烟草种子内生细菌群落结构与多样性

【目的】为了解烟草种子内生细菌的群落结构和多样性。【方法】分别对3个品种(K326、云烟85、云烟87)烟草种子内生细菌的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,并对3个品种烟草种子内生细菌群落结构和多样性进行分析。【结果】3个品种种子共获得的V3–V4区高质量序列片段128558条,Shannon指数计算为2.03–3.73,K326和云烟85内生菌多样性指数高于云烟87。3品种烟草种子内生细菌的优势门均为变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria、厚壁菌门Firmicute和拟杆菌门Bacteroidete。3个品种烟草种子内生细菌共有菌属共有27个,K326和云烟85的最优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas),云烟87的最优势菌属为大肠杆菌志贺菌属(Escherichia-shigella)。16S功能预测显示各种子中产生了丰度较高的蛋白质、核苷酸、糖类、辅酶及代谢产物合成的有益功能信息。【结论】烟草种子内生细菌多样性丰富,不同品种种子细菌群落组成基本相似,其丰度存在一定差异性。种子中存在的潜在有益细菌包括假单胞菌、类芽孢杆菌、根瘤菌、马赛菌、藤黄单胞菌、萨勒河菌、Lelliottia菌等,具有大量代谢相关的有益功能。研究结果为今后烟草种子内生菌的功能研究和利用以及种子病害生物防控提供参考信息。     

滴灌对苜蓿根际土壤细菌多样性和群落结构的影响

【背景】细菌作为土壤微生物中的重要类群,能够有效促进土壤物质循环和能量流动,细菌多样性以及群落结构能够反映土壤的质量状况。【目的】了解滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌群落结构及多样性变化,探讨土壤环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】基于细菌16Sr RNAV3-V4区高通量测序技术,分析比较滴灌与自然降雨两种模式下生长的苜蓿根际与非根际土壤中细菌多样性和群落分布规律,然后采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨土壤环境因子与细菌多样性的关系。【结果】苜蓿根际土壤中细菌多样性丰富,滴灌根际土壤中细菌多样性显著高于自然降雨根际土壤;土壤样品中共检测到细菌46门53纲116目220科469属,主要的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,25.27%-34.42%),其中α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,11.41%-18.97%)为优势亚群,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,1.00%-4.54%)为优势属。相较于自然降雨,滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌的6个门和16个属的群落结构发生显著变化;此外,RDA分析表明,不同环境因子对微生物群落的影响不同,滴灌根际土壤中9个细菌属的丰度与全磷、全钾、有效磷、碱解氮、有机质、土壤中性磷酸酶以及土壤脲酶的含量显著正相关。【结论】滴灌作为新型节水技术,在促进植物生长、提高产量、节约成本的基础上增加了植物根际土壤中细菌多样性和丰度,该结果为新型灌溉体制的改革以及土壤微生物资源的开发利用提供科学数据。     

青枯病与黑胫病混发烟株发病茎秆组织微生物群落结构与多样性

为了解青枯病与黑胫病混发烟株茎秆组织的微生物菌群组成,该文采用Illumina Miseq高通量测序技术研究了青枯病与黑胫病混发烟株发病茎秆和健康烟株未发病茎秆组织的真菌、细菌群落结构与多样性.结果表明:(1)发病茎秆组织中真菌群落丰富度与多样性较健康茎秆组织低,细菌群落丰富度与多样性较健康茎秆组织高.(2)健康茎秆组...     

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...     

水肥菌一体化番茄基质栽培系统青枯病病株和健株根际微生物群落结构的差异

[目的]探究水肥菌一体化基质栽培系统番茄青枯病害发生与根际群落结构的相互关系.[方法]通过田间病情调查,统计番茄青枯病发病率和病情指数,进而利用高通量测序技术比较分析感染青枯病和健康番茄植株根际基质细菌群落结构多样性和组成.[结果]番茄植株在生殖生长期(移栽后60 d)的发病率(6.17％)和病情指数(5.11)均大于...     

大豆不同生育期根际土壤细菌群落结构的变化

为了解大豆根际细菌群落结构多样性及根际细菌群落结构的变化,该研究以大豆苗期和成熟期的根际土壤为材料,采用Illumina高通量测序技术测定细菌16S rRNA V3+V4区序列,探究大豆不同生育期根际土壤细菌群落结构的变化。对原始数据进行拼接、过滤、去除嵌合体序列和聚类分析等数据处理,并对OTU进行分类学注释。在此基础上运用ANOVA分析物种组成变化,Alpha多样性指数研究细菌多样性变化。结果表明:细菌丰富度和多样性在不同生育期有显著变化,其中成熟期土壤中的细菌丰富度和多样性指数均明显高于苗期; 变形菌、放线菌、酸杆菌是大豆根际的优势菌门,其含量在不同生育期也有显著变化; 假诺卡氏菌属、糖丝菌属、鞘氨醇单胞菌属是大豆根际的优势菌属,这些菌属中的部分菌群属于根际促生菌,具有潜在的促生效应。这些结果证实大豆的生育期对根际土壤细菌群落结构有重要影响。     

基于高通量测序的裕民红花根际土壤细菌群落特征分析

【背景】新疆裕民县是我国最大的红花种植基地,其独特的地理环境和气候条件适合红花生长且有利于红花良好品质的形成。【目的】探究新疆裕民县山地栽培红花不同生育期的根际土壤细菌群落及其与环境因子之间的关系,为揭示道地药材"道地性"的本质与规律提供科学依据。【方法】在3块裕民栽培红花样地中分别采取营养生长期与生殖生长期的根际、非根际土壤,测定其土壤性质,并提取基因组DNA对16S rRNA基因的V4高变区进行PCR扩增构建文库,经过Illumina HiSeq高通量测序平台测序后使用生物信息学技术分析土壤细菌的丰富度、多样性指数和群落结构,然后分析多样性指数与环境因子之间的相关性。【结果】从36个红花土壤样品中共得到10303个细菌操作分类单元(Operationaltaxonomicunit,OTU),分属于47门102纲201目381科738属405种,其中放线菌门(Actinobacteria,32.9%)和变形菌门(Proteobacteria,28.7%)是优势菌群。方差分析显示丰富度指数Chao1与多样性指数Shannon在4个样品分组的细菌群落中无显著差异,而主坐标分析(Principal coordinates analysis,PCoA)和属水平的物种丰度分布情况表明各样地之间的细菌群落构成差异明显。【结论】经分析,红花根际土壤中存在大量适应环境变化的细菌,这些细菌的存在可能对红花道地性的形成有积极作用。此外,土壤性质、植物的生长阶段和根系分泌物可能通过影响红花根际细菌群落来致力于红花道地性的形成。     

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。     

呼和浩特市大青山白桦根际土壤细菌群落结构研究

采用高通量测序技术对天然次生林生态系统演替过程中先锋树种白桦的根际土壤细菌多样性及群落结构进行了分析。研究结果表明:白桦根际土壤细菌隶属于28门、90纲、126目、213科、286属,在3个采样地中排名前8的优势细菌门的相对丰度均大于1%,分别为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。各样地中前3个门的相对丰度之和均在60%以上。对白桦根际土壤细菌的α多样性指数、门水平的聚类热图以及PCoA聚类结果的分析表明,3个采样地中,小井沟(B2)和哈达门森林公园(C2)白桦根际土壤细菌的物种组成更为接近,与井儿梁(A2)的物种组成有一定差异;且小井沟和哈达门森林公园的物种多样性及丰度(ACE指数)显著高于井儿梁,表明细菌对不同环境的适应能力有明显差异。对细菌群落结构与土壤理化性质的RDA分析及相关性分析表明,环境因子对白桦根际土壤细菌的影响顺序为:全氮TN酸碱度pH含水量WC速效钾AK硝态氮NN铵态氮AN有机质OM有效磷EP,其中,TN、pH和WC是白桦根际土壤优势细菌的主要影响因子。研究结果为深入认识森林生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因子提供了理论依据。     

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...     

烟草青枯病危害对烟田中小型土壤动物群落的影响

为了掌握重庆植烟区烟草青枯病危害对烟田中小型土壤动物群落结构及多样性特征的影响,分别于2015年3月烟田休耕期、6月烟株旺长期和9月烟叶成熟期在重庆市彭水县进行了定点实验,调查了烟草青枯病连续成灾烟田及其对照无青枯病危害烟田中的中小型土壤动物群落。共捕获中小型土壤动物50112只,隶属于33个类群。其中,线虫、螨类和弹尾虫构成了烟田中小型土壤动物的主体,对烟田土壤动物群落特征起决定性作用。不同季节青枯病田及其对照田土壤动物整体数量表现为3月6月9月。两类烟田不同季节的土壤动物及其主要类群相对多度和密度,以及群落Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势集中性指数均表现出了明显的动态变化,且出现了显著性差异(P0.05)。群落相似性分析显示,两类烟田土壤动物群落组成相似度高,但烟草青枯病危害加剧会使相似度降低。群落稳定性结果表明,6月和9月对照田稳定性均要明显大于青枯病田。螨类与弹尾虫个体数的A/C比值均为对照田大于青枯病田,且3月和6月差异显著(P0.05)。主成分分析(PCA)表明,青枯病危害对土壤动物个体数、土壤动物密度、中气门亚目、甲螨亚目、线虫、啮虫目和棘跳虫科以及螨类与弹尾虫个体数的A/C比值影响较大;而这些对青枯病危害反应敏感的土壤动物指标,可作为青枯病发生和危害程度评价的特征指标;另外,基于PCA得分的土壤样品采集点排序结果进一步指出,两类烟田土壤动物群落组成的异质性随着青枯病危害程度的加剧而加大。上述结果说明土壤动物群落组成和多样性特征与青枯病的发生和危害密切相关;在农业生产上要开展可持续和有效的烟草青枯病生物防治,应不断加强该病原菌与土壤中小型动物生态关系的基础研究。     

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。     

阿尔泰银莲花根际土壤微生物多样性研究

为了解野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤微生物多样性的差异,该研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术对野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤微生物的群落组成和多样性进行探究。结果表明:(1)野生阿尔泰银莲花根际土壤的真菌多样性显著高于栽培阿尔泰银莲花(P<0.05),而细菌多样性差异不显著(P>0.05); NMDS分析结果显示,野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤真菌群落结构差异更显著。(2)细菌9 566个可操作分类单元(OTUs)涉及39门127纲315目500科886属,真菌2 670个OTUs涉及15门57纲138目293科597属。在门水平上,细菌群落中的变形菌门、酸杆菌门、放线菌门及真菌群落中的担子菌门、子囊菌门、被孢霉门均为野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤优势菌门,但其相对丰度在不同生长方式下存在差异。(3)环境因子关联分析(RDA)结果显示,土壤有机质是影响土壤细菌群落的主要因子(P<0.05),土壤pH、碱解氮和有效磷是影响真菌群落的主要因子(P<0.05)。综上认为,野生和栽培下的阿尔泰银莲花根际土壤微生物群落组成和多样性存在显著差异,这种差异可能与不同生长条件下的土壤理化性质存在密切的联系,该研究结果对阿尔泰银莲花科学种植以及土壤改良具有一定意义。     

微生物菌剂对楸树幼苗生长及根际土细菌群落结构的影响

为探究球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗生长及土壤肥力的作用机制,本研究楸树幼苗为研究对象,采用室内盆栽试验,设计0（CK）,10（T1）,15（T2）,20（T3）4种微生物菌剂施用量,测定幼苗生长情况、土壤微生物组成结构、土壤酶和土壤养分等特征。研究结果如下：（1）球毛壳ND35微生物菌剂可显著促进楸树幼苗的生长,株高、地径、地上及地下生物量显著提高（P<0.05）,T2处理下促生效果最好。（2）施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著提高土壤中有机质、硝态氮、铵态氮含量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性（P<0.05）。（3）球毛壳ND35微生物菌剂可显著影响土壤细菌群落组成,提高细菌群落的丰富度和多样性,使土壤中β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度显著下降,α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）的相对丰度呈显著提高,可使土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）的相对丰度显著提高21.88%-103.56%（P<0.05）,芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度提高66.28%-65.97%（P<0.05）,酸杆菌属（Acidibacter）的相对丰度提高12.76%-38.06%。（4）冗余分析（RDA）结果表明,土壤硝态氮、铵态氮、有机质是影响土壤细菌群落分布和多样性的重要环境因子,土壤细菌群落结构的改变会显著影响土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性。因此,施用球毛壳ND35微生物菌剂可通过影响植物根际土壤的化学性质及生物性质,促进楸树幼苗的生长。这一研究结果为楸树繁育提供了新的指导方向,亦为将其用于困难立地及退化生态系统植被恢复提供基础理论指导。