科研产出
抗枯萎病香蕉品种宿根连作根际土壤微生物群落结构特征变化分析
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析抗枯萎病香蕉品种宿根连作根际土壤微生物群落结构特征变化，为深入研究抗枯萎病香蕉品种宿根连作抗性增强的作用机制及利用生防微生物进行香蕉枯萎病绿色防控提供理论依据。【方法】以抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉为试验材料，在枯萎病发病严重土壤上宿根连续种植3造：组培苗第一代（第1造）、宿根第一代（第2造）和宿根第二代（第3造），调查各造枯萎病发病率，四分法采集各造土壤样本并测定土壤化学性质；采集第1造健康和发病植株、第2和第3造健康植株的根际土壤样本，分别编号为S1、V、S2和S3，重复3次，利用Illumina高通量测序平台对12个土壤样本的细菌16Sr RNA和真菌ITS区进行测序分析；采用样本复杂度（Alpha多样性指数）、主坐标（PCoA）和UPGMA聚类分析土壤样本细菌和真菌群落的丰富度和多样性、门和属水平上的群落构成及相对丰度差异；通过Spearman分析优势微生物群落与镰刀菌属的相关性。【结果】抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉连续种植3造根际土壤化学性质未发生明显改变，种植第3造的香蕉枯萎病发病率显著低于第1和第2造（P＜0.05）。随着种植年限的增加，根际土壤细菌群落的多样性整体呈逐年下降趋势，而真菌群落的多样性整体呈逐年上升趋势。连作改变了香蕉根际土壤微生物的群落构成，S2和S3细菌和真菌的群落结构相近，明显与S1和V群落结构分离。S2和S3的壶菌门（Chytridiomycota）的相对丰度较S1分别低88.02%和89.51%,Fungi＿phy＿Incertae＿sedis的相对丰度分别高41.56%和82.81%,S3镰刀菌属（Fusarium）的相对丰度较S1、S2分别低45.60%和50.47%，与留芽种植宿根蕉抗性表现增强相关。发病植株根际土壤中变形菌门（Proteobacteria）和担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度较高，而酸杆菌门（Acidobacteriota）的相对丰度较低。球囊菌门（Glomeromycota）、毛霉门（Mucoromycota）、隐真菌门（Rozellomycota）和壶菌门（Chytridiomycota）的相对丰度均与镰刀菌呈负相关。【结论】宿根第3造蕉的发病率最低，其根际土壤与第1造发病植株根际土壤的细菌和真菌群落差异明显，推测根际土壤微生物群落丰富度、多样性和群落构成改变是抗枯萎病香蕉品种宿根连作抗性增强的原因。
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分室法不同网孔目数尼龙网对木薯根际的影响
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为探讨木薯根际土壤采样方法，选用不同网孔目数的尼龙网开展根袋试验，设置如下9个处理：A100(根区土壤灭菌+非根区不灭菌，100目)、A200(根区土壤灭菌+非根区不灭菌，200目)、A300(根区土壤灭菌+非根区不灭菌，300目)、B100(根区不灭菌+非根区灭菌，100目)、B200(根区不灭菌+非根区灭菌，200目)、B300(根区不灭菌+非根区灭菌，300目)、C100(根区、非根区土壤均不灭菌，100目)、C200(根区、非根区土壤均不灭菌，200目)、C300(根区、非根区土壤均不灭菌，300目)。每个处理在根区采集1个样品(Mid),在距离根区1 cm的上部根区(Top1和Top2)和下部根区(Bel1、Bel2)各采集2个样品。结果表明，(1)C200处理根际的脲酶活性显著高于A200处理，A200、A300、B200、B300、C200、C300处理的土壤生物学性质指标在同一处理内差异显著。(2)A200、B200、B300、C200、C300处理的细菌菌落相对丰度在不同处理间、同一处理内均有显著差异，其中疣微菌门的细菌相对丰度在Mid层表现为B300处理显著高于B200处理。(3)C300处理根际的ACE、Chao1指数明显大于C200处理。(4)各处理各土壤速效养分含量之间呈极显著或显著相关性，土壤速效养分含量与细菌菌门间的相对丰度也呈极显著或显著相关。(5)LEfSe分析结果表明，A200、B300和C300处理的细菌相对丰度在不同处理内差异显著。总之，通过对处理B、处理C的进行处理内比较发现，用200、300目尼龙网袋采集木薯根际土壤的生物学性质指标无显著差异；用200、300目尼龙网采集木薯根际土壤的优势菌门的相对丰度无显著差异，极少数菌门的相对丰度表现为300目显著高于200目。可见200目尼龙网袋更适用于采集木薯根际土壤，200目尼龙网袋既能阻止木薯根系穿透生长，也不会妨碍土壤水分、养分的运移和微生物的穿透。
关键词： 分室法 尼龙网目数 木薯根际 微生物群落 高通量测序 相对丰度
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不同连作年限对食用木薯产量、品质及土壤微生物群落的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究连作对食用木薯产量、品质及土壤微生物群落的影响，以不同连作年限食用木薯及其根际土壤为研究对象，采用Illumina高通量测序分析根际土壤微生物群落结构及多样性，同时测定不同连作年限食用木薯产量、品质、土壤理化性质及酶活性的变化。结果表明，食用木薯连作显著降低了其产量和品质，主要表现为株高、茎粗、薯长、粗淀粉、可溶性糖、粗蛋白和β-类胡萝卜素含量下降，粗纤维含量升高；土壤pH值、有机质和碱解氮含量随着连作年限的延长而降低，有效磷和速效钾含量显著升高，土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性显著下降。多年连作使食用木薯根际土壤细菌丰富度显著升高，多样性降低，土壤真菌丰富度和多样性降低，并改变了微生物群落结构，优势菌酸杆菌门（Acidobacteriota）、绿弯菌门（Chloroflexi）、担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度显著降低，芽单胞菌门（Gemmatimonadota）、子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度显著升高，有益菌热酸菌属（Acidothermus）、假丝酵母菌属（Candidatus＿Solibacter）、苔藓杆菌属（Bryobacter）、木霉菌属（Trichoderma）的相对丰度显著降低，病原菌镰刀菌属（Fusarium）和罗尔斯属（Ralstonia）的相对丰度则显著增加。Spearman相关性分析显示，所测土壤环境因子与产量、品质存在显著相关性，对产量和品质影响较大的环境因子排序为pH>碱解氮>有效磷>速效钾>过氧化氢酶>有机质>蔗糖酶>脲酶，环境因子对薯长、产量和β-类胡萝卜素的影响最为显著；土壤环境因子与土壤微生物多样性及优势菌门、菌属存在显著甚至极显著相关性，食用木薯长年连作使土壤环境因子变劣，进而影响了土壤微生物群落结构，导致土壤菌群失衡，产量和品质下降，造成连作障碍，并且连作障碍在食用木薯连续种植的第3年开始凸显。研究结果旨在为揭示食用木薯连作障碍形成机制及缓解措施提供理论依据。
关键词： 食用木薯 连作 产量和品质 微生物群落 高通量测序
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不同来源微生物对葡萄枝条猪粪共堆肥过程的影响
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探讨不同来源微生物对葡萄枝条猪粪共堆肥过程的影响，以不添加外源微生物为对照（CK），分别设置接种沼液（T1）和微生物菌剂（T2）处理，分析不同处理堆肥过程中的堆体温度、水分、pH、电导率、总氮磷钾含量、种子发芽指数及细菌和真菌群落的变化情况，以确定堆肥过程中的关键微生物种类。结果表明，T1处理在第3天时堆体温度已超过45℃，较T2处理前期升温更快，3种处理的最高堆体温度均达到60℃。各处理堆肥的水分、pH、电导率和养分含量变化一致，总氮、总磷、总钾含量分别为3.43%～3.59%、1.46%～1.56%、1.87%～2.02%，其中，T2处理发酵结束后，堆肥的水分、pH和电导率较其他处理更高。堆肥过程中，CK和T1处理第30天物料的种子发芽指数超过70%，较T2处理更快地达到有机肥料标准。微生物群落分析表明，各处理堆肥发酵前期变形杆菌门和厚壁菌门的相对丰度超过75%；发酵中期厚壁菌门为优势菌群；发酵中后期拟杆菌门和异常球菌-栖热菌门的相对丰度上升，最终占比均超过20%。相关分析表明，厚壁菌门、拟杆菌门和异常球菌-栖热菌门3种细菌门类与堆肥各项指标呈显著相关。贡献度分析表明，微生物群落对堆肥的总贡献度为33.90%，其中芽单胞菌门的贡献度达80.80%。以上研究结果为进一步研究筛选专用型耐受抗氧化物的发酵菌剂提供了参考依据。
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粉垄耕作和间作绿肥还田对甘蔗不同生长时期土壤微生物群落功能多样性的影响
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探讨粉垄耕作和间作绿肥还田后对甘蔗不同生长时期土壤微生物群落功能多样性的影响,为甘蔗产业可持续发展提供理论参考.[方法]设常规单作(CT)、常规间作绿肥还田(CTJ)、粉垄单作(FL)和粉垄间作绿肥还田(FLJ)4个处理,利用Biolog微平板法研究不同处理对甘蔗分蘖期、伸长期和成熟期土壤微生物群落功能多样性的影响.[结果]培养期内,不同处理的平均颜色变化率(AWCD)随着培养时间的增加而增大;培养至168 h时,甘蔗3个生长时期0~20 cm 土层中各处理的AWCD值均为分蘖期>伸长期>成熟期,每个时期各处理在0~20cm 土层的AWCD值大于20~40 cm 土层.在0~20 cm 土层,分蘖期、伸长期和成熟期FLJ处理的AWCD值分别比其他处理增加24.6%~55.2%、114.8%~205.3%和25.9%~47.8%.在甘蔗整个生育期,0~20和20~40 cm 土层中FLJ处理的Shannon-wiener多性样指数、Simpson优势度指数和Mclntosh丰富度指数最大(成熟期Mclntosh丰富度指数除外),但与其他处理总体差异不显著(P>0.05).碳水类、氨基酸类和羧酸类为微生物代谢利用最主要的碳源,0~20 cm 土层中FLJ处理对碳水类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、胺类、酚酸类六类碳源的利用强度总体上大于其他处理.在分蘖期,土壤微生物对多聚物类和氨基酸类的利用程度最高;在伸长期和成熟期均为对碳水类和氨基酸类的利用程度最高.主成分分析表明,粉垄耕作和间作绿肥还田影响着土壤微生物群落碳代谢能力,各处理的微生物群落代谢功能存在显著差异(P<0.05),导致微生物群落功能差异的特征碳源为碳水类、氨基酸类和羧酸类.[结论]粉垄耕作结合间作绿肥还田可以增加土壤微生物群落功能多样性并提高其对碳源的利用程度,可作为一种耕作与栽培模式在广西蔗区推广应用.
关键词： 粉垄耕作 绿肥还田 微生物群落 代谢功能 功能多样性 甘蔗
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功能微生物对葡萄酒风味的影响研究进展
《生态学杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：葡萄酒风味是衡量葡萄酒品质的关键因素之一.葡萄果实中的风味前体物质在真菌(酵母菌、霉菌)、细菌(乳酸菌、醋酸菌)等微生物的共同作用下,得以在葡萄酒发酵过程中释放,微生物在发酵中的相互作用也会影响葡萄酒最终风味的形成.尽管多组学技术使我们对微生物群落结构和葡萄酒风味有了较为清晰的认识,但微生物在葡萄酒风味特征中的作用机制仍有待进一步研究.本文对葡萄酒酿造过程中微生物种群演替、葡萄酒的风味变化特征进行了归纳,重点综述了发酵各阶段微生物对葡萄酒复杂风味形成的影响,旨在更好地挖掘真菌和细菌的潜力,促进葡萄酒酿造过程中风味物质的表达,为生产满足消费者需求的特色葡萄酒提供依据.
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绿肥配施氮肥对岩溶区稻田土壤微生物群落的影响
《微生物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：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要以正相互作用为主，细菌主要类群为Chloroflexi和Proteobacteria，真菌主要类群为Ascomycota和Basidiomycota。【结论】绿肥翻压配施氮肥有利于改善土壤养分含量，其效果优于单施绿肥或单施氮肥，且有利于改善土壤微生物学性状，为岩溶区绿肥替代氮肥提供了数据支撑。
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病死猪无害化处理关键菌株分析
《湖南生态科学学报 》 2022
摘要：【目的】探究用生物发酵法无害化处理病死猪过程中的关键微生物，为发酵过程机理解析及菌剂复配优化提供参考依据。【方法】利用二代及三代全长测序技术测定细菌16s rDNA序列，研究微生物群落在不同水平下的相对丰度和群落功能变化，确定病死猪无害化处理过程中的关键微生物种类。【结果】用生物发酵法无害化处理病死猪过程中存在优势微生物种群，且群落功能变化与芽孢杆菌属（Bacillus）相对丰度变化趋势一致。【结论】用生物发酵法无害化处理病死猪过程中关键微生物为芽孢杆菌属细菌，且凝结芽孢杆菌类是其中的主要功能种群。
关键词： 病死猪 无害化 生物发酵 微生物群落 16s rDNA
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基于高通量测序的木薯根域土壤微生物群落结构研究
《农业研究与应用 》 2021
摘要：为研究木薯根域土壤微生物群落结构,开展了根袋试验,处理包括2个木薯品种（华南205:SC205和桂热4号:GR4）和3个施肥处理（包括不施肥T1,普通施肥T3,施2倍氮肥T7）,并进行了Illumina Hiseq高通量测序。结果表明,细菌优势群落为放线菌门（Actinobacteria,8.579%～10.697%）,变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）等。根域土壤比非根际土壤相对富集变形菌门和10个细菌属;SC205根域的硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、5个纲（δ变形菌纲等）和6个属（Flavisolibacter等）的相对丰度比GR4要高,但鞘脂杆菌纲则相反。真菌优势群落为子囊菌门（43.71%～59.79%）、毛霉门、担子菌门等。根域土壤施肥抑制壶菌门（Chytridiomycota）相对丰度。相对于根域土壤,T7提高了非根际土壤中的Agaricomycetes, Geminibasidiomycetes和Microbotryomycetes纲的相对丰度。T7比T1显著降低了根域土壤Chytridiomycetes纲的相对丰度。LEfSe结果表明:根域土壤施肥降低了哈茨木霉的相对丰度。α多样性结果表明:土壤细菌物种丰度顺序为T7 GR4 关键词：
木薯根域
微生物群落
鞘氨醇杆菌属
硝化螺旋菌门
哈茨木霉
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香蕉套种黑皮冬瓜对香蕉枯萎病的防控效果及土壤微生物群落的影响
《南方农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探索香蕉套种黑皮冬瓜后对香蕉枯萎病的防控效果及蕉园土壤微生物群落的影响,为香蕉枯萎病的综合防控提供理论参考。【方法】以抗（耐）枯萎病香蕉品种桂蕉9号、易感枯萎病香蕉品种桂蕉1号为试验材料,在上一造香蕉枯萎病发病率大于50%的蕉园进行随机区组试验,设桂蕉9号套种黑皮冬瓜、桂蕉9号单作、桂蕉1号套种黑皮冬瓜和桂蕉1号单作4个处理,调查香蕉枯萎病发病率、香蕉和冬瓜采收后产量,检测冬瓜采收后蕉园土壤的理化性质和微生物数量,并通过高通量测序技术研究不同处理间土壤细菌群落结构和组成的差异。【结果】桂蕉9号套种黑皮冬瓜、桂蕉9号单作、桂蕉1号套种黑皮冬瓜和桂蕉1号单作香蕉枯萎病发病率分别为1.48%、14.44%、52.96%和70.00%。香蕉套种黑皮冬瓜后虽平均单株产量与单作香蕉相比差异不显著（P>0.05）,但折合每公顷香蕉产量因枯萎病发病率的降低而有所增加。桂蕉9号和桂蕉1号套种黑皮冬瓜后土壤pH分别较单作该香蕉品种显著提高24.00%和19.45%（P<0.05,下同）、土壤电导率（EC）显著下降78.48%和72.55%、土壤碱解氮含量显著升高72.92%和72.73%、土壤细菌及放线菌数量显著增加,Chaol指数和Shannon指数显著提高,Simpson指数显著降低。套种黑皮冬瓜提高了土壤细菌变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度,降低了绿弯菌门（Chloroflexi）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度。套种黑皮冬瓜改变了土壤细菌群落结构,增加了土壤细菌的多样性及丰富度。抗（耐）枯萎病香蕉品种套种黑皮冬瓜的防病效果比感病品种更明显。【结论】抗（耐）枯萎病香蕉品种套种黑皮冬瓜可通过提高土壤pH、降低土壤电导率、提高土壤碱解氮含量、改变土壤细菌群落结构达到降低香蕉枯萎病发病率的目的。抗（耐）枯萎病香蕉品种套种黑皮冬瓜种植模式可在广西香蕉枯萎病病区推广应用。
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