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。     

健康与感染青枯病烟株根际土壤与茎秆细菌群落结构与多样性

【目的】了解健康烟株与感染青枯病烟株在根际土壤、茎杆发病部位、茎杆病健交界部位以及未发病茎杆的细菌群落结构与多样性。【方法】分别对土壤与茎杆样品中细菌的16S rRNA基因V3-V4区进行扩增,采用Illumina MiSeq测序技术对扩增片段进行高通量测序,然后对健康烟株与感染青枯病烟株不同部位细菌群落结构与多样性进行分析。【结果】感染青枯病烟株发病茎杆及根际土壤的细菌群落多样性高于健康烟株茎杆及其根际土壤样品,病健交界茎杆样品细菌群落多样性低于健康烟株。变形菌门(Proteobacteria)在所有样品中均为优势菌门;所有烟株根际土壤的优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi);健康烟株茎杆部位的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria);感染青枯病烟株发病茎杆和病健交界茎杆部位的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。所有根际土壤样品的优势菌属为劳尔氏菌属(Ralstonia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、黄杆菌属(Flavobacterium)和代尔夫特菌属(Delftia),而感染青枯病烟株根际土壤的劳尔氏菌属(Ralstonia)和假单胞菌属(Pseudomonas)相对丰度显著高于健康烟株根际土壤,鞘脂单胞菌属相对丰度显著低于健康烟株根际土壤。烟株茎杆的优势菌属为劳尔氏菌属和假单胞菌属等。感染青枯病烟株病健交界茎杆中劳尔氏菌属、肠杆菌属(Enterobacter)和泛菌属(Pantoea)相对丰度显著低于健康烟株样品。【结论】健康与感染青枯病烟株茎杆样品细菌群落的丰富度和多样性明显低于相应的根际土壤样品。较健康烟株而言,感染青枯病烟株根际土壤和茎杆样品细菌群落丰富度和多样性均表现出不同程度地增加,且根际土壤细菌群落结构变化较茎杆样品明显,而病健交界茎杆样品细菌群落丰富度和多样性降低。烟草青枯病为典型土传病害,其病原茄科劳尔氏菌尽管能在烟株维管束中蔓延扩增,但主要还是分布于土壤中;它的存在似乎对土壤细菌群落的影响大于茎杆样品的。该研究结果提示对于青枯病的防治不能局限于烟株本身,田间土壤也应加大防治力度。     

辣椒青枯病罹病与健康植株根际土壤微生物群落多样性研究

系统研究和分析辣椒青枯病常发地发病与健康植株土壤微生物群落结构特征,为辣椒青枯病的绿色防治提供理论依据.基于16SrDNA基因高通量测序技术,对辣椒青枯病发病和健康植株根际土壤微生物群落结构和组成进行分析,同时采用biologyeco平板培养技术研究其土壤微生物群落代谢多样性和功能多样性的特征.结果表明,辣椒青枯病发病和健康植株根际土壤微生物群落组成之间存在显著差异,辣椒青枯病发病土壤的OTU为4566个,辣椒青枯病健康土壤的OTU为4167个.依据OTU所属细菌物种信息对土壤细菌群落结构进行分析,变形菌门在发病和健康土壤中均为优势细菌类群,其次为放线菌门类群.其中健康植株根际土壤中芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、装甲菌门(Armatimonadetes)的相对丰度比发病植株的分别高出了4.37,3.87倍,而发病植株根际土壤中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度比健康植株的高出了3.87倍.辣椒青枯病发病土壤和健康土壤的土壤微生物代谢多样性也存在显著差异,同时,健康土壤中其微生物群落代谢得到显著增强,特别是对酚类化合物的利用显著增多,对辣椒抗病性存在显著的影响.研究表明,辣椒青枯病发病和健康植株根际土壤微生物群落组成和结构之间存在显著差异,并且健康土壤的微生物群落对酚类化合物的利用显著增强.     

烟草气候斑点病叶际细菌群落结构与多样性研究

气候斑点病是一种为害烟草的重要非侵染性病害,为解析烟草气候斑点病叶际细菌群落结构和多样性,利用lllumina高通量测序技术对不同时期感病与健康烟叶叶际微生物群落组成进行测序分析.结果表明,感病烟叶叶际细菌优势菌属为微小杆菌属(Exiguobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、泛菌属(Pantoea)和不动杆菌属(Acinetobacter).健康烟叶的优势细菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、微小杆菌属(Exiguobacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)、泛菌属(Pantoea)和肠球菌属(Enterococcus).发病前期,感病烟叶叶际细菌的多样性和丰富度均高于健康烟叶,而发病中后期,感病烟叶叶际细菌的多样性和丰富度均低于健康烟叶.其中,发病烟叶叶际细菌属unclassified＿f＿＿Enterobacteriaceae和微杆菌属(Microbacterium)的相对丰度显著高于健康烟叶,健康烟叶的unclassified＿f＿＿Comamonadaceae、norank＿f＿＿norank＿o＿＿Chloroplast、不...     

高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性分析

以青海高原2 300～4 000 m海拔范围的6处西北小檗(Berberis vernae)生境土壤为试材,采用高通量测序方法,分析不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构及多样性。研究结果表明:(1)在西北小檗生境土壤中,细菌群落组成主要包括10个细菌门21个细菌属,真菌群落由子囊菌门、担子菌门等8个真菌门59个真菌属组成。(2)低海拔位置的海东乐都1号样点(hdld1) 0～20 cm土层的细菌群落丰富性及多样性均最高,黄南泽库样点(hnzk) 0～20 cm土层的真菌群落丰富度最高,西宁大通样点(xndt) 0～20 cm土层的真菌群落多样性最高;随着海拔的升高,0～20 cm、40～60 cm土层的细菌群落丰富度及多样性呈现出先降低再升高再降低的趋势,20～40 cm土层的细菌群落丰富度及多样性则呈现出先升高后降低的趋势,0～20 cm、20～40 cm土层土壤微生物真菌群落丰富度呈现出先升高再降低再升高的趋势,0～20 cm、40～60 cm土层真菌群落多样性呈现先升高再降低的趋势,40～60 cm土层的真菌丰富度及20～40 cm土层的真菌多样性的变化趋势不明显。(3)硝态氮、速效磷和速效钾对土壤微生物群落的影响较明显。综上可知,高寒地区不同海拔梯度西北小檗生境土壤微生物群落结构多样性呈现出一定的海拔差异趋势,其海拔差异主要受到环境条件、土壤理化性质和植被分布的影响。     

健康与凋萎病杨梅树体及根围菌群的差异

凋萎病是制约杨梅产业发展的严重病害。为了有效防控凋萎病,本研究分析了杨梅健康和感染凋萎病树体各部位及根表土和根围土中细菌和真菌群落的丰富度与多样性的差异。结果表明: 与健康树相比,病树根围土、根表土、根、枝干、枝皮和叶片的细菌和真菌丰富度均发生了显著变化,其中,根表土细菌和枝皮内真菌的丰富度和多样性均显著降低,而枝皮内细菌和根表土的真菌丰富度和多样性均显著升高。病树各部位及根表、根围土细菌和真菌的优势菌相对丰度在门、纲和属水平上发生了明显的变化,在病树枝干、根和根表土中的假单胞菌属及根表土、根围土中的镰刀菌属的相对丰度明显降低,病树根表土及根围土中青霉菌属的相对丰度明显增加。与凋萎病菌同属的拟盘多毛孢菌在病树根内显著减少,而在其他位置均大量增殖,其相对丰度与多数相对丰度较高的真菌呈正相关。本研究结果将为开发杨梅凋萎病的生态改良、培育健康树体和生物防治技术提供有效的理论依据。     

青藏高原禾草混播对土壤微生物多样性的影响

土壤微生物多样性的形成、维持和变化机理是生态学研究的核心内容, 已有大量研究表明土壤微生物群落构建不仅受到土壤环境的深刻影响, 也与植物群落物种多样性密切相关。由于自然群落中土壤环境和植物多样性协同影响土壤微生物, 难以区分和厘清植物多样性和土壤环境对土壤微生物多样性构建的各自影响。该研究基于在青藏高原高寒草地构建的人工草地群落, 比较分析了3种优势禾本科牧草单播和混播及施肥处理13年后, 土壤细菌和真菌物种多样性及其与植物群落和土壤理化因子的关系。主要结果: 1)与各单播处理相比, 3种牧草两两混播一致显著降低了土壤细菌群落的丰富度和多样性, 其中变形菌门和放线菌门相对丰度显著增加, 而酸杆菌门、拟杆菌门和浮霉菌门相对丰度显著减小; 牧草混播对土壤真菌多样性没有显著影响。2)牧草混播显著降低了土壤pH和土壤全氮含量, 增加了土壤全磷含量; 施肥显著降低土壤pH, 增加了土壤速效磷含量; 但这些土壤理化因子的变化不足以解释土壤细菌和真菌多样性在处理间的差异。3)施肥显著提高了植物群落地上生物量, 降低了植物物种丰富度, 土壤细菌多样性随植物物种丰富度增加而减小, 而与植物生物量变化无关。该研究在野外条件下, 通过长期控制实验揭示了高寒草地禾草混播并不增加土壤微生物多样性, 为高寒地区牧草混播人工草地实践提供了科学依据。     

应用RAPD分析技术研究生姜青枯病的土壤防治

利用随机扩增多态性技术(RAPD)研究生姜连作地、施加有机肥后的生姜连作地及新开地中土壤微生物多样性与生姜青枯病的关系, 结果发现, 连作地的青枯病发病率为100%, 新开地没有发病, 而施加有机肥的连作地生姜青枯病发病率降至37%。发现施加有机肥连作地的真菌、放线菌数量增加, 平板上不同菌落形态的真菌、细菌、放线菌增加明显。多样性指数分析发现Shannon指数、Simpson指数等均显著增加。随机扩增条带出现连作地的条带丰富度较少、新开地的条带最多、施加有机肥连作地的RAPD条带明显多于连作地, 接近新开地, 并出现了一些连作地没有的特异条带。结果表明, 施加有机肥可以改善土壤微生物群落结构。     

南方红豆杉内生真菌的多样性与群落结构

从南方红豆杉480个针叶与枝条组织块中分离到628株内生真菌,根据形态特征和ITS序列鉴定为28属43个分类单元.其中,包括10种丝孢菌、20种腔孢菌、12种子囊菌和1种未知真菌,茎生拟茎点霉为优势种;根据相对频率,链格孢、出芽短梗霉、博宁刺盘孢、盘长孢状刺盘孢、黑附球菌、Fungal sp.、砖红镰孢、围小丛壳、Magnaporthales sp.、稻黑孢、斑点拟盘多毛孢、小孢拟盘多毛孢、Peyronellaea glomerata和Xylaria sp.1等在南方红豆杉中比较常见.南方红豆杉受到内生真菌侵染的程度较高,81%的组织有内生真菌存在,其资源丰富并具有较高的物种多样性;内生真菌分布受组织性质影响,南方红豆杉针叶中内生真菌的定植率、丰富度、多样性明显低于枝条,枝条间内生真菌组成比针叶与枝条间更加相似,表现出组织偏好性或专一性;组织年龄影响内生真菌的群落结构,随着南方红豆杉枝条组织年龄的增长,内生真菌的定植率、丰富度、多样性均表现出逐渐增加的趋势.系统研究南方红豆杉内生真菌的多样性与群落结构,阐明内生真菌在植物组织中的分布规律,可以为南方红豆杉内生真菌的开发利用提供基础资料和科学依据;探讨病原真菌在健康植物组织中的存在情况,对于南方红豆杉的植物资源保护具有积极意义.     

云南文山健康三七种植年限对根际微生物群落的影响

【背景】三七的连作障碍与微生物区系失衡有一定关联,了解种植年限对三七微生物区系的影响,判断根际微生物区系是否失衡,对三七连作障碍的防治具有重要意义。【目的】探究文山不同种植年限健康三七根际土壤细菌和真菌群落结构、多样性差异,以及与种植年限之间的关联,为后续缓解三七连作障碍提供理论依据。【方法】采集一年生、二年生和三年生健康三七根际土壤,采用16S rRNA基因和ITS序列进行高通量测序。对测序结果进行分析,比较一年生、二年生和三年生健康三七根际土壤细菌和真菌的多样性和群落分布规律及与种植年限的关联。【结果】一年生健康三七根际细菌和真菌群落的α指数均显著高于二年生和三年生。通过β多样性分析发现,一年生健康三七根际土壤中真菌群落结构与其他年限的真菌群落结构有较大差异。相关性分析结果表明,真菌的均匀度和香农指数与种植年限呈现显著的负相关性,其余指数不显著相关。三七根际丰富度前三的门和属,除Acidobacteria和Aquicella丰富度随着三七种植年限的增加而显著增加外,其余群落丰度都与种植年限呈负相关。细菌中Bacteroidetes、Proteobacteria和真菌中Ascomycota、Basidiomycota、Chytridiomycota的丰富度随着种植年限增加而降低。在属水平上,细菌中Opitutus和真菌中Mortierella、Clitopilus、Pholiota的丰富度随着三七种植年限的增加而降低。在二年生三七根际土壤中病原真菌Alternaria、Cylindrocarpon、Fusarium和Pestalotiopsis的丰富度低于一年生和三年生,而有益真菌Mucor和Bacillus的丰富度却呈相反趋势。同时,有益细菌Flavobacterium和有益真菌Myxocephala、Aspergillus的丰富度随着种植年限的增加呈下降趋势。【结论】三七种植年限的增加,会引起三七根际微生物区系失衡,增加根际病原真菌属的丰度,同时降低一些有益真菌属的丰度。     

青枯病易感和钝感桑树品种根际土壤真菌群落结构比较

为研究青枯病易感和钝感桑树品种植株根际土壤真菌群落组成,该研究以ITS1F和ITS2R为引物,基于高通量测序技术对桑树青枯病易感品种(台湾长果桑,SM)和桑树青枯病钝感品种(桂桑12号,IM)植株根际土壤真菌群落结构进行分析。结果表明：(1)两个品种间指示真菌丰富度的ACE、Chao1指数及表征多样性的Shannon指数无显著差异,门分类水平,被孢霉门(Mortierellomycota)和球囊菌门(Glomeromycota)是青枯病钝感桑树品种植株根际土壤中特有的优势真菌门;而属分类水平,Apiotrichum、地丝菌属(Geotrichum)、足放线病菌属(Scedosporium)和腐质霉属(Humicola)等是青枯病易感桑树品种植株根际土壤中富集的特有优势真菌属。(2)青枯病易感桑树品种植株根际土壤中,缺失了被孢霉门、球囊菌门真菌,以及被孢霉属(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)、曲霉菌属(Aspergillus)和毛壳菌属(Chaetomium)等具有生防功能的优势真菌门属,可能是其易感青枯病的重要原因。(3)根据真菌群落对同类环境资源的利用途径进行功...     

香蕉植株根区土壤的真菌多样性分析

尖孢镰孢菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)是香蕉枯萎病的病原菌,该菌是一种土壤习居菌,了解香蕉根区土壤中真菌多样性及镰孢菌属(Fusarium)真菌所占比例,对如何减少土壤中的病原菌、预防香蕉枯萎病的发生有重要的指导意义。该文通过采集不同宿根年限的香蕉健康植株和枯萎病植株的根区土壤,利用高通量测序技术测定土壤样品中的真菌种群。结果表明:(1)同一宿根年限的香蕉植株中,健康植株根区土壤中所获的reads及OTUs数量均高于枯萎病植株,说明健康植株根区土壤的真菌多样性丰富于枯萎病植株。(2)除了一年生香蕉枯萎病植株以担子菌门(Basidiomycota)为主外,其他土壤样品中均以子囊菌门(Ascomycota)为主,其中的丛赤壳科最高相对丰度来自三年生健康植株的根区土壤(26.02%),其次是五年生的枯萎病植株根区土壤(15.56%)。(3)在丛赤壳科中,镰孢菌属在三年生健康植株土壤中的相对丰度最高(2.54%),在其他样品中的相对丰度在0.1%～0.65%之间;在镰孢菌属中,腐皮镰孢菌(Fusarium solani)的相对丰度(0～1.59%之间)高于尖孢镰孢菌(F.oxysporum),尖孢镰孢菌仅占很小的比例(相对丰度0～0.08%之间)。可见,在不同香蕉植株的根区土壤中,健康植株的根区土壤真菌多样性高于枯萎病植株,无论是健康植株还是枯萎病植株的根区土壤中,作为香蕉枯萎病病原菌的镰孢菌属或尖孢镰孢菌的群体均不占主导地位。     

烤后不同霉变程度烟叶际真菌群落组成与多样性分析

【目的】为了解烤后不同霉变程度烟叶真菌群落组成与多样性。【方法】基于IlluminaMiSeq高通量测序平台对烤后烟叶叶柄和叶片叶际样品的真菌群落组成进行了分析。【结果】霉变重烟叶叶片(BQ)、霉变重烟叶叶柄(BZ)、霉变轻烟叶叶片(JQ)、霉变轻烟叶叶柄(JZ) 4类样品真菌分布于子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、接合菌门(Zygomycota)等7个菌门、27个纲、58个目、104个科、171个属的360个真菌分类单元(OTUs)。不同霉变程度烟叶叶际真菌群落组成、分类单元的相对丰度及优势分类单元皆存在不同程度差异。在属的水平上,霉变重烟叶叶片(BQ)的优势菌属为Aspergillus (89.64%)、Myrothecium (2.54%)、Rhodotorula (2.48%)、Gibberella (1.49%);霉变重烟叶叶柄(BZ)的优势菌属为Aspergillus(96.93%)和Alternaria(1.92%);霉变轻烟叶叶片(JQ)的优势菌属为Aspergillus(40.13%)、Rhodotorula(31.81%)、Alternaria(16.75%);霉变轻烟叶叶柄(JZ)的优势菌属为Aspergillus (62.77%)、Alternaria (9.74%)、Rhodotorula (5.20%)。【结论】霉变轻烟叶叶片样品真菌群落的多样性最高,霉变轻烟叶叶柄的真菌群落丰富度最高。霉变重烟叶样品的叶片部位的真菌群落丰富度和多样性均高于叶柄。烟叶霉烂为烤房常见病害,其病原真菌种类多样,且广泛分布于烟叶和环境中。该研究结果为烤房烟叶霉烂病的防治可根据不同发病程度的不同部位的真菌群落构成特征,制定相应的防治方案提供了参考依据。     

松萎蔫病发生区和未发生区油松根部真菌群落研究

植物根部真菌群落结构和多样性与植物的抗病性和病害的危害程度相互影响。为揭示松萎蔫病与松树根部真菌群落的相互作用,该研究对陕西省商洛市柞水县松萎蔫病发生区和未发生区油松的根尖活性、根部外生菌根真菌(ECMF)和深色有隔内生真菌(DSE)的侵染率进行分析,并通过油松根部可培养真菌的分离和鉴定,分析了两地油松根部真菌的群落结构及多样性。结果显示:(1)松萎蔫病未发生区油松根部的活性根尖比、菌根根尖比和ECMF的侵染率均显著高于发生区,而DSE的侵染率和微菌核密度却低于松萎蔫病发生区,ECMF的侵染率在两个样区油松根部都显著高于DSE。(2)从两个样区油松根部共分离到131个菌株,根据形态和分子学特征最终鉴定为23种真菌,其中DSE占绝对优势,且Phialocephala fortinii和Cryptosporiopsis ericae为油松根部分离真菌的优势种。(3)两个样区真菌的群落组成存在明显差异,共有真菌仅5种。(4)松萎蔫病未发生区真菌群落的丰富度(17)和多样性(2.012 0)、以及ECMF的相对丰度(8%)都高于松萎蔫病发生区(分别为11、1.197 9和1.6%),而DSE的相对丰度(70%)却明显低于发生区(82.7%)。研究表明,松萎蔫病的发生影响了油松根部的活性、菌根的形成、ECMF和DSE的侵染,以及根部真菌的群落组成和多样性。该文首次报道了DSE与松萎蔫病的关系,但分离真菌对油松松萎蔫病抗性的影响有待进一步研究。     

Artificial inoculation of banana tissue culture plantlets with indigenous endophytes originally derived from native banana plants

Fusarium wilt disease of banana is one of the most harmful fungal diseases affecting banana production worldwide. We hypothetically proposed that the loss of indigenous endophytes in tissue culture propagation of banana might be related to increased disease severity on banana plants. In the present study, a mixture of uncultivated endophytes, which was originally derived from native healthy banana plant in plantation, was used to artificially inoculate banana tissue culture plantlets. A broad spectrum of bacterial communities was detected in the roots of artificially inoculated plantlets by 16S ribosomal RNA gene analysis, and γ-Proteobacteria was identified as the dominant group. Banana wilt pathogen Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4 was inoculated to the plantlets after potting to investigate disease progress. With early diagnosis of fungal pathogen infection, 54% reduction was detected in artificially inoculated plantlets compared to endophyte-free control plantlets. The re-introduction of naturally-occurring endophytes into tissue culture banana plantlets led to a 67% suppression rate of wilt disease at the fifth month after pathogen infection on plantlets in the greenhouse. In addition to disease suppression, growth of host plantlets was also promoted with the inoculation of endophytes. The artificial inoculation method provided a foundational understanding of ecological enrichment to control banana wilt disease in future.     

Predicting disease occurrence with high accuracy based on soil macroecological patterns of Fusarium wilt

Soil-borne plant diseases are increasingly causing devastating losses in agricultural production. The development of a more refined model for disease prediction can aid in reducing crop losses through the use of preventative control measures or soil fallowing for a planting season. The emergence of high-throughput DNA sequencing technology has provided unprecedented insight into the microbial composition of diseased versus healthy soils. However, a single independent case study rarely yields a general conclusion predictive of the disease in a particular soil. Here, we attempt to account for the differences among various studies and plant varieties using a machine-learning approach based on 24 independent bacterial data sets comprising 758 samples and 22 independent fungal data sets comprising 279 samples of healthy or Fusarium wilt-diseased soils from eight different countries. We found that soil bacterial and fungal communities were both clearly separated between diseased and healthy soil samples that originated from six crops across nine countries or regions. Alpha diversity was consistently greater in the fungal community of healthy soils. While diseased soil microbiomes harbored higher abundances of Xanthomonadaceae, Bacillaceae, Gibberella, and Fusarium oxysporum, the healthy soil microbiome contained more Streptomyces Mirabilis, Bradyrhizobiaceae, Comamonadaceae, Mortierella, and nonpathogenic fungi of Fusarium. Furthermore, a random forest method identified 45 bacterial OTUs and 40 fungal OTUs that categorized the health status of the soil with an accuracy >80%. We conclude that these models can be applied to predict the potential for occurrence of F. oxysporum wilt by revealing key biological indicators and features common to the wilt-diseased soil microbiome.Subject terms: Molecular ecology, Infectious-disease diagnostics     

生物有机肥对土壤微生物群落结构变化及西瓜枯萎病的调控

【目的】研究施用生物有机肥处理土壤后对西瓜枯萎病发生的影响,明确可能与西瓜枯萎病发病密切相关的土壤微生物群落结构。【方法】设置2组不同年份材料对比,依次为施用生物有机肥后2016年发病期(CK2016、T12016)和2017年发病期(CK2017、T12017)。基于16S r RNA序列测定,利用Illumina Miseq高通量测序平台对施用生物有机肥后不同年份的土壤微生物群落组成和差异进行测序分析。【结果】试验结果发现,不同年份的土壤微生物群落中alpha多样性指数并无明显的差异,但是施用生物有机肥后的土壤相比对照土壤中细菌群落多样性略有增高。不同年份土壤细菌群落结构在门水平上差异不显著,其中变形菌门和硬壁菌门是构成这两个年份土壤细菌的重要组成部分,同时也是比较稳定的微生物类群。在属水平上分析发现主要动态变化菌属为芽孢杆菌属、肠球菌属、乳球菌属及水恒杆菌属。通过Spearman分析发现它们与西瓜枯萎病发生率的关系均为负相关。【结论】施用生物有机肥可帮助西瓜连作土壤的生态修复,对枯萎病防治起到一定的作用。通过对施用生物有机肥的不同年份土壤微生物种群结构动态变化及对枯萎病发生率呈正负相关的微生物菌属的分析研究,为如何利用调节土壤微生物群落结构来防治西瓜枯萎病提供了新的思路。     

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Tpb55灌根与烟草根围细菌多样性变化的相关性北大核心CSCD

【目的】利用454高通量测序技术分析生防菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Tpb55对烟草根围土壤细菌群落的影响;同时测定施加Tpb55处理对烟草黑胫病的大田防效。【方法】试验设置Tpb55菌剂108 CFU/m L灌根和空白对照2个处理,分别在处理0、10、22 d采集烟草根围土壤,提取土壤细菌总DNA,扩增细菌16S r DNA V1-V3区,对扩增产物进行454高通量测序,使用Qiime软件分析不同处理的细菌群落结构。【结果】对照和处理样品测序后共获得了41207个优质序列,鉴定属于细菌的25个门。所有样品中优势菌群均为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)。在病情发展过程中,放线菌门的细菌丰度逐渐下降,变形菌门含量呈上升趋势。施用Tpb55后,酸杆菌门含量明显上升并高于对照。对照中芽孢杆菌科(Bacillaceae)和多样性指示菌草酸杆菌科(Oxalobacteraceae)的细菌丰度均明显下降,Tpb55处理的样品中芽孢杆菌科含量不断上升,草酸杆菌科含量相对稳定。Chao1、ACE和Shannon指数分析表明,Tpb55处理的样品中细菌多样性和丰富度不断提高且高于对照。Tpb55处理后10 d和22 d,OTU序列数据库中与Tpb55 16S r DNA V1-V3区PCR产物高度同源OTU数目分别为31和45。Tpb55处理的烟草黑胫病病情指数(5.29)显著低于对照(38.52)。【结论】施用Tpb55可以提高根围土壤细菌多样性和群落结构稳定性,这可能是其发挥良好生防作用的重要机制之一。