通过HiSeq PE250高通量测序和生物信息学方法获得了玉米胡萝卜轮作种植和胡萝卜连作种植中胡萝卜根际和非根际土壤细菌的组成结构。研究结果表明,相较于胡萝卜连作,玉米胡萝卜轮作种植改变了胡萝卜根际土壤细菌的组成和群落多样性。RM.M (玉米胡萝卜轮作根际土壤样品)样品中的优势菌门为放线菌门和厚壁菌门,RM.R (胡萝卜连作根际土壤样品)的优势菌门是变形菌门;有益菌如芽孢杆菌属和根瘤菌属在玉米胡萝卜轮作种植中的胡萝卜根际富集。RM.M与RM.R的细菌类群差异显著,群落多样性较低;NRM.M(玉米胡萝卜轮作非根际土壤样品)和NRM.R (胡萝卜连作非根际土壤样)的细菌类群差异不明显,群落多样性较高。与连作根际土壤相比,轮作根际土壤中有益菌的相对丰度较大,细菌相对丰度明显增加。本研究结果对通过调节根际土壤细菌组成来保证胡萝卜产量和质量的稳定,解决连作问题具有重要的意义。     

不同耕作方式对当归根际土壤细菌群落多样性的影响

该研究以甘肃省中部渭源县大豆—当归轮作地、连作3年的当归地和荒地植物根际土为材料,采用PCR-RFLP法研究不同耕作方式下根际土壤细菌的群落多样性。应用CTAB-SDS法提取土壤微生物总DNA,建立土壤菌群16S rRNA基因克隆文库。用HaeⅢ,HhaⅠ和HinfⅠ对阳性克隆子进行酶切指纹图谱分析,测序并绘制系统进化树。经过初步分析,荒地、轮作地和连作地三者之间根际土壤细菌群落在种群数量和多样性上无显著差异,但在组成结构上存在明显差异,尤其是轮作和连作地。结果表明:轮作地和荒地的优势种群均为变形菌门,连作地的优势种群是拟杆菌门。进一步分析发现,对农作物有利的鞘脂单胞菌属(属于变形菌门)仅在轮作和荒地中出现,而在其他作物连作障碍中出现的无色杆菌属(属于拟杆菌门)仅在当归连作地中出现。因此,不同耕作方式对土壤细菌的群落组成结构影响较明显,土壤细菌群落组成结构的变化可能是当地当归连作障碍的重要原因之一;而轮作可有效提高根际土壤中细菌群落组成的多样性,并使有益细菌种群增加,改善土壤微生态环境,有效防止当归根腐病的发生。     

生菜连作及生菜-菠菜轮作对土壤细菌群落结构的影响

以生菜连作和生菜-菠菜轮作不同次数的土壤样品为材料,研究比较生菜不同种植方式下土壤细菌群落的差异。采集0-20 cm深度土壤样品,分别提取样品总DNA,采用高通量测序技术分析生菜种植前后土壤样品中细菌多样性。测序结果经过质控过滤,共获得有效序列46 865条,对相似水平为97%的OTU进行生物信息统计分析,共得到OTU 21 692个。Heatmap图和群落组成分析显示,样品共检测到细菌40个门,89个纲,190个目,371个科,693个属,其中变形菌门、厚壁菌门和放线菌门在连作过程中占比逐渐下降,而在轮作过程中较为稳定。另外,壤霉菌属、节细菌属、黄杆菌属、溶杆菌属及微细菌属等有益菌属逐渐成为轮作土壤样品中的优势菌属。主成分分析结果表明,轮作和连作土壤样品差异明显。生菜在连续种植第5次后,产量和过氧化氢酶活性分别下降了24.1%和20.7%,出现连作障碍,而轮作生菜产量和过氧化氢酶活性较连作分别提高了49.6%和10.5%。菠菜-生菜轮作土壤中细菌类群具有丰富的多样性,随着轮作的增加有上升的趋势,可在一定程度上缓解生菜连作过程中出现的问题。     

生物有机肥对连作蕉园香蕉生产和土壤可培养微生物区系的影响

以连续种植香蕉12年的枯萎病高发病蕉园为试验点,通过平板计数和可培养微生物群落变性凝胶电泳(CD PCR-DGGE)等方法研究田间条件下连续两年施用化肥、牛粪、猪粪和生物有机肥对香蕉枯萎病的抑制作用,以及对香蕉产量、品质和土壤中可培养微生物区系的影响.结果表明:相比于其他处理,连续两年施用生物有机肥能够有效降低香蕉枯萎病发病率,显著提高大田香蕉单株质量、小区产量、果实可溶性糖含量及可溶性糖与可滴定酸的比值(糖酸比).可培养微生物区系分析结果表明,施用生物有机肥能够显著提高土壤微生物生物量,增加可培养细菌、芽孢杆菌和放线菌数量及细菌与真菌比值,降低尖孢镰刀菌数量.CD PCR-DGGE聚类分析表明,连续两年施用生物有机肥明显改变了土壤可培养细菌群落结构,增加了其丰度和多样性.切胶测序结果表明,连续两年施用生物有机肥的香蕉园土壤增加了类芽孢杆菌、伯克氏菌、未培养疣微菌及Bacillus aryabhattai的丰度,降低了青枯菌、粘金黄杆菌、Fluviicola taffensis、肠杆菌及巨大芽孢杆菌的丰度.表明连续施用生物有机肥能够优化连作蕉园土壤可培养微生物群落结构,防控香蕉枯萎病的发生,提高香蕉产量并改善果实品质.     

转Bt基因玉米对根际土壤细菌群落结构的影响

利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术及扩增产物序列分析方法研究了转Bt基因玉米对根际土壤细菌群落结构及系统发育的影响.结果表明:转基因玉米与其非转基因亲本根际共有的土壤细菌分别隶属于变形菌门、疣微菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门和酸杆菌门.其中,变形菌门为主要优势类群,占43.5%...     

新疆艾比湖湿地博乐河入口处土壤细菌多样性分析

【目的】了解新疆艾比湖湿地国家级自然保护区非培养土壤细菌群落组成及多样性。【方法】采用非培养法直接从湿地土壤提取总DNA进行16S r RNA基因扩增,构建细菌16S r RNA基因克隆文库。使用MspⅠ和AfaⅠ限制性内切酶对阳性克隆进行16S r RNA基因扩增片段的限制性酶切分析(Amplified r DNA restriction analysis,ARDRA),挑取具有不同双酶切图谱的克隆进行测序,序列比对并构建16S r RNA基因系统发育树。【结果】从土壤细菌的16S r RNA基因文库中随机挑取75个不同谱型的克隆子,共得到58个OTUs,系统发育归类为8个细菌类群:绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomicrob)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)。其中,变形菌门为第一优势菌群,拟杆菌门为第二优势菌群,两者约占总克隆的65%。【结论】艾比湖湿地博乐河入口处土壤细菌多样性丰富,且存在一定数量的潜在微生物新种。     

枯草芽孢杆菌菌剂对烟草根际土壤细菌群落的影响

通过构建16S rRNA克隆文库及采用核糖体DNA扩增片段酶切分析(ARDRA)的方法,研究施用生物防治剂枯草芽孢杆菌菌剂对烟草根际土壤细菌群落结构以及多样性的影响.采用文库库容值(C)、Shannon多样性指数(H)、Pielou 均匀度指数(E)和Margalef丰富度指数(R)对细菌多样性进行评价.系统发育分析表明: 对照及处理样品均检测到12个细菌类群：酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(α 、β 、δ 、γ-Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes);但各细菌类群的结构组成及所占比例在不同样品间有较大差别.对照土壤中优势菌群为Acidobacteria(27.1%)和Proteobacteria(26.5%);处理土壤中则为Proteobacteria(38.0%)和Acidobacteria(29.6%);菌剂处理后土壤中,γ-Proteobacteria和α Proteobacteria所占比例明显提高,而β Proteobacteria、Planctomycetes和Firmicutes等菌群的数量则相对降低.多样性分析表明,土壤样品均具有丰富的细菌多样性,经枯草芽孢杆菌菌剂处理后,土壤细菌多样性指数和丰富度指数均提高.
     

连作对芝麻根际土壤微生物群落的影响

采用稀释平板计数法研究了不同连作年限处理芝麻根际土壤细菌、真菌、放线菌、芽孢杆菌、尖孢镰刀菌(FO)和青枯劳尔氏菌(RS)数量的变化情况。结果表明,随着连作年限的增加,芝麻根际土壤中细菌和放线菌的数量下降,而真菌的数量则呈上升趋势。新种芝麻地根际土壤芽孢杆菌数量显著高于连作2a处理和连作5a处理,而连作2a处理又显著高于连作5a处理;连作5a芝麻根际土壤尖孢镰刀菌数量显著高于新种地、轮作1a和连作2a等3个处理;轮作1a、连作2a及连作5a等3个处理青枯劳尔氏菌数量显著高于新种地处理。说明连作导致土壤微生物环境恶化,引起根际微生物区系结构发生定向改变。连作2a与轮作1a相比,各菌群(类群)数量差异均不显著。     

不同连作年限草莓根际细菌和真菌多样性变化

【目的】以不同连作年限草莓根际土壤为材料,探讨不同连作年限土壤细菌、真菌多样性的变化,以期为草莓连作障碍调控提供理论依据。【方法】将没有连作(CK)、连作1年(1Y)、连作8年(8Y)的土壤分别与珍珠岩以3:1的体积充分混匀装盆,"宁玉"草莓苗于2016年9月10日定植于盆栽土壤中,定植后50 d时(开花前)进行土壤取样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,利用Mi Seq平台Illumina第二代高通量测序技术并结合相关生物信息学方法,分析土壤细菌16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。【结果】从9个草莓根际土壤样本中获得3 192个细菌分类操作单元OTU和762个真菌OTU,其中,变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门和蓝藻门为草莓根际土壤的优势菌种,在CK、1Y、8Y草莓根际土壤中分别占细菌总数的87.86%、64.83%和61.79%;子囊菌门和担子菌门为优势真菌,在CK、1Y、8Y草莓根际土壤中分别占真菌群落的69.17%、69.06%和76.18%。从门的分类水平看,酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、绿弯菌门、蓝菌门、浮霉菌门、芽单胞菌门、变形菌门以及真菌担子菌门、接合菌门、壶菌门的比例在不同连作年限的草莓根际土壤中显著改变(P0.05)。属水平的分析也表明,共有29个细菌属和19个真菌属的比例发生改变(P0.05)。【结论】随连作年限的延长,草莓根际土壤生态系统中细菌和真菌群落各门类组成的比例会发生显著变化。     

塔里木河中下游流域棉田及胡杨林土壤细菌群落结构及多样性研究

【背景】新疆绿洲生态系统的大规模农垦开发对当地生态环境产生了一系列影响,评估农业活动对新疆地区原始生态土壤细菌群落的影响对合理利用土地、开发农业资源具有指导意义。【目的】通过研究塔里木河中下游流域受农垦开发影响的棉田及未经历土地开垦的胡杨林土壤细菌群落结构及多样性的变化,探究农垦开发活动对土壤微生态的影响。【方法】利用国标法测定塔里木河中下游流域绿洲棉田及原始胡杨林全氮、总盐、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH等土壤理化性质;提取土壤总DNA,通过PCR扩增建立文库,用新一代Illumina HiSeq 2500测序技术对土样DNA进行16SrRNA基因(V4区)高通量测序;利用生物信息学分析细菌群落的α多样性(包括Chao1、Observed species、Phylogenetic diversity (PD)、Shannon、Simpson和Good’s coverage指数)、β多样性在两地的变化,基于线性判别分析流程[Lineardiscriminantanalysis(LDA)effectsizepipeline,LEfSe]分析在两地具有显著差异的细菌分类单元;结合土壤理化参数、群落功能预测分析可能影响两地细菌群落结构变化的主要因子。【结果】土壤基本理化性质分析:绿洲棉田与原始胡杨林相比,全氮、碱解氮、总盐、pH含量显著增加,土壤盐含量与全氮、碱解氮和pH呈显著正相关(P0.05);细菌多样性分析:α多样性指数Chao1、Observedspecies和PD在棉田样品中均显著低于胡杨林样品,Shannon指数差异虽不显著,但是也表现出同样的变化趋势;细菌群落组成分析:两组样品中的优势细菌依次为α-变形杆菌纲、放线菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、γ-变形菌纲、β-变形菌纲、δ-变形菌纲、绿弯菌门、厚壁菌门、浮霉菌门、泉古菌门和硝化螺旋菌门(丰度1%);差异分析的结果显示,新疆绿洲棉田土壤中显著富集的微生物主要包括酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、黄杆菌纲、α-变形菌纲、γ-变形菌纲中的一些物种,以及泉古菌门中的Candidatus Nitrososphaera;新疆原始胡杨林土壤中显著富集的微生物主要包括绿菌门、δ-变形菌纲以及变形菌门中的其他物种,还包括泉古菌门中的Nitrosopumilus。主坐标分析(PCoA)结果显示,棉田生态系统的土壤细菌群落结构能够与胡杨林生态系统的群落结构明显分开,且前者的细菌群落结构一致性更高。功能预测结果显示,绿洲棉田的硝化作用显著高于原始胡杨林。冗余分析(RDA)结果表明全氮含量对细菌群落结构有显著影响。【结论】在长期耕种施肥等人为因素干扰下,绿洲棉田土壤细菌多样性和群落结构发生明显改变,细菌α多样性明显低于原始胡杨林,细菌β多样性差异减弱,同时一些与植物生长密切相关的细菌类群,如放线菌、硝化细菌等显著富集。该研究可为新疆绿洲棉田生态系统的开发利用现状提供数据参考。     

Effects of cotton–maize rotation on soil microbiome structure

Verticillium wilt is a disastrous disease in cotton-growing regions in China. As a common management method, cotton rotation with cereal crops is used to minimize the loss caused by Verticillium dahliae. However, the correlation between soil microbiome and the control of Verticillium wilt under a crop rotation system is unclear. Therefore, three cropping systems (fallow, cotton continuous cropping, and cotton–maize rotation) were designed and applied for three generations under greenhouse conditions to investigate the different responses of the soil microbial community. The soil used in this study was taken from a long-term cotton continuous cropping field and inoculated with V. dahliae before use. Our results showed that the diversity of the soil bacterial community was increased under cotton–maize rotation, while the diversity of the fungal community was obviously decreased. Meanwhile, the structure and composition of the bacterial communities were similar even under the different cropping systems, but they differed in the soil fungal communities. Through microbial network interaction analysis, we found that Verticillium interacted with 17 bacterial genera, among which Terrabacter had the highest correlation with Verticillium. Furthermore, eight fungal and eight bacterial species were significantly correlated with V. dahliae. Collectively, this work aimed to study the interactions among V. dahliae, the soil microbiome, and plant hosts, and elucidate the relationship between crop rotation and soil microbiome, providing a new theoretical basis to screen the biological agents that may contribute to Verticillium wilt control.     

不同大豆连作年限对黑土细菌群落结构的影响

大豆连作导致作物产量下降、病原微生物富集和土壤退化等问题日趋严重。然而,目前关于大豆连作对土壤细菌群落结构组成及多样性分布的影响及发生机制尚不清楚。采用高通量测序技术,对大豆连作(不同年限)和大豆-玉米轮作下的黑土细菌16S rRNA基因进行测序分析。结果表明:轮作5年(CR5)和13年长期连作(CC13)处理显著增加了土壤pH、全氮(TN)、全磷(TP)和速效养分(AN、AP和AK)含量。与短期连作相比,CR5和CC13处理均提高了细菌群落的OTUs数量、PD值、Chao1指数和Shannon指数。聚类分析图谱结果显示细菌群落结构组成受到轮作和连作年限的双重影响,而土壤pH、TN、TP、AN、AP和AK是细菌群落结构发生变化的主要驱动因子(P0.05)。此外,VPA分析发现上述土壤因子中,土壤pH对细菌群落结构变化的贡献度最大。本研究证明大豆长期连作提高了土壤养分含量和细菌群落的丰富度和多样性指数,从分子生物学的角度证实大豆长期连作在一定程度上改善了土壤环境,为大豆连作障碍的研究提供了理论依据。     

长期双季稻绿肥轮作对水稻产量及稻田土壤有机质的影响

以中国农业科学院红壤实验站1982年布置的长期定位试验为研究对象,分析了长期双季稻绿肥轮作体系下水稻产量变化趋势、稻田土壤有机质变化特征及土壤活性有机质组成。结果表明,绿肥作物与双季稻轮作种植后,水稻产量显著高于冬闲对照,绿肥作物紫云英、油菜和黑麦草处理年平均水稻产量（1982-2008）分别为10.8 t?hm-2?a-1,10.2 t?hm-2?a-1和10.0 t?hm-2?a-1,较冬闲对照分别提高27.2%,20.5%和18.1%。试验前期（1982-1993）种植绿肥作物各处理之间水稻产量无显著差异,试验开展11年后（1994-2008）种植紫云英处理水稻产量显著高于油菜和黑麦草处理。长期双季稻绿肥轮作土壤有机质随年份显著增加,双季稻紫云英轮作土壤有机质积累速度最快,年增加0.31 g?kg-1,双季稻黑麦草次之,土壤有机质年增加0.28g?kg-1,双季稻油菜轮作土壤有机质年增加0.26g?kg-1。种植绿肥作物紫云英稻田土壤活性有机质显著高于其它处理。种植绿肥作物各处理土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳和土壤微生物量氮含量均显著高于冬闲对照。其中黑麦草和紫云英处理土壤微生物量碳含量及微生物熵显著高于油菜和冬闲对照处理。在湘南红壤丘陵双季稻区,种植绿肥作物对提高水稻产量、增加土壤有机质、提高土壤有机质活性具有重要意义,绿肥选择上以紫云英对水稻产量和稻田土壤培肥综合效果最好。     

Effects of continuous cucumber cropping and alternative rotations under protected cultivation on soil microbial community diversity

The diversity of soil microbial communities as affected by continuous cucumber cropping and alternative rotations under protected cultivation were evaluated using community level physiological profiles (CLPP) and random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis. The soils were selected from six cucumber cropping systems, which cover two cropping practices (rotation and continuous cropping) and a wide spectrum for cucumber cropping history under protected cultivation. Shannon–Weaver index and multivariate analysis were performed to characterize variations in soil microbial communities. Both CLPP and RAPD techniques demonstrated that cropping systems and plastic-greenhouse cultivation could considerably affect soil microbial functional diversity and DNA sequence diversity. The open-field soil had the highest Shannon–Weaver index (3.27 for CLPP and 1.50 for RAPD), whereas the lowest value occurred in the 7-year continuous protected cultivation soil (3.27 for CLPP and 1.50 for RAPD). The results demonstrated that continuous plastic-greenhouse cultivation and management can cause the reduction in the species diversity of the biota. Higher Shannon–Weaver index and coefficients of DNA sequence similarity were found in soils under rotation than those under continuous cropping. Cluster analysis also indicated that microbial community profiles of continuous cultivation soils were different from profiles of rotation soils. The reduction in diversity of microbial communities found in continuous cultivation soils as compared with rotation soils might be due to the differences in the quantity, quality and distribution of soil organic matter. Section Editor: D. E. Crowley     

石灰碳铵熏蒸联合生物有机肥对香蕉枯萎病和细菌群落的影响

以连续种植的香蕉枯萎病高发病蕉园为试验点,通过实时定量PCR和高通量测序等方法,研究了田间条件下石灰碳铵熏蒸联合生物有机肥施用对香蕉枯萎病的防治效果,以及对土壤细菌群落结构和组成的影响。结果表明: 与不熏蒸施用有机肥(OF)相比,香蕉枯萎病发病率在施用有机肥前使用石灰碳铵进行熏蒸处理(LAOF)和施用生物有机肥前使用石灰碳铵进行熏蒸处理(LABF)中分别降低了13.3%和21.7%,病原菌的拷贝数分别降低了22.4%和33.0%。与OF处理相比,石灰碳铵熏蒸联合不同肥料施用均显著降低了细菌的丰富度和多样性,形成了明显不同的群落结构,且熏蒸对群落组成的差异产生了决定性的影响。LABF的细菌丰富度和多样性均低于其他处理,群落组成也与其他处理存在明显差异。与OF处理相比,熏蒸处理(LAOF和LABF)显著增加了土壤中水恒杆菌、布鲁式菌和漯河杆菌属的相对丰度,且在LABF中的相对丰度均高于LAOF,水恒杆菌和布鲁式菌的相对丰度差异显著。在田间条件下,施用生物有机肥之前使用石灰碳铵进行熏蒸处理能够显著降低病原菌数量,改变土壤细菌群落结构,激发土壤有益微生物,从而减少香蕉枯萎病的发生。     

基于地学信息图谱的东北黑土区种植模式分析

不同种植模式具有不同的经济学和生态学意义,因地制宜确立合理的种植模式是保护黑土地的重要措施。目前,对东北黑土区的种植模式类型及其空间格局尚缺乏系统的认识。本研究基于东北黑土区2017—2019年作物分类数据,应用地学信息图谱理论和方法构建种植模式图谱,以揭示黑土区种植模式类型及其空间格局,并在此基础上使用分布指数模型和双变量空间自相关方法分析了种植模式的分布规律。结果表明: 1) 东北黑土区种植模式主要有玉米连作、水稻连作、大豆连作和米(玉米)豆(大豆)轮作,面积占比分别为38.3%、18.5%、10.3%、26.0%。其中,米豆轮作又包括米豆两年轮作、米米豆三年轮作、豆豆米三年轮作,分别占轮作面积的44.1%、34.5%、21.4%;2) 各类种植模式的水平地带性分异规律显著。其中,玉米连作在温度和湿度上的梯度分异特征均非常明显,水稻连作仅在湿度上的梯度分异特征非常明显,大豆连作和米豆轮作在温度和湿度上的梯度分异特征均不明显;3) 各类种植模式的空间集聚特征显著,种植模式间存在“大豆连作→豆豆米三年轮作→米豆两年轮作→米米豆三年轮作→玉米连作”的空间过渡特征。东北黑土区种植模式以连作为主,其分布规律可为今后轮作空间优化提供依据。     

Lime and ammonium carbonate fumigation coupled with bio-organic fertilizer application steered banana rhizosphere to assemble a unique microbiome against Panama disease

Microbiome plays a key role in determining soil suppressiveness against invading pathogens. Our previous study revealed that microbial community of bulk soil could be manipulated by lime and ammonium bicarbonate fumigation followed by biofertilizer application. However, the assembly of microbial community suppressive to banana Panama disease in the rhizosphere is still unclear. In this study, we used high-throughput sequencing and quantitative PCR to explore the assembly of rhizosphere microbiome associated with banana Panama disease suppression in a two-seasonal pot experiment. We found biofertilizer applied to lime and ammonium bicarbonate fumigated soil significantly (P < 0.05) reduced the abundance of rhizosphere Fusarium oxysporum compared to biofertilizer applied to non-fumigated soil. Principal coordinate analysis revealed that biofertilizer applied to lime and ammonium bicarbonate fumigated soil re-shaped the rhizosphere bacterial community composition by increasing the phylogenetic relatedness, and stimulating indigenous microbes, for example, Gemmatimonas, Sphingomonas, Pseudomonas, Lysobacter and Bacillus. Co-occurrence analysis revealed that potential species involved in disease suppression were more interrelated in disease-suppressive soils. Taken together, lime and ammonium bicarbonate fumigation followed by biofertilizer application could induce banana rhizosphere to assemble beneficial microbes dominated consortia to suppress banana Panama disease.     

新疆绿洲农田不同连作年限棉花根际土壤微生物群落多样性

以南北疆不同连作年限棉花根际土壤为研究对象,采用Biolog技术,并结合传统平板培养法和土壤酶的测定,研究连作对棉花根际土壤微生物群落多样性的影响。Biolog分析结果表明,不同连作年限棉花根际土壤微生物碳源利用和功能多样性差异显著。荒地土壤微生物活性较低;在连作年限较短时(5—10a),根际土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)和Shannon指数较高;长期连作(15—20a),则呈明显下降趋势。主成分分析表明,不同连作年限的棉花根际土壤微生物碳源利用特征有明显不同。第一、二组开垦与未开垦土壤分别在PC1和PC2上出现差异,未开垦土壤得分均为负值,开垦土壤均为正值;而正茬与连作多年的棉花土壤在PC1上差异显著。其中在PC1上起分异作用的碳源主要是羧酸类和聚合物类,这两类碳源可能是影响连作棉花根际土壤微生物的主要碳源。可培养微生物数量的测定结果表明,荒地细菌数量最少;在连作年限较低时(5—10a左右),细菌数量呈上升趋势;而长期连作(>15a)后,细菌数量呈现下降趋势。真菌数量在连作多年后(10—15a)也开始增加。放线菌变化趋势不明显。四种土壤酶活性在连作的初中期(5—15a),连作障碍表现明显,土壤酶活性呈下降(过氧化氢酶和磷酸酶)或先升高后下降(脲酶和蔗糖酶)趋势,但随着连作年限的延长(15—20a),这4种土壤酶活性均表现出增高趋势。综上所述,棉花长期连作使棉花根际土壤微生物群落多样性降低,发生连作障碍,进而导致棉花产量降低。     

黄土高原苜蓿-粮食作物轮作下土壤细菌群落特征和生态功能预测

为揭示多年种植苜蓿后轮作不同作物对黄绵土细菌群落的影响,本研究通过布设在黄土高原雨养农业区的长期定位试验,采用16S rRNA基因高通量测序技术和PICRUSt方法探究苜蓿(LC)、苜蓿-休闲-小麦(L_FW)、苜蓿-休闲-玉米(L_FC)、苜蓿-马铃薯(LP)与苜蓿-谷子(LM)对土壤细菌群落结构和多样性的影响,并利用PICRUSt法预测了其生态功能。结果表明: 半干旱区黄绵土细菌优势门为放线菌门(20.3%～32.0%)、变形菌门(19.2%～23.0%)、酸杆菌门(12.4%～14.2%)和绿弯菌门(11.0%～12.7%),其中苜蓿翻耕轮作玉米土壤优势细菌属为芽孢杆菌属(1.9%),其余处理土壤细菌优势属均为假节杆菌属(2.5%)。多年生苜蓿翻耕轮作不同粮食作物后显著降低了放线菌门相对丰度,但显著提高了绿弯菌门和厚壁菌门的相对丰度。冗余分析表明,影响苜蓿及轮作作物土壤细菌群落结构的主要环境因子是硝态氮、铵态氮和全氮。PICRUSt功能预测结果表明,新陈代谢(78.6%～79.1%)为黄绵土细菌群落的主要功能,苜蓿翻耕轮作作物显著降低了土壤细菌碳水化合物代谢功能基因丰度,但明显提高了土壤细菌辅助因子和维生素代谢、神经退行性疾病、免疫系统等功能基因丰度。综上,多年生苜蓿翻耕轮作一年生作物改变了土壤细菌群落结构和生态功能,该结果可为黄绵土细菌群落演替特征的探索和苜蓿适宜后茬作物的确定提供理论参考。