Illumina高通量测序揭示艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落组成及多样性

[目的] 通过研究新疆艾比湖湿地不同盐生植物根际土壤真菌的多样性和群落结构,为艾比湖湿地退化恢复工作和真菌深入研究提供理论支持。[方法] 利用高通量测序技术对真菌扩增子ITS1区进行测定,从而分析艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落多样性,并结合相关土壤理化因子分析环境与真菌群落多样性和丰富度的关联。[结果] 艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落多样性及丰富度存在差异,碱蓬根际土壤真菌多样性最高,芦苇根际土壤真菌群落丰富度最高。真菌群落组成分析表明,土壤样品中真菌菌落主要隶属于子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,其中子囊菌门为主要优势菌门;链格孢霉属（Alternaria）是6种植物共有的优势菌属,但是其在不同植物之间的丰度存在差异,在戟叶鹅绒藤中的丰度最高,在准噶尔大戟中的丰度最低。pH与真菌多样性呈显著负相关,全磷（TP）与真菌群落丰富度呈显著正相关,pH、电导率（EC）和有机质（OM）对优势菌属的影响最大。[结论] 艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落组成及多样性具有显著差异,碱蓬和芦苇根际土壤真菌的多样性和丰度高于其他植物,子囊菌门和链格孢霉属是艾比湖湿地的主要土壤真菌门属。研究结果可为艾比湖湿地的生态修复提供理论指导。     

黄山典型植被类型土壤真菌群落特征及其影响因素

黄山地势高差明显,植被类型多样,生态系统保存完整,是研究森林生态系统土壤真菌群落的天然实验室。本研究采集黄山典型植被下土壤样本,利用Illumina NovaSeq高通量测序技术分析土壤真菌群落结构,结合土壤理化性质探讨不同植被类型影响真菌群落组成的潜在因素。结果共检测到13个真菌门,优势真菌门依次为：担子菌门Basidiomycota,获得38目,202属,相对丰度介于7.30%-90.71%,在常绿落叶阔叶混交林、山地矮林及落叶阔叶林中出现高值,局部呈现先增后减的单峰变化格局;子囊菌门Ascomycota有56目,393属,相对丰度介于4.69%-53.07%,随着典型植被类型变化无明显变化规律;被孢霉门Mortierellomycota获得1目和2属,相对丰度介于2.88%-29.92%,随着典型植被类型变化呈现U型变化模式;5种植被类型土壤中共检测到34个不同分类单元的真菌指示类群,落叶阔叶林土壤真菌指示类群最为丰富,占67%;pH显著影响土壤真菌α多样性（Pearson,P<0.001）,是黄山土壤真菌群落变异的主控因子（Monte Corlo 检验,P<0.01）。     

水稻-油菜双序列复种免耕、翻耕土壤真菌多样性

研究水稻-油菜双序列复种免耕、翻耕稻田土壤真菌的多样性。采用Mi Seq高通量测序方法,对湖南安乡(AX)、农大(ND)、南县(NX)3个相同处理试验点免耕、翻耕土壤样品进行ITS区高通量测序、多样性比较分析、物种组成分析及样品聚类分析。结果表明6个样品共得到真菌优化序列221 105条,分属于1 356个OTU,真菌种类覆盖7门、121科、230属;指数分析表明NT样品菌群相对丰度及群落多样性均略高于CT样品;在门水平上各试验点菌群结构相似,前三位为子囊菌门、接合菌门和担子菌门,但是同一试验点NT样品子囊菌相对丰度均低于CT样品,接合菌和担子菌相对丰度均高于CT样品。科属水平比较表明,3个试验点NT样品被孢霉科相对丰度比CT样品的大3-5倍,毛壳菌科的相对丰度小1-2倍;NT样品Carpoligna、栓菌属(Trametes)、网孢菌属(Filobasidium)、被孢霉属(Mortierella)的序列数明显大于CT样品,毛壳属(Chaetomium)、柄孢壳菌属(Podospora)及瓜亡革菌属(Thanatephorus)的序列数明显小于CT样品。土壤理化因子测定表明NT样品的有机质、全氮及速效钾含量均高于CT样品。本研究得出水稻-油菜双序列复种免耕、翻耕稻田土壤样品真菌物种组成丰富,不同耕作方式土壤真菌种群结构存在差异,菌群组成及丰度对土壤理化因子有一定影响。     

富硒矿区真菌群落特征初步研究

[目的]研究湖北恩施富硒区真菌群落特征。[方法]对环境样本提取总DNA,通过构建PCR扩增子真菌ITS文库,利用Illuminate Miseq双末端测序以及生物信息学软件分析样本的α-、β-生物多样性。[结果]5样本经Illuminate Miseq平台获得153 363条Filter reads,506个OTUs。样本中包含子囊菌门、罗兹菌门(Rozellomycota)、担子菌门、球囊菌门、结合菌门、壶菌门和未分类的真菌;子囊菌门为优势菌群,丰度在86%~94%之间;从属水平上相对丰度较高的前5个属为炭角菌属、拟青霉属、叉四枝孢属、杯梗孢属和明梭孢属,其中炭角菌属属为绝对优势菌群,丰度在37%~74%之间。[结论]恩施富硒区真菌群落结构与硒含量相关,炭角菌属、拟青霉属、叉四枝孢属、杯梗孢属和明梭孢属为该富硒区的优势真菌属。     

茶轮斑病对茶树叶片内生真菌群落结构的影响

[目的] 茶树叶片内生真菌长期与茶树协同进化,互利共生,在生物和非生物胁迫的生态系统中对茶树起着重要的保护作用,其群落结构组成相对稳定,但在外界因素的影响下,也会发生一定的变化。然而,关于生物胁迫对茶树叶片内生真菌群落结构的影响还缺乏系统的研究。因此,对生物胁迫下叶片内生真菌群落结构的多样性研究具有重要意义。[方法] 本研究采用高通量测序技术,测序了茶轮斑病发病茶树叶片和健康茶树叶片的内生真菌ITS rRNA基因的ITS1区序列,对比分析了内生真菌的多样性和群落结构组成。[结果] 结果表明,发病组叶片的内生真菌多样性和物种丰度均低于健康组。在门分类水平上,2组样本的优势菌群均为子囊菌门（Ascomycota）,在属分类水平上,发病组的优势菌群为炭疽菌属（Colletotrichum）和假拟盘多毛孢属（Pseudopestalotiopsis）,而健康组的优势菌为枝孢属（Cladosporium）。此外,2组样本内生真菌在群落结构组成上也有显著差异,发病组中假拟盘多毛孢属（Pseudopestalotiopsis）、炭疽菌属（Colletotrichum）和节菱孢属（Arthrinium）的相对丰度显著高于健康组,健康组中被孢霉属（Mortierella）、曲霉属（Aspergillus）、织球壳菌属（Plectosphaerella）、Lectera、葡孢霉属（Botryotrichum）、青霉菌属（Penicillium）、赤霉属（Gibberella）、毛壳菌属（Chaetomium）、Lulwoana和轮枝孢属（Verticillium）的相对丰度显著高于发病组。[结论] 综上,茶轮斑病的发生改变了茶树叶片内生真菌的群落结构,使少数物种优势生长。通过研究,明确了真菌病害对茶叶内生真菌群落结构的影响,为病菌的致病机理研究奠定基础,为茶树病害防治提供理论依据。     

番茄青枯病发生对土壤真菌群落多样性的影响

土壤真菌群落对于维持土壤地力及作物健康有着重要的作用,但青枯病发生对土壤真菌群落影响的研究仍相对较少。应用实时荧光定量PCR及MiSeq高通量测序技术,研究了罹患青枯病与未患病番茄植株土体和根际的真菌群落组成。青枯病发生明显改变了番茄土体与根际土壤的真菌群落组成。与未患病根际土壤相比,患病番茄根际土壤的真菌丰度、Chao1值及Shannon值显著降低;潜在土著有益真菌如粘鞭霉属、被孢霉属、顶孢霉属和木霉属的相对丰度显著降低,而有害真菌镰刀菌属的相对丰度显著增加。综上,细菌性青枯病发生影响了土壤真菌群落的组成,其真菌丰度、多样性及土著有益真菌数量降低,而有害真菌数量增加,为阐明土传青枯病发生的微生态机制提供了一定的理论指导。     

黑胫病感染对烟草茎秆及根际土壤真菌群落结构的影响

烟草黑胫病是由寄生疫霉烟草变种引起的一种对烟草生产造成巨大经济损失的土传病害。本文以健康烟株与感染黑胫病烟株茎秆和根际土壤为研究对象,通过PCR技术扩增样本中真菌转录间隔区的ITS1区域,采用Illumina Miseq高通量测序技术对扩增片段进行测序,旨在了解黑胫病感染对于烟草茎秆和根际土壤真菌群落结构与多样性的影响。本研究20个测序样品,共获得755 599条高质量序列片段,最短序列为200bp,最长序列为356bp,平均序列长度248bp。结果表明,健康烟株和发病烟株根际土壤的优势真菌为子囊菌门Ascomycota、接合菌门Zygomycota和担子菌门Basidiomycota,所有茎秆样品的优势真菌为子囊菌门、担子菌门。健康烟株与感染黑胫病烟株根际土壤样品相对丰度大于1%的属有镰刀菌属Fusarium、被孢霉属Mortierella、隐球菌属Cryptococcus、链格孢属Alternaria和赤霉菌属Gibberella等,其中,健康烟株根际土壤优势属为镰刀菌属（39.35%）和被孢霉属（14.19%）,发病烟株根际土壤镰刀菌属和被孢霉属相对丰度分别为40.26%和20.77%;健康茎秆样品优势属为隐球菌属（31.12%）、链格孢属（18.28%）、镰刀菌属（15.67%）和红酵母属Rhodotorula（13.34%）;病健交界茎秆样品优势属为镰刀菌属（41.36%）、隐球菌属（28.15%）和链格孢属（22.32%）;发病茎秆优势属为隐球菌属（62.14%）和链格孢属（27.75%）。烟株感染黑胫病后,其根际土壤与茎秆样品真菌优势属种类与健康烟株无明显变化,但属水平的相对丰度变化显著。发病烟株茎秆与根际土壤样品真菌群落Sobs、Chao1、Shannon指数较健康烟株降低,Simpson指数上升,表明烟株发病后根际土壤真菌与茎秆内生真菌群落丰富度与多样性降低。该结果对于研究烟草黑胫病发生的微生态机制及其生物防治具有一定的理论指导意义。     

黄土高原半干旱区轮作休耕模式对土壤真菌的影响

通过田间试验,研究休耕（CK）、残膜覆盖、伏天深耕、施有机肥、秸秆还田和绿肥还田对土壤微生物量碳氮、酶活性及真菌群落的影响。结果表明,除过氧化氢酶外,不同处理对土壤微生物量碳氮、脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、pH及有机质均有显著影响。从门水平上看,土壤真菌群落主要由子囊菌门、担子菌门和被孢霉门构成。其中伏天深耕、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理的子囊菌相对丰度分别为43.23%和69.38%,显著高于CK （33.71%）;从纲水平上看,座囊菌纲、粪壳菌纲、伞菌纲和被孢霉纲为优势菌纲,其中玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以座囊菌纲为主（60.69%）,其余处理以粪壳菌纲为主（4.11%-24.79%）;真菌多样性指数施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植豌豆（拌根瘤菌粉8.5 g/kg种子）并在盛花期翻压还田、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植箭筈豌豆并在盛花期翻压还田处理显著低于CK和其他处理,丰富度指数玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植毛苕子并在盛花期翻压还田处理显著高于CK和其他处理;真菌营养类型玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以腐生营养型为主（62.9%）,其他处理以病理营养型和腐生营养型为主。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤微生物量碳、微生物量氮、pH和有机质含量对土壤真菌群落结构影响显著（P<0.05）。与休耕（CK）、残膜覆盖、伏天深耕相比,施有机肥、秸秆还田、绿肥还田结合深耕均降低了土壤中病理营养型真菌的相对丰度,利于保持农田土壤生态系统健康。     

毛黄堇根腐病根际土壤微生物群落结构及多样性

目的：研究健康毛黄堇植株和患根腐病毛黄堇植株根际土壤微生物群落多样性和组成差异，探讨其与毛黄堇病害发生的关系，为针对性开展防治工作提供科学依据。方法：利用Illumina MiSeq技术，比较健康和患病根际土壤微生物群落结构特征及差异。结果：患病根际土细菌群落α多样性降低，真菌群落α多样性升高。健康和患病植株细菌、真菌门水平的组成结构及相对丰度差异均较小，细菌优势门为变形菌门和放线菌门，真菌为子囊菌门。属水平上组成结构复杂，优势细菌属为Subgroup＿6等，优势真菌属为曲霉属。患病植株差异标志物种主要为小单孢菌科细菌和核盘菌科真菌。结论：土壤微生物群落多样性和结构与毛黄堇健康状态密切相关，致病真菌相对丰度增加可能是导致病害发生的重要原因。     

水稻秸秆还田时间对土壤真菌群落结构的影响

为揭示水稻秸秆还田对土壤真菌群落结构的长期影响,采用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了秸秆还田90,180,270 d和360 d的土壤真菌基因丰度和群落结构组成演变趋势,并利用冗余分析(RDA)研究土壤真菌群落结构变化与环境因子的关系。结果表明:随着秸秆还田时间的增加,土壤真菌群体数量和多样性指数(H、R和E)显著增加,在360 d时达到最高。对DGGE图谱的特征条带进行胶回收、测序,系统进化分析表明,土壤真菌主要种群包括:接合菌(Zygomycete sp.)、盐腐霉菌(Pythium salinum)、肉盘菌(Uncultured Sarcosomataceae)、牛粪盘菌(Ascobolus stercorarius)、大链壶菌(Lagenidium giganteum)、青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和疏绵状丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)、灰绿曲霉菌(Aspergillus glaucus)、禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.),其中青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)具有纤维素降解能力,而枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)在90 d时成为新的优势菌群。RDA分析表明,90 d和180 d秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构较为类似,270 d和360 d的秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构发生了明显变化。土壤有机碳、pH和速效磷是引起土壤真菌群落结构及多样性变异的主要因素。     

麦田土壤真菌多样性对麦玉轮作长期秸秆还田和配施有机肥的响应

【背景】土壤真菌主导田间秸秆腐解的过程,秸秆还田配施有机肥可为真菌提供良好的营养物质。【目的】研究麦玉轮作模式下长期秸秆还田配施有机肥对麦田土壤真菌多样性的影响。【方法】依托山西南部麦玉轮作区长达14年的秸秆还田和施有机肥长期定位试验,采用高通量测序开展土壤真菌群落结构和多样性对不施肥+秸秆清茬(CK)、氮磷化肥+秸秆清茬(NP)、氮磷化肥+秸秆还田(SNP)、氮磷化肥+有机肥+秸秆清茬(NPM)及氮磷化肥+秸秆还田+有机肥(SNPM)的响应差异研究。【结果】秸秆还田和施有机肥处理组的物种丰富度指数、Chao1指数和ACE指数均高于CK。5个处理共产生953个分类操作单元(operational taxonomic units, OTU),CK、NP、NPM、SNP和SNPM分别具有398、451、472、462和440个OTU。在门水平上共检测出9个菌门,其中子囊菌门(Ascomycota)、毛霉门(Mucoromycota)和担子菌门(Basidiomycota)为3个主要菌门,各处理中所占丰度差异显著;在属水平上共检测出262个真菌属,其中CK丰度较高的3个属为柄孢壳菌属(Podospora) 18.85%、被孢霉属(Mortierella) 16.67%和镰刀菌属(Fusarium) 7.77%;NP、NPM、SNP和SNPM丰度较高的前3个相同属均为Dendrostilbella、毛葡孢属(Botryotrichum)和被孢霉属(Mortierella),但相对丰度值存在差异。由聚类分析可知,NPM和SNPM群落组成相似度高,归为一类,而CK、NP、SNP各独立为一类。与环境因子间冗余分析发现,TN含量是影响土壤真菌群落结构的关键因子,也受速效磷、pH、速效钾、碱解氮和全磷等环境指标影响。【结论】长期秸秆还田和施有机肥改变了小麦土壤真菌种群结构和多样性。     

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...     

聚丙烯酰胺和生物炭共施对土壤细菌群落、理化因子和玉米产量的影响

【背景】细菌群落在土壤养分循环中扮演着重要角色,并且土壤理化性质及作物产量会对其产生一定的影响。【目的】明确河套灌区滴灌条件下聚丙烯酰胺和生物炭共施对土壤细菌群落多样性及结构组成、理化因子和玉米产量的影响。【方法】设置对照(CK)、聚丙烯酰胺22.5 kg/hm²+生物炭9000kg/hm²(PB1)、聚丙烯酰胺22.5kg/hm²+生物炭13500kg/hm²(PB2)和聚丙烯酰胺22.5 kg/hm²+生物炭18 000 kg/hm²(PB3)这4个不同处理,利用高通量测序技术研究土壤细菌群落与环境因子和玉米产量的相互关系。【结果】与CK相比,PB1和PB2处理均提高了土壤细菌群落的α多样性指数(Chao1指数和Shannon指数)。聚丙烯酰胺和生物炭共施可改变土壤细菌群落结构组成,不同处理的土壤细菌优势类群为变形菌门(Proteobacteria)和Subgroup＿6。PB1处理的土壤水解氮和PB2处理的有效钾含量增加较为明显,且PB2处理的综合土...     

镉胁迫对2种油菜土壤真菌群落的影响

[背景] 人类活动引起的农田重金属污染已成为严重的环境问题。镉（Cd）是最具毒性的重金属之一,能对人体和生态系统构成威胁。[目的] 研究不同浓度镉处理对2种油菜（甘蓝型油菜和芥菜型油菜）的土壤（根际和非根际）真菌群落的影响,为镉的生物修复和健康风险评估提供理论基础。[方法] 对2种油菜土壤（根际和非根际）真菌转录间隔区（Internal Transcribed Spacer,ITS）进行高通量测序,分析镉对根际和非根际土壤真菌群落的影响。[结果] 镉胁迫改变了土壤真菌群落的组成和结构,但对2种油菜土壤真菌群落的α多样性几乎无显著影响。土壤镉浓度和生物量与2种油菜根际土壤真菌群落显著相关,芥菜型油菜非根际土壤真菌群落也与镉污染浓度显著相关。土壤真菌分子生态网络也受到镉污染的影响,甘蓝型油菜根际土壤网络稳定性降低,共生关系减少。甘蓝型油菜非根际土壤网络稳定性升高,但共生关系减少。芥菜型油菜的根际和非根际土壤的网络稳定性升高,而且共生关系增多。[结论] 镉污染会影响土壤系统中的本土真菌群落,从而可能进一步改变土壤的生态系统功能。     

秸秆还田方式对东北水稻土理化性质及微生物群落的影响

【目的】研究秸秆还田方式对东北黑土理化性质及微生物群落的影响。【方法】试验周期为2019年12月至2021年10月,秸秆还田采用2种方式： 秸秆直接还田+微生物菌剂WJ(strawdirect return+microbial agent WJ;MD),秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ(straw compost return +microbial agent WJ;MC)。分析土壤肥力、酶活和微生物群落。【结果】分析两种方式土壤有机质(SOM)、腐殖酸(HS)和富里酸有机碳(FA-C)含量,发现秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ分别增加2.28g/kg、7.82g/kg和5.26g/kg。土壤铵态氮(NH4⁺-N)、速效磷(AP)略高于秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ,均在6月份达到峰值。胡敏酸有机碳(HA-C)含量下降。此外,土壤脲酶、转化酶、纤维素酶活性和碱性磷酸酶活性对比发现,秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ分别高8.55%、15.46%、4.35%和6.19%。高通量测序结果显示,秸秆直接还田+微生物菌剂WJ中细菌和真菌的多样性均比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ丰富。其中Anaerolinea、Bacteroidetes、Pseudomonas为优势细菌,Tausonia、Mrakia、Mrakiella为优势真菌。【结论】秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ更有利于土壤有机质、腐殖酸、土壤酶活性和微生物多样性的增加,这说明秸秆添加WJ菌剂直接还田可以减少有机养分的流失,保持田间土壤肥力。     

秸秆颗粒还田对黑土土壤酶活性及细菌群落的影响

为探讨不同玉米秸秆颗粒还田量对黑土生物学特性及细菌群落的影响,在内蒙古兴安盟扎赉特旗农业科技示范园试验地设置秸秆0%还田,还田量0kg/hm^2(CK)、秸秆60%还田,还田量4500kg/hm^2(JG1)、秸秆70%还田,5250kg/hm^2(JG2)、秸秆80%还田,6000kg/hm^2(JG3)、秸秆90%还田,6750kg/hm^2(JG4)和秸秆100%还田,7500kg/hm^2(JG5)6个处理,通过连续2年大田试验,研究土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性、微生物生物量碳氮以及细菌群落的变化。结果表明:秸秆还田能够增加土壤蔗糖酶(3.29%—32.12%),脲酶(5.32%—52.66%),过氧化氢酶(0.60%—27.11%),碱性磷酸酶的活性(10.89%—64.20%),土壤微生物生物量碳(1.32%—7.07%)、氮(16.35%—80.46%)含量;秸秆施入土壤也提高了黑土变形菌门和厚壁菌门相对丰度,提高了土壤固氮、分解养分及抵御病害能力,并降低了放线菌门相对丰度,降低了土壤病害发生概率,还出现了具有固氮、吸磷、改良土壤特性的新细菌,可见玉米秸秆还田具有重要的生态学意义,可在一定程度上增加细菌数量和种类多样性,进而使土壤系统向稳定健康的方向发展。综合研究结果在本试验条件下,以6750kg/hm^2为较适宜的玉米秸秆颗粒还田量。     

碧塔海湿地不同水分梯度下土壤真菌群落结构及功能类群研究

【目的】通过对碧塔海湿地不同水分梯度下土壤真菌群落结构及功能类群的分析,以期为湿地资源管理和生态恢复提供参考。【方法】选择滇西北碧塔海湿地不同水分梯度下的土壤,包括常年淹水的沼泽湿地(swamp wetland,SW)、季节性淹水的沼泽化草甸(swamp meadow,SM)和无淹水的草甸(meadow,M),利用Illumina高通量测序和FUNGuild比较分析不同水分梯度下土壤真菌群落结构和功能类群,并探究环境因子对真菌群落的影响。【结果】碧塔海湿地土壤真菌α多样性在不同水分梯度上无显著差异。非度量多维尺度分析和相似性分析表明真菌β多样性在不同水分梯度上存在显著的差异(R=0.501,P=0.001)。碧塔海湿地中真菌优势门为子囊菌门、担子菌门、隐菌门和被孢霉门。在不同水分梯度上担子菌门、被孢霉门和隐真菌门丰度存在显著差异(P<0.05)。优势科为火丝菌科、被孢霉科、古生菌科和珊瑚菌科(P<0.05)。相关分析显示,土壤pH、总氮、硝态氮、铵态氮、铁、钾、蔗糖酶和植物PCoA1与真菌α多样性呈显著相关(P<0.05)。冗余分析和相关性热图分析结果表明,含水率、铵...     

供磷水平和根际效应协同影响含碱性磷酸酶基因细菌群落的网络复杂性和稳定性北大核心

【目的】通过研究长期不同供磷水平下根际、土体土壤中编码碱性磷酸酶基因(alkaline phosphatase gene,phoD)细菌群落特征、网络复杂性、群落的稳定性及其与磷酸酶活性之间的关系,揭示供磷水平和根际效应在调控土壤有机磷矿化中的微生物学机制。【方法】选取华北平原长期施磷的小麦-玉米轮作体系石灰性土壤为基质土壤,开展根箱试验。选取的试验处理包括3个供磷水平,分别是0、50.0、200.0 kg P/hm^(2)(分别表示为P0、P50、P200)。玉米种子播种30 d后,采集玉米的根际土和土体土。采用高通量测序技术分析根际和土体土壤中编码碱性磷酸酶基因(phoD)细菌群落,探究施肥及根际效应对含phoD基因细菌的群落特征、网络特征的影响及其与磷酸酶活性的关系。【结果】随着施磷量的增加,速效磷(available P,AP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性在根际、土体土壤中均显著提高,且两者呈显著正相关。phoD基因丰度在P0、P200处理的根际土壤中显著高于土体土壤。含phoD基因细菌群落的α多样性在P50处理下的根际土壤显著高于土体土壤。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤中AP、有机磷(organic P,Po)和全磷(total P,Pt)是影响微生物群落的主要因素。与不施磷处理(P0)相比,施磷处理(P50、P200)下根际土壤中网络节点数和连接数降低,而土体土壤中网络节点数和连接数增加;同时,施磷处理含phoD基因细菌群落的鲁棒性(robustness)在根际土壤中显著提高,而在土体土壤中显著降低。Mantel检验表明,含phoD基因微生物群落中的优势物种在根际土壤与AP、酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)、内聚力(cohesion)和网络的鲁棒性显著相关,在土体土壤中无显著性。【结论】供磷水平及根际效应协同影响phoD基因丰度、含phoD基因细菌群落的α多样性、群落结构、优势物种、网络的复杂性及群落的稳定性,进而影响磷酸酶活性,调控了土壤中有机磷的矿化。     

减磷配施有机肥对丛枝菌根真菌群落的复杂度和稳定性的短期效应

【目的】探究减磷配施有机肥条件下土壤中丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）真菌群落特性、网络复杂性及群落的稳定性之间的关系，揭示有机肥替代背景下，土壤理化性质与AM真菌的群落结构对网络特征和群落稳定性的短期效应。【方法】在2012年开始的无机磷肥长期定位试验的基础上，于2018年实施减磷配施有机肥裂区试验，共设6个处理：施无机磷0、75、150 kg/hm²；无机磷肥施用量减少30%，即0、52.5、105 kg/hm²，并配施有机肥（猪粪）3 187 kg/hm²，每个处理重复3次。通过高通量测序和生物信息学分析，探究减磷配施有机肥对土壤中AM真菌群落的网络特征及稳定性的短期效应。【结果】相比于无机磷施用，减磷配施有机肥整体上降低了AM真菌群落的α多样性，各处理中的AM真菌优势类群均为球囊霉属（Glomus）和类球囊霉属（Paraglomus）。网络的平均度、平均加权度在无机磷肥及减磷配施有机肥处理中均在适量施磷下达到最大值，且无机磷肥处理大于减磷配施有机肥处理；网络负相关连接线数在无机磷肥处理中随施磷量增加而增加，而在减磷配施有机肥处理中随施磷量增加而减少。减磷配施有机肥通过抑制AM真菌群落间正相互作用来提高负正凝聚力比值，从而促进群落稳定性。相比于AM真菌的指示物种（indicator species）和关键类群（keystone taxa），优势类群（dominant taxa）与AM真菌群落的稳定性密切相关。【结论】在酸性紫色土中，短期减磷配施有机肥通过改变土壤pH、速效磷和有机质，调控AM真菌群落的α多样性和优势类群，进而影响AM真菌群落的网络复杂度和群落稳定性。     

绿肥配施氮肥对岩溶区稻田土壤微生物群落的影响

绿肥参与耕作改制是土壤培肥及作物增产的有效措施,对土壤微生物群落结构及多样性的影响至关重要。【目的】研究绿肥配施氮肥对岩溶区稻田土壤微生物群落结构的影响,阐明微生物、土壤生态环境因子及作物产量的相互关系,为岩溶稻区绿肥替代氮肥提供理论依据和数据支撑。【方法】以典型岩溶稻田土壤为研究对象,设置冬闲+不施氮肥(CK)、冬闲+氮肥(N)、绿肥+不施氮肥(M)、绿肥+氮肥(MN) 4个处理,通过3年田间定位试验,对土壤微生物进行高通量测序,解析不同施肥处理对细菌和真菌群落的影响。【结果】与CK相比,MN处理显著提高了早稻产量,提升了土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量,降低了速效磷含量。MN处理显著提高细菌群落丰富度及多样性,而真菌群落丰富度和多样性在MN处理有降低趋势。岩溶稻田土壤优势细菌类群主要为Chloroflexi、Proteobacteria和Acidobacteria等,优势真菌类群主要为Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota等。冗余分析(RDA)结果表明,土壤速效钾是影响土壤细菌群落组成的关键环境因子。共现网络分析结果表明,细菌-真菌群落交互关系主...