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基于高通量测序的设施连作果类菜根际土壤细菌群落结构和多样性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《华北农学报》2021,36(4)
为了揭示设施连作不同果类菜根际土壤细菌群落结构和多样性变化,采用Illumina MiSeq测序平台进行细菌16S rRNA高通量测序分析,研究设施连作5 a的番茄、黄瓜、辣椒和茄子之间的根际土壤和露地土壤细菌群落结构和多样性差异,探讨设施连作的不同作物对土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明:设施连作土壤中细菌多样性丰富,包括44个门、150个纲、364个目、575个科和1 046个属,其中变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门是土壤样品中细菌物种丰富度较高的6个门类,占所有细菌群落总数为露地84.56%、番茄83.02%、黄瓜82.21%、辣椒80.67%、茄子79.25%,4种作物根际土壤优势菌门丰富度占比均有显著差异并低于露地土壤;其中连作黄瓜变形菌门最高,放线菌门最低,分别占所有细菌群落总数31.53%,4.95%,根际土壤有益菌群高于其他果类菜和露地;连作番茄变形菌门丰度最高,酸杆菌门丰度最低,分别占所有细菌群落总数23.56%,5.16%,相对土壤质量最差。4种不同连作果类菜之间根系土壤细菌群落多样性均没有显著性差异,与露地相比连作黄瓜细菌群落多样性有显著性差异,表明不同果类菜根际土壤微生物多样性没有显著差异。为设施连作在内的许多农作物领域提供参考和可持续种植提供理论基础。 相似文献
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基于高通量测序患炭疽病草莓根际与健康草莓根际细菌群落的比较研究 总被引：3，自引：2，他引：1
研究旨在比较患炭疽病草莓与健康草莓根际土壤细菌群落多样性，了解其细菌群落生态特征，为找到有效的生防菌奠定基础。本研究基于土壤细菌16S rDNA V3-V4区基因多样性，利用Illumina Miseq高通量测序技术进行比较研究。研究得出：与健康对照相比，患病土壤细菌的OTUs数目及多样性指数均较低；在门水平上，变形菌门、拟杆菌门、浮霉菌门等是2种生境共有的优势类群；在属水平上，2种生境的优势菌丰度有差异，患病土壤的假单胞菌属丰度显著降低，气单胞菌属丰度显著升高；而且，健康土壤的解毒类菌、固氮菌、光合菌和硝化菌丰度均高于患病土壤。健康草莓根际土壤细菌丰富度及多样性均高于患病草莓，2种生境细菌菌群结构有差异，且健康土壤中对植物有益的功能微生物群体含量高于患病土壤。 相似文献
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旨在通过研究种植辣椒后的不同类型土壤根际微生物的群落结构变化特征,探索适合辣椒种植的微生物群落结构与土壤类型。以辣椒自交系SJ11-3为材料,利用Illumina MiSeq 2500测序平台对其种植前后不同类型土壤（包括潮土、稻田土和黄棕土）根际微生物进行测序和生物信息学分析,研究土壤细菌16S rRNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度、多样性及微生物群落结构。结果表明,种植前土壤中共获得2253个细菌分类操作单元(OTU)和775个真菌OTU,种植后土壤中共获得2353个细菌OTU和877个真菌OTU。辣椒种植会使不同类型土壤中细菌和真菌的OTU数量有所上升,且潮土中特有的OTU在种植辣椒前后均明显高于稻田土和黄棕土。同时研究发现,辣椒种植后Rhodanobacter、Gemmatimonas、Bradyrhizobium、Sphingomonas等细菌和Fusarium、Penicillium等真菌在不同类型土壤中相对丰度均显著升高。另外群落物种丰富度指数（ACE和Chao1指数）和群落多样性指数（Shannon和Simpson指数）分析发现,种植辣椒会使潮土、稻田土和黄棕土中真菌Shannon指数显著升高,而Simpson指数显著降低,物种多样性显著上升;细菌多样性则无显著变化。种植辣椒对潮土、稻田土和黄棕土中微生物多样性的变化均会产生重要影响,改变土壤微生物的丰富度及OTU类型。潮土在种植辣椒后微生物群落结构较为健康,未发现有大量病原菌富集,但稻田土和黄棕土则更容易造成病原菌的富集,因此推荐潮土为辣椒种植的适宜土壤。 相似文献
4.
苍术为多年生草本植物,传统的种植方式是连续多年在同一地块种植,这往往导致其生长发育受阻和土传病害的发生,根际微生物被认为是植物的第二基因组,对植物的生长发育具有重要作用。为分析栽培苍术对根际土壤微生物的影响,探讨苍术病害发生与微生物变化间的关系,以陕西省柞水县下梁镇种植过3年苍术的根际土壤,以及从未种植过苍术地块的土壤为试验材料,利用高通量测序方法对微生物群落进行扩增子测序分析。结果表明,栽培3年后,苍术根际土壤细菌和真菌结构发生变化,细菌群落多样性和丰富度下降,真菌群落多样性下降、丰富度上升,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门是细菌中的优势菌群,子囊菌门、被孢霉门、担子菌门是真菌中的优势菌群。栽培3年后,苍术的根际土壤微生物呈有益菌下降、病害菌增加的趋势。 相似文献
5.
在植物根际生态系统中,土壤微生物的作用不可忽视,栽培措施的改变会影响根际微生物群落结构,进而影响植物生长。野生条件下,东北山樱嫁接后几十年表现良好,与栽培条件下差异显著。为此,研究野生条件下嫁接对东北山樱根际微生物群落结构以及多样性的影响,对改善樱桃栽培环境及可持续发展具有重要意义。笔者利用选择性培养基,研究野生条件下嫁接与砧木东北山樱根际细菌、真菌、放线菌的数量、群落组成以及种群多样性。结果表明,嫁接对东北山樱根际微生物数量、群落结构及多样性影响差异显著。嫁接显著增加东北山樱根际微生物数量,并形成了以细菌芽孢杆菌属、固氮菌属;真菌木霉菌属、毛霉菌属;放线菌（链霉菌属）吸水类群、烬灰类群和青色类群为主的优势菌属;发现特有细菌埃希氏菌属、节杆菌属、不动杆菌属、德克斯氏菌属、葡萄球菌属。 相似文献
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扦插土壤微生物在茶树扦插短穗愈合生根过程中起着至关重要的作用。为探究不同类型苗圃土壤之间的真菌群落结构差异以及土壤环境因子与真菌群落结构之间的关系。本实验采用高通量测序技术对5个茶区苗圃地的非重茬表土、重茬表土、黄心土样品进行测序分析,比较不同类型扦插土壤中真菌群落多样性差异。Alpha多样性分析表明,黄心土的真菌群落的总数和多样性都低于重茬表土和非重茬表土,重茬表土和非重茬表土的真菌群落总数和多样性在不同地区存在差异。从五组土壤样品中共检测出5个门,其中优势菌群为接合菌门(Zygomycota),丰度占真菌群落的31.11%~77.00%。五组土壤样品的403个真菌菌属中,优势菌属均为未被分类的被孢霉科(unclassified_Mortierellaceae)。相关性分析表明,真菌OTU总数和物种总数Chao1与土壤有机质含量SOM有极强的相关性。本研究结果为茶树扦插土壤的选择提供了参考,也为茶树扦插土壤中病原微生物的进一步的筛选分离等研究提供了科学依据。 相似文献
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《分子植物育种》2021,19(5):1731-1740
为揭示农田栽参土壤改良中几种常用肥料施用后对土壤细菌群落的影响。利用Illumina Miseq高通量测序技术,分析测定肥料施用后土壤中细菌群落结构、物种丰度及物种组成。通过相关性分析研究土壤细菌群落多样性与土壤元素及土壤酶活性的关系。结果表明,施用肥料后鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、罗思河小杆菌属(Rhodanobacter)、norank_o_Saccharimonadales、节杆菌属(Arthrobacter)、norank_o_Gaiellales等菌属为土壤中优势菌属;F中细菌群落多样性最高,即ace指数与chao1指数最高。处理C细菌群落丰度最高,F处理细菌群落丰度最低;相关性分析发现土壤酶活性、土壤元素与土壤细菌群落结构存在显著相关性,UE、OM、p H、K、Fe、N、Ca等环境因子对土壤细菌结构影响较大。说明除了直接施入菌剂改变土壤细菌群落结构,通过改变土壤性质,也可以间接改变土壤细菌群落结构。研究表明,几种肥料的施用可以改善土壤细菌群落结构,其中,C肥料可以显著提高细菌群落丰度;A处理显著提高有益菌属鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的丰度;E处理使拮抗菌属罗思河小杆菌属(Rhodanobacter)丰度增加。本研究为几种常用肥料对土壤改良后土壤细菌种类、群落结构及其功能的影响机制提供实验依据。 相似文献
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为探究不同耕作方式对燕麦田土壤微生物群落多样性的影响,丰富土壤微生物的种类与数量,设置机械免耕和传统翻耕2种耕作方式,分别于燕麦拔节期和灌浆期取0~20cm土壤样品,用16S rRNA测序技术和ITS测序技术分别对土壤细菌和真菌进行测序,分析微生物群落多样性与差异性。结果表明,在免耕处理下,土壤微生物的种类更多,丰度更高。优势度分析显示,真菌优势菌门为子囊菌门和担子菌门;细菌优势菌门为放线菌门、变形菌门和酸杆菌门。因此,免耕处理较传统翻耕处理提高了土壤微生物多样性,为燕麦田耕作方式的选择提供理论依据。 相似文献
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生物有机肥对水稻土壤酶活性及微生物群落结构的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
[目的]为了探究施加生物有机肥(QD)之后水稻土壤酶活和微生物群落结构的变化,[方法]分别采用3,5-二硝基水杨酸比色法、磷酸苯二钠比色法、苯酚钠-次氯酸钠比色法、高锰酸钾滴定法测定土壤中的蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶活性；基于Illumina HiSeq 测序平台对土壤微生物基因组进行测序。[结果]表明：与CK相比,QD显著提高了土壤中脲酶和磷酸酶的活性(p<0.05),而对蔗糖酶和过氧化氢酶活性影响不显著(p>0.05)；在土壤基因组测序结果中变形菌门(Proteobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)分别是细菌和真菌中的优势物种,α-多样性分析显示QD使用前后真菌的多样性显著减少,细菌并没有明显变化。[结论]本研究结果在一定程度上为利用生物有机肥对农田土壤改良和农业的可持续发展提供了理论依据。 相似文献
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玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
在大豆开花期分别对3个施氮水平下(0、50和100 kg hm-2)大豆连作(大豆-大豆-大豆)、玉米-大豆轮作I (大豆-玉米-大豆)及玉米-大豆轮作II (玉米-玉米-大豆),应用PCR-DGGE技术研究了玉米-大豆轮作及施氮对土壤细菌群落结构变化的影响。结果表明,随着施氮水平的提高,3种种植方式土壤中细菌群落多样性、丰富度均呈减少趋势。高氮处理(100 kg hm-2)明显降低了大豆连作、玉米-大豆轮作II根际土壤细菌群落多样性及丰富度,玉米-大豆轮作I根际土壤细菌群落多样性及丰富度略有降低。玉米-大豆轮作I种植方式可减轻氮肥对其根际细菌群落多样性和丰富度的影响,但施氮明显改变了其细菌群落结构。玉米-大豆轮作II中大豆根际土壤细菌群落结构较为稳定,受氮肥影响较小。在3种种植方式的土壤中,分布着酸杆菌门、变形菌门及厚壁菌门细菌,其中前两门菌群占主导地位。 相似文献
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[Objective] The aim of this study is to understand the dynamics of cotton rhizosphere bacterial community structure in cotton continuous cropping field soil. [Method] 16S rDNA genes were sequenced by high-throughput sequencing technology to determine the community structure of cotton rhizosphere bacteria in different developmental stages using an upland cotton cultivar (Gossypium hirsutum cv. TM-1). [Result] Four dominant phyla were found in the cotton rhizosphere bacterial community including Proteobacteria, Acidobacteria, Planctomycetes, and Bacteroidetes. The four dominant phyla and Firmicutes were largely influenced by cotton root. The relative abundances of Acidobacteria, Planctomycetes, Bacteroidetes were promoted, and Proteobacteria and Firmicutes were inhibited, by cotton root. There were significant differences in community structure, but not species richness or α-diversity among different developmental stages of the cotton rhizosphere bacterial community; the differences between the flowering stage and the budding stage were greater than the differences between the budding stage and the seedling stage. The diversity of the rhizosphere bacterial community in cotton continuous cropping field soil was significantly higher than that of the bulk soil; the β-diversity values of both the rhizosphere and bulk soil bacterial communities were highest in the flowering stage. [Conclusion] The structure and dynamics of the cotton rhizosphere bacterial community in cotton continuous cropping field soil was defined by high-throughput sequencing. The effect of cotton on the rhizosphere bacterial community structure was most significant in the flowering stage. 相似文献
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基于大田试验和扩增子测序技术，分析在常规施肥（CK）基础上添加复合菌剂A(T1)、复合菌剂B(T2)、秸秆（T3）、秸秆+复合菌剂A(T4)和秸秆+复合菌剂B(T5)的处理对云南红壤坡耕地烟田综合应用效应的影响。结果表明，与CK处理相比，单施复合菌剂、秸秆还田及秸秆配施复合菌剂均能不同程度地提高红壤坡耕地土壤细菌群落丰富度、多样性和碱解氮、速效磷、速效钾含量、阳离子交换量及种植效益，改善上部烟叶化学成分的协调性和感官品质，整体以T5处理的综合应用效应较佳。综上，秸秆配施复合菌剂综合应用效应优于单施复合菌剂或单独秸秆还田，秸秆配施复合菌剂B更适合云南红壤坡耕地烤烟栽培。 相似文献
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通过高通量测序分析不同栽培条件下西瓜患枯萎病与健康植株根际土壤细菌群落差异,为克服西瓜连作障碍提供土壤生物学的理论依据。以西瓜品种‘早佳8424’为材料,采用Illumina Hiseq 平台进行测序,对其根际土样微生物16S(V4)区域进行扩增子测序分析,比较不同栽培条件下西瓜感病与健康植株根际土壤中细菌多样性变化,探讨影响西瓜枯萎病发生的关键细菌。连作健康组中共获得234895条序列,分归于11230 个OTUs;连作发病组中共获得224092 条序列,分归于11228 个OTUs;非连作健康组中共获得220963 条序列,分归于10068 个OTUs;非连作发病组中共获得231746 条序列,分归于10248 个OTUs。门水平上,变形菌门(Proteobacteria)在各组分中占比均为最高,分别为非连作健康土55.61%、非连作发病土60.84%、连作健康土46.06%、连作发病土47.21%,在非连作土壤中占比高于连作土壤11.59%。另外,连作健康组与非连作健康组存在组间差异显著物种,梭菌纲(Clostridia)在连作健康组中特有,而加玛变形菌纲(Gammaproteobacteria)仅存在非连作健康组中。而在属水平上,非连作组中丰度高的有水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、潘多拉菌属(Pandoraea)、热单胞菌属(Thermomonas)、乳杆菌属
(Acidobacterium),且RH组中Taibaiella、戴氏菌属(Dyella)和噬几丁质菌属(Chitinophaga)含量显著增高。对不同处理的综合分析表明,发病植株与健康植株在非连作条件下,根际土壤细菌群落结构差异明显;发病植株的根际土壤细菌群落在不同栽培条件下的组成结构不同。根际土壤细菌群落结构、数量和种类是影响西瓜枯萎病发生的主效环境因子之一。 相似文献
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通过对黄土高原地区冬小麦在不同施氮水平下土壤细菌群落多样性和理化性质的研究,揭示不同施氮量下土壤细菌群落结构的变化规律,为科学施肥以及土壤生态系统的可持续提供依据。本试验处理为5个不同施氮(N)量0 (N0)、90 (N6)、180 (N12)、240 (N16)、300 (N20) kg/hm2,N0处理为对照,采用高通量测序技术,研究不同施氮量对小麦耕层土壤细菌群落结构及理化性质的影响。结果表明：增施氮肥显著增加了土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD) (P<0.05)。随着施氮量的增加,土壤酶活性先升高后下降,在N12处理下土壤酶活性均最高。施氮量对土壤细菌多样性指数有显著影响。不同施氮量处理中土壤细菌16S rRNA基因拷贝数为6.47×1010~15.18×1010,在N12处理达到最大值。在门水平上,15个样品获得的类群中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势类群,其中N12处理显著提高变形菌门、硝化螺旋菌门的相对丰度,且N12处理的酸杆菌门相对丰度最低。主成分分析结果表明N12处理与其他处理距离较远。冗余分析表明,土壤理化性质及土壤酶与细菌群落密切相关。因此,施氮量显著影响土壤细菌群落结构及理化性质,施氮量(N)为180 kg/hm2时有利于提高细菌群落多样性及改善土壤结构。 相似文献
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为揭示土壤微生物群落对甘薯不同种植制度的响应机制,通过田间定位试验,设置甘薯连作、甘薯–小麦轮作、甘薯–玉米间作3个处理,采用磷脂脂肪酸（PLFA）和生态板（BIOLOG ECO）技术手段,研究了轮作与间作对甘薯根际土壤微生物群落结构、碳源利用能力的影响。结果表明,与甘薯连作处理相比,轮作与间作改变了土壤微生物主要类别的PLFA生物量,甘薯–小麦轮作与甘薯–玉米间作处理的细菌含量分别显著（P<0.05）增加21.82%和38.77%,放线菌含量分别显著增加6.98%和12.77%,革兰氏阳性菌生物量分别显著增加28.60%和63.44%,革兰氏阴性菌生物量分别显著增加18.21%和22.29%,真菌含量分别显著降低16.60%和13.03%;随着培养时间的延长,甘薯–玉米间作处理的平均颜色变化率（AWCD值）显著高于其他2个处理,甘薯–玉米间作处理对羧酸类化合物、多聚化合物、碳水化合物、氨基酸化合物和胺类化合物的利用能力较甘薯连作处理分别显著增加17.28%、14.67%、54.17%、36.62%和20.00%;冗余分析（RDA）结果表明,土壤微生物群落结构及功能多样性的变化受多种因素共同影响,土壤速效钾和全氮为主要驱动因子;甘薯–小麦轮作与甘薯–玉米间作在一定程度上均可优化土壤微生物群落结构,提升微生物功能多样性,其中甘薯–玉米间作处理效果较好。 相似文献
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[目的]为了解汤旺河国家公园不同林型的土壤真菌群落结构特征,探讨土壤真菌群落结构变化的影响因子,进一步明确土壤真菌群落结构与土壤环境因子之间的关系和作用；[方法]以白桦次生林、阔叶红松林和云冷杉红松林的森林土壤为研究对象,采用高通量测序技术测定0~20 cm土壤层真菌的群落组成和多样性。[结果]结果表明,土壤养分中的土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量从阔叶林到针叶林依次升高,而土壤pH值降低。此次分析土壤真菌包括3门9纲31目64科82属75种。云冷杉红松林和阔叶红松林中Basidiomycota门为主要优势菌门,白桦次生林中优势菌门为Mucoromycota；相对丰度差别较大的菌属包括Russula、Mortierella、Cenococcum、Pyrenochaetopsis、Solicoccozyma、Saitozyma、Humicolopsis、Tylospora菌属。[结论]通过冗余分析和相关性分析发现,汤旺河国家公园不同类型森林土壤真菌多样性可能受土壤pH、全氮、碱解氮、土壤含水率的影响。 相似文献
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为探究不同海拔下植烟土壤细菌群落结构特征及影响细菌群落结构的主要因素,在贵州省遵义地区选择海拔800（ZL）、1000（ZS）和1200m（ZH）的3块植烟土壤,采用16S rRNA高通量测序法对植烟土壤微生物多样性进行分析。结果表明,ZL和ZH处理植烟土壤细菌α多样性均低于ZS处理;3个海拔下植烟土壤优势门为放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteriota）,放线菌门的相对丰度以ZL处理最高,较ZH处理提高了34.22%;变形菌门表现则相反,ZH处理变形菌门丰度较ZL处理显著提高。绿弯菌门与酸杆菌门丰度在3个海拔处理中表现较为一致,均为ZS>ZL>ZH。聚类热图分析结果显示,土壤含水率和pH与Armatimonadota和蓝细菌门（Gyanobacteria）存在显著正相关关系,与变形菌门存在显著负相关关系;变形菌门、厚壁菌门（Firmicutes）和髌骨菌门（Patescibacteria）与土壤微生物量氮存在显著正相关关系,而与速效钾存在极显著负相关关系。 相似文献