番茄连作青枯病不同发病时期的非根际土壤细菌群落变化特征

[目的]研究连作条件下番茄青枯病不同发病时期的非根际土壤微生物群落差异,明确土壤微生物对青枯病发病时期的响应机制。[方法]本研究对16S rRNA V4‒V5区进行实时荧光定量PCR和高通量测序,综合分析了连续种植第1、3、5和7季的发病高峰期和发病末期的番茄非根际土壤的病原菌数量、细菌群落多样性、群落组成、标志细菌类群和群落构建机制。[结果]发病高峰期的青枯菌数量(1.28×10⁷ copies/g)要高于发病末期(1.77×10⁶ copies/g)。随着连作时间的增加,发病时期对细菌群落多样性的影响逐渐增加。第3季和第5季不同发病时期之间的细菌群落alpha和beta多样性存在显著差异。LEfSe分析发现,番茄青枯病发病高峰期和发病末期的非根际土壤样品有其各自不同的标志细菌类群。此外,随连作时间的延长协助青枯菌致病的细菌逐渐累积。发病高峰期是微杆菌属(Microbacterium)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira)协助青枯菌致病,而在发病末期,则由鞘脂菌属(Sphingobium)、norank f norank o SBR1031和norank f Rhodothermaceae协助青枯菌致病。群落构建过程分析发现不同发病时期细菌群落均以随机过程的扩散限制为主,但细菌群落在发病高峰期比发病末期的同质化作用更强。[结论]本研究发现青枯病发病高峰期和发病末期的番茄非根际土壤的细菌群落多样性、组成和结构在第3季和第5季时存在显著差异。此外,细菌群落会随着连作时间发生动态变化,而这些变化可能与细菌群落构建机制相关联。研究结果加深了对连作条件下的番茄青枯病发展过程的认识,可为防治青枯病提供参考依据。     

自然林下与田间根腐三七根际微生物群落特征及比较分析

【背景】三七根际微生物群落特征与其土传根腐病害密切相关,而针对自然林下根腐三七的相关研究鲜见报道。【目的】比较分析自然林下与田间根腐三七根际土壤微生物群落的组成特征,结合土壤理化性质与酶活性分析,为三七根腐病害防治与仿野生栽培提供科学依据。【方法】采集自然林下与田间根腐三七根际土壤,利用高通量测序技术,分析土壤细菌与真菌群落的物种组成与多样性,并测定土壤理化性质和酶活性。【结果】自然林下与田间根腐三七根际土壤中细菌和真菌群落组成具有明显差异,自然林下根腐三七根际土壤中担子菌门(Basidiomycota)、酸杆菌门(Acidobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度较高,而田间根腐三七根际土壤中子囊菌门(Ascomycota)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度较高。在属分类水平,镰刀菌属(Fusarium)是自然林下根腐三七根际土壤中的优势菌群,相对丰度为17.30%,而癣囊腔菌属(Plectosphaerella)是田间根腐三七根际土壤中的优势菌群,相对丰度为22.55%;Candidatus Ba...     

内生真菌发酵提取物和植物生长调节剂对大豆根际细菌多样性的影响

为了研究内生真菌发酵提取物和植物生长调节剂对大豆根际细菌多样性的影响,采用PCR-DGGE技术分析了各处理中不同发育期的大豆根际细菌群落变化。结果发现发酵提取液和植物生长调节剂能增加部分优势菌群的数量,但对根际细菌类群结构影响并不明显;生育周期也是影响根际细菌数量的重要因素。另外割胶测序发现优势菌群主要是Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌纲)、Nitrospira(硝化螺旋菌属)、Bradyrhizobium(慢生根瘤菌属)等,这些也都是大豆根际比较常见的细菌类群。     

延胡索根际土壤细菌多样性与结构对毛竹林隙面积的响应

林下经济已成为增加林地产出和提升林业效益的重要途径。为揭示毛竹林隙中早春药用植物——延胡索根际土壤细菌多样性和群落结构的变化趋势,采集大林隙400m~2、中林隙100 m~2、小林隙25 m~2和郁闭林分4类样地的延胡索根际土样,基于高通量测序结合生境参数,分析其细菌群落多样性和结构变化。结果表明,4类样地的细菌类群达35门104纲195目321科532属,大林隙和中林隙的优势土壤细菌类群OTU所占百分比的次序虽有所不同,但基本表现为酸杆菌门和变形菌门占优,绿弯菌门和放线菌门其次;小林隙和郁闭林分则以变形菌门占绝对优势,其次是放线菌门和拟杆菌门,酸杆菌门成呈弱势。同时,随着林隙面积减小,相对光照强度从全光照直至全光照的10.7%～22.5%,细菌群落在总体数量上处于下降趋势,菌种丰富度和特异性、谱系多样性、菌群多样性和菌群均匀度均下降,郁闭林分优于小林隙。菌群在门和属分类水平的OTU百分比特征与相对光照强度、空气温度的梯度分布有显著相关关系,而与土壤水分含量、空气湿度的梯度趋势相反,未发现与林隙面积、海拔及边界立竹参数的梯度关联性。因此,大中型林隙有利于延胡索根际土壤细菌群落发育,而小林隙并不合适;林隙和郁闭林分可为某些特殊条件下进行更新的菌群提供生长机会,可用土壤微生物相关指标如特征菌群来反映林隙发育过程的变化;相对光照强度和空气温度对人工开辟林隙栽培延胡索的根际土壤菌群影响显著,在调控土壤细菌群落结构和促进土壤生态系统稳定具有重要参考价值。     

连作对大豆根际土壤细菌菌群结构的影响

土壤细菌的菌群结构是土壤生态环境质量的重要组成部分。为探明大豆连作种植后根际土壤细菌群落结构变化,试验选取连作0年大豆根际土样与连作2年大豆根际土壤,利用Illumina高通量测序技术对比研究了其中的细菌群落结构。结果表明,连作0年根际土壤中的细菌丰富度和多样性指数均高于连作2年大豆根际土壤中相应值。大豆根际土壤中的噬纤维菌科(Cytophagaceae)、鞘氨纯单胞菌(Sphingomonas)、慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)及链霉菌属(Streptomyces)等一些有益菌的相对丰度要变化并不显著。大豆连作会降低土壤的细菌多样性,改变细菌菌群结构。但是在短期连作过程中,不同作物根际微生物类群的变化规律各不相同,难以用来推断作物连作所存在普遍现象。以期试验结果同时为缓解短期大豆连作障碍提高大豆产量提供一定的理论依据。     

连作对白肋烟根际土壤细菌群落多样性的影响

以种植白肋烟1年、2年和4年的土壤为研究对象,采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术分析根际土壤细菌群落的动态变化.结果表明:白肋烟根际土壤细菌群落香农指数和丰富度指数随着种植年限的增加呈现出先增后减的趋势,连作4年后细菌群落的多样性水平显著降低,细菌群落结构较单一.随着种植年限的增加,根际土壤细菌群落与对照的相似性指数逐渐降低.种植年限为1年、2年的土壤和对照土壤中放线菌门放线菌纲是优势类群,种植年限为4年的土壤中放线菌纲所占的比例下降,而厚壁菌门的芽孢杆菌纲成为优势类群.白肋烟连作使根际鞘氨醇单胞菌属和链霉菌属等益生菌数量减少、蜡状芽孢杆菌等潜在致病菌增加,破坏了烟草根际土壤微生物群落的平衡,使其微生态环境恶化.     

番茄根际微生物种群动态变化及多样性

采用盆栽试验的方法对番茄根际主要微生物种群在不同生育期的动态变化进行了跟踪研究.结果表明,在番茄整个生育期内,可培养细菌数量在初花期和初果期时最多;放线菌数量从苗期到末期逐渐减少;真菌数量逐渐增多.番茄对细菌根际效应明显.DGGE图谱显示不同生育期番茄根际均具有较高的细菌多样性.根际细菌种类和数量在初花期发生较为显著的变化,初果期根际群落多样性指数(H)和物种丰度(S)值都达到最高,微生物最丰富,是筛选拮抗菌的较好时期.     

普洱地区茶叶内生细菌与根际土壤细菌群落结构分析

[目的]茶叶内生细菌、根际土壤细菌在普洱茶的发酵中起着重要的作用,还可以促进茶树生长,诱导茶树抗病性.研究其群落结构组成及相互关系可为微生物资源开发利用提供理论依据.[方法]本研究以普洱地区茶树叶片和根际土壤为材料,采用高通量测序技术,对茶叶及根际土壤细菌的16S核糖体RNA基因(16S rRNA)进行测序,比较分析茶...     

两株芽孢杆菌对黄瓜和番茄根际土壤微生物群落结构影响

采用聚合酶链式反应/变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE),研究了盆栽条件下,接种多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对不同时期黄瓜和番茄根际土壤微生物群落结构的影响.通过DGGE图谱的主成分分析表明,这2株生防菌对根际微生物的影响因作物的种类不同而不同:对黄瓜根际细菌和真菌群落结构均无显著影响,真菌群落随着取样时期而发生明显变化;对番茄根际细菌群落结构无明显影响,但不同采样时期细菌群落结构发生明显变化,而2株生防菌对其真菌群落结构的变化有显著影响.蔬菜种类是决定根际微生物群落结构的主要因素,接种生防细菌对根际细菌群落结构影响不显著,而对根际真菌群落结构的影响因蔬菜种类的不同而有差异.     

基于高通量测序的福建北部马铃薯晚疫病株根际土壤细菌群落分析

【背景】马铃薯晚疫病是一种由致病疫霉[Phytophthora infestans (Mont.) de Bary]引起的毁灭性病害,当环境条件适宜时,残留在土壤中的病原菌会侵染马铃薯植株导致病害的发生。【目的】明确健康马铃薯植株与发病植株的根际土壤细菌结构与多样性。【方法】采集马铃薯晚疫病发病地的健康植株根际土壤(M2J)和发病植株根际土壤(M2G),对土样中的细菌群落进行基于Illumina Mi Seq测序平台的宏基因组高通量测序分析。【结果】发病植株根际土壤细菌的优质序列比健康植株少3.31%(1 747条),OTU少24.58%(1 466个)。在门水平上,健康植株和发病植株根际土壤微生物组成相似,但相对丰度存在显著差异。其中发病后植株根际土壤菌群变形菌门(Proteobacteria)相对丰度增加17.70%,绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度增加了1.58%,而酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度降低了6.13%,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度降低了4.28%,芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)相对丰度降低了1.41%,疣微...     

威海天鹅湖大叶藻(Zostera marina)与日本鳗草(Zostera japonica)根际微生物群落结构及其驱动机制

[目的] 本文以威海天鹅湖大叶藻和日本鳗草根际沉积物为主要研究对象,探究不同生长时期的海草根际微生物群落结构多样性,并分析导致微生物群落结构差异的内在因素。[方法] 选取威海天鹅湖大叶藻和日本鳗草根际沉积物与非草区表层沉积物,采用高通量测序技术（Illumina MiSeq platform）解析海草不同生长时期下根际与非草区微生物群落特征。[结果] 微生物群落结构差异由海草生长时期以及海草是否定植共同驱动。在海草成熟期,丙酸菌属（Propionigenium）在大叶藻与日本鳗草根际有明显富集,其相对丰度分别为11.58%和14.26%;在海草幼苗期,脱硫球茎菌科（Desulfobulbaceae）在海草根际富集（大叶藻：2.299%,日本鳗草：4.092%）;在海草衰退期时,硫卵菌属（Sulfurovum）的相对丰度在根际较高（大叶藻：5.624%,日本鳗草：3.749%）。此外,海草生长时期对不同样品之间微生物群落结构差异的解释度最大（R²=0.20335,P=0.002）。PICRUSt2功能预测结果表明各功能基因在海草不同生长时期所呈现的趋势一致,但丰度上呈现出幼苗期 > 成熟期 > 衰退期的结果。[结论] 天鹅湖海草床沉积物微生物群落结构在海草不同生长时期呈现不同的多样性特征,具有明显的根际效应且不同种类海草的根际微生物群落无显著差异,不具有物种特异性。     

不同生长季节黑果枸杞的根际细菌群落结构

【目的】黑果枸杞是一种耐盐植物,是我国西北干旱区盐渍土改良的优良植物物种,其根际土壤细菌群落结构在不同生长时期的变化特征尚不清楚。【方法】本研究采用Illumina MiSeq高通量测序研究了黑果枸杞3个生长阶段的根际土壤细菌群落结构的动态变化。【结果】所有样品中共获得317467条序列,对应于7028个细菌/古细菌OTUs。根际土壤细菌群落的α多样性显著高于非根际土壤。衰老期根际细菌的多样性和丰富度明显低于营养生长期和花/果期。变形菌门和酸杆菌门的相对丰度随生长时期的演变而逐渐降低,而蓝细菌门则相反。厚壁菌门的丰度在衰老期明显高于营养生长期和花/果期。优势属的组成也随生长期的演变而改变,营养生长期、花/果期、衰老期的优势属数量分别为17、16、4,且组成也具有差异。相似性分析表明营养生长期和花/果期的根际细菌群落具有很高的相似性,衰老期根际细菌群落组成与生长期和花/果期具有很高差异,然而与非根际土壤的群落结构具有较高的相似性。【结论】根际土壤细菌群落多样性和组成随生长期的改变而表现出明显的动态变异性,表明黑果枸杞生长时期对根际土壤细菌群落结构具有重要的影响。     

广东省本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落特征

【背景】近年来,油茶低效林面积较大,根际土壤微生物影响林木抗性和生长,对林业可持续发展具有重要意义。【目的】了解广东省本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落特征。【方法】利用高通量测序分析油茶根际土壤微生物群落组成。【结果】油茶根际土壤细菌有26门77纲201目377科593属676种,真菌有14门50纲121目266科502属631种。油茶根际土壤中的优势细菌为酸杆菌门和变形菌门,优势真菌为子囊菌门和担子菌门。两种油茶根际土壤微生物组成差异显著,本地油茶根际土壤的细菌多样性显著高于引种油茶。在门水平上,脱硫杆菌门细菌和罗兹菌门、被孢霉门真菌的相对丰度在两种油茶间差异显著,Amorphotheca在本地油茶根际土壤中特异性富集。两种油茶根际土壤细菌碳代谢相对丰度差异显著,真菌以腐生营养型为主,其次为病理营养型和共生营养型。本地油茶根际土壤中显著富集土壤腐生菌,而共生营养型真菌(尤其是丛枝菌根真菌)相对丰度(6.43%)显著低于引种油茶中(21.83%)。此外,有机质和养分含量是影响油茶根际土壤微生物群落的关键因子。【结论】本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落组成和结构差异显著,Amorp...     

四环素残留对黄豆芽营养品质及根际微生物的影响北大核心

【目的】探究土壤中四环素残留对土培黄豆芽的生长发育、根际微生物及营养品质的影响,为正确评估抗生素残留对蔬菜种植业的影响及制定土壤-蔬菜系统中抗生素污染防控策略提供理论基础。【方法】模拟土壤中不同四环素残留水平(0、25、50mg/kg),采用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)方法测定黄豆芽中的四环素残留量、理化方法测定黄豆芽的营养品质、高通量技术测定根际微生物群落。【结果】黄豆芽中四环素累积量随土壤中四环素残留量的增加而增加,累积量分布表现为根>下胚轴>子叶;四环素残留显著抑制黄豆芽的根和下胚轴的发育及其生物量、维生素C含量和抗氧化性,但增加了纤维素含量。在这些指标中维生素C含量的变化最显著,在黄豆芽生长第5天,25mg/kg和50mg/kg四环素残留组中,黄豆芽中维生素C含量较对照组分别降低41.35%和49.80%;此外,四环素残留显著影响黄豆芽根际微生物群落结构,尤其是与氮循环相关的属。其中,明显增加了不动杆菌属(Acinetobacter)和栖热菌属(Thermus)的相对丰度,减少了假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas)和氢嗜菌属(Hydrogenophaga)的相对丰度。【结论】土壤中的四环素残留显著影响黄豆芽的生长发育、根际微生物群落结构以及维生素C等重要营养品质指标。     

利迪链霉菌M01对番茄生长、青枯病发病率及根际细菌群落组成的影响

【背景】利迪链霉菌(Streptomyces lydicus)对多种作物均有较好的促生效果,且对病原真菌具有广谱抑制作用,但该菌对细菌性青枯病的防控研究较少。【目的】探究利迪链霉菌M01能否促进番茄生长并抑制番茄青枯病,以及M01对番茄生长的影响是否通过影响根际细菌群落结构实现。【方法】采用温室盆栽试验和扩增子高通量测序技术研究M01对番茄生长、青枯病发病率及根际细菌群落组成的影响。【结果】施用利迪链霉菌M01的番茄植株鲜重、干重、株高、用土壤与作物分析开发(soil and plant analyzer develotrnent, SPAD)方法测量的叶绿素浓度、根系活力和植株P含量比对照分别提高了22.7%、12.5%、16.0%、28.1%、18.4%和17.9%,其中对株高、SPAD值和植株磷含量影响显著(P<0.05)。M01处理延缓了番茄青枯病的发病时间,接种9周后发病率比对照降低了41.8%。此外,M01对番茄根际细菌群落无显著影响(门水平群落组成,P=0.4;属水平群落组成,P=0.4)。【结论】利迪链霉菌M01可促进番茄植株生长并抑制番茄青枯病,利迪链霉菌M01对番茄生长的影响并非通过调控根际细菌群落实现。     

土壤理化性质驱动烤烟根际细菌群落的组配及其共现性网络互作

【目的】解析土壤微生物在植物根际的组配机制对于认识和维护农田生态系统的稳定性至关重要。【方法】通过Illumina高通量测序和生物信息学分析方法明确了我国主要种植烟草生态区烤烟根际土壤细菌群落与土壤理化性质的互作关系。【结果】烤烟根际细菌类群主要为放线菌纲(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和嗜热油菌纲(Thermoleophilia)。细菌群落组成按生态区聚类,且样本空间距离和细菌群落相似度显著负相关。共现性网络分析表明,烤烟根际细菌群落间协同作用大于拮抗作用,武陵秦巴生态区、黄淮平原生态区、南岭丘陵生态区和沂蒙丘陵生态区细菌群落高度模块化,小单胞菌属(Micromonospora)为南岭丘陵生态区和黄淮生态区细菌共现性网络的网络中心,Bryobacter和气单胞菌属(Arenimonas)为南岭丘陵生态区细菌网络的模块核心,其菌群特性而非相对丰度决定了其在稳定细菌网络中的重要作用。冗余分析结果证实pH、有效铁、交换性镁和有效锰能显著影响烤烟根际细菌群落结构。【结论】烤烟根际细...     

海草根际微生物与海草植株的互作效应

【目的】本文以三亚湾泰来草根际沉积物为主要研究对象,研究室内培养条件下泰来草根际沉积物微生物对于高温处理和海草定殖的响应。【方法】通过对培养过程中水体物理化学参数(如pH、溶解氧、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐)的监测以分析环境因子的变化;16S rRNA扩增子测序研究微生物群落结构的动态响应;通过荧光定量分析16SrRNA基因丰度变化。【结果】研究表明高温处理组在培养35 d后海水中磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐含量以及pH均要高于模拟原位环境的对照组,高温处理组根际沉积物微生物丰度在培养过程中呈现先上升后降低的趋势,同时,高温处理组根际微生物中初始阶段由厚壁菌门(32.4%)、变形菌门(22.92%)和梭杆菌门(27.21%)占据优势,培养一段时间后,厚壁菌门和梭杆菌门大幅度减少,逐渐被蓝细菌门和放线菌门所替代,最终由变形菌门(51.1%)占据主导地位,其中,属于硫还原细菌的脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae)和硫氧化细菌的螺杆菌科(Helicobacteraceae)的细菌丰度不断提高。【结论】揭示了海草的定殖会提高高温处理后沉积物的多样性,并塑造和改善其根际沉积物微生物群落组成。     

黄渤海海草分布区日本鳗草根际微生物群落结构特征及其功能分析

日本鳗草(Zostera japonica)是亚洲特有的海草种类,具有重要生态价值。近年来,黄渤海海草分布区中的日本鳗草海草床持续退化,引起了研究人员的广泛关注。【目的】基于根际微生物的分布与日本鳗草的健康生长密切相关的设想,本文旨在探究黄渤海海草分布区日本鳗草根际细菌群落结构多样性并分析其与海草健康生长的内在联系。【方法】选取黄渤海海草分布区中东营、威海、大连3个地点的日本鳗草根际与非草区表层沉积物,采用高通量测序技术(Illumina HiSeq PE300)解析根际微生物群落特征,并结合相关环境参数分析其环境功能。【结果】日本鳗草根际表层沉积物中主要存在的细菌类群有:变形菌门(Proteobacteria)所占比例为41.1%,蓝细菌门(Cyanobacteria)占15.4%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占12.6%,放线菌门(Actinobacteria)占9.3%。不同地点之间以及样品类型(海草床根际与非根际)之间的微生物群落存在显著差异,主要表现为根际富含硫酸盐还原菌和固氮菌。环境因素:TN (total nitrogen)、TC (total carbon)、TOC (total organic carbon)、黏土(Clay)、砷(As)与根际群落组成与分布显著相关。【结论】从功能的角度来看,不同地点、不同样品类型之间的差异物种多与硫、氮代谢相关,硫酸盐还原菌对维持日本鳗草的生态健康起关键作用;日本鳗草根际微生物群落分布与环境因子、空间分布有一定相关性。