科研产出
蔗鸭共生对甘蔗根际与非根际土壤微生物群落多样性的影响
《南方农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究蔗鸭共生模式下蔗田根际与非根际土壤微生物群落结构与多样性，揭示蔗鸭共生对土壤微生物群落多样性和蔗田微生物主要类群的影响，为科学推广蔗鸭共生新模式提供理论参考。【方法】采用大田原位试验，设甘蔗单作和蔗鸭共生2个处理，于甘蔗成熟期采集蔗田根际与非根际土壤样品，测定并分析土壤理化性质、土壤细菌和真菌群落结构和多样性，并探究土壤理化性质和土壤微生物群落的相关性。【结果】与甘蔗单作相比，蔗鸭共生模式下甘蔗根际与非根际土壤的硝态氮含量均显著增加（P<0.05，下同），土壤pH及过氧化氢酶和脲酶活性显著降低；蔗糖酶活性和有效磷含量在根际土壤中显著降低，但在非根际土壤中显著增加。与甘蔗单作相比，蔗鸭共生降低了根际土壤真菌的丰富度，ACE指数和Chao1指数分别显著降低16.81%和16.67%；显著提高了非根际土壤的细菌多样性，Simpson指数比甘蔗单作显著提高128.13%。蔗鸭共生中，厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度变化较大，根际土壤黏球菌门（Myxococcota）、子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）相对丰度有所降低，鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和丝孢酵母属（Trichosporon）的相对丰度显著增加，芽孢杆菌属（Bacillus）、盖氏菌属（Gaiella）和木霉属（Trichoderma）相对丰度显著下降。鞘氨醇单胞菌属、norank＿f＿＿JG30-KF-CM45、微枝形杆菌属（Microvirga）、norank＿f＿＿norank＿o＿＿Acidobacteriales、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、unclassified＿o＿＿Polyporales、粗糙孔菌属（Trechispora）、丝孢酵母属和毛壳菌属（Chaetomium）在蔗鸭共生土壤微生物群落构成中发挥重要作用。蔗鸭共生与甘蔗单作的土壤微生物Beta多样性差异极显著（P<0.01，下同）。冗余分析结果表明，土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、有机质含量、pH和全氮含量对土壤细菌群落结构影响极显著；土壤有效磷、有机质、全磷含量及脲酶和过氧化氢酶活性对真菌属分类水平群落结构影响显著。蔗鸭共生土壤中，pH与硝态氮和铵态氮含量在其细菌差异菌属生长中起主要作用，pH、蔗糖酶活性与硝态氮、全氮、有机质和铵态氮含量在其真菌差异菌属生长中发挥关键作用。【结论】与甘蔗单作相比，蔗鸭共生模式显著改变了土壤pH与硝态氮、有效磷含量及蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶活性，影响微生物群落多样性和丰富度，从而改善土壤微生物群落结构。土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、有机质含量、全氮含量和pH是影响蔗田细菌群落结构变化的主要环境因子，有效磷、有机质、全磷含量与脲酶、过氧化氢酶活性是影响蔗田真菌群落结构变化的主要环境因子。
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患枯萎病与健康番木瓜植株根际土壤微生物群落比较分析
《果树学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨番木瓜患枯萎病对植株根际土壤真菌和细菌种群的多样性及结构的影响。【方法】通过高通量测序比较患枯萎病番木瓜植株根际土壤（DS）和健康番木瓜植株根际土壤（HS）真菌和细菌的结构及丰度差异。【结果】HS中的真菌群落多样性要高于DS。DS中的细菌群落多样性要高于HS。研究结果表明，在门水平上，真菌中HS和DS的最优势门均为子囊菌门（Ascomycota）,HS中壶菌门（Chytridiomycota）的相对丰度高于DS，分别为0.48%、0.04%,DS中球囊菌门（Glomeromycota）高于HS，分别为0.59%、0.09%。细菌中HS和DS的优势门均为变形菌门（Proteobacteria）,DS中的变形菌门（Proteobacteria）丰度较高，而放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）丰度较低。在属水平上，真菌中HS的优势属为Agaricomycetes＿unclassified，相对丰度为21.34%，而在DS中的相对丰度仅为0.01%，假裸囊菌属（Pseudogymnoascus）、根金藻属（Rhizopycnis）、粗糙孔菌属（Trechispora）等菌属在HS中的相对丰度均高于DS。DS中的优势属为锥盖伞属（Conocybe），相对丰度为18.51%，而在HS的相对丰度仅为0.24%，梭孢壳属（Thielavia）、隐球菌属（Cryptococcus）、白环蘑属（Leucoagaricus）等菌属在DS中的相对丰度均高于HS。细菌中Actinomycetales＿unclassified在HS中相对丰度最高，为7.52%，黄杆菌属（Flavobacterium）、Gaiella、Gp1的相对丰度较高，朱氏杆菌属（Chujaibacter）在DS中的相对丰度最高，为7.00%。【结论】Agaricomycetes＿unclassified、Actinomycetales＿unclassified、假裸囊菌属（Pseudogymnoascus）、根金藻属（Rhizopycnis）等菌属在HS中富集；锥盖伞属（Conocybe）、隐球菌属（Cryptococcus）、白环蘑属（Leucoagaricus）、朱氏杆菌属（Chujaibacter）等菌属在DS中富集。本研究结果为探明番木瓜枯萎病的发生机制和寻找有效的番木瓜枯萎病生防菌提供了理论基础。
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不同宿根性甘蔗品种根际土壤微生物学特性分析
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：分析不同宿根性甘蔗品种根际土壤微生物的群落组成及多样性，了解根际土壤微生态与宿根性的关系，为评价甘蔗宿根潜力及促进我国甘蔗产业的可持续发展提供参考依据。采用盆栽种植甘蔗品种桂热2号(GR2,设为处理1)、柳城05136(LC05136,设为处理2)和新台糖22号(ROC22,设为处理3),于分蘖期采集其根际土壤及未种植甘蔗的盆土(CK),利用传统培养法结合高通量测序等技术，分析其微生物区系及土壤酶活性。结果表明，4个处理间可培养微生物群落结构存在一定差异，在数量方面均表现为细菌>放线菌>真菌，细菌与真菌比表现为处理1>处理3>处理2>CK;UE、SC、ACP活性在4个处理间存在极显著差异，CAT活性在不同甘蔗品种的根际土壤间存在极显著差异；高通量测序结果表明，4个处理的细菌优势菌门相似，主要包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、黏球菌门(Myxococcota)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),各处理间优势菌门的丰度存在差异，其中占比最高的变形菌门表现为处理1(43.17%)>处理3(40.66%)>处理2(37.28%)>CK(35.44%);4个处理的真菌优势菌门主要为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),此外，丰度排名前10位的其余菌门在不同处理间占比也存在一定差异，如处理1根际土壤的被孢霉门(Mortierellomycota)占比高于其他品种，而蛙粪霉门(Basidiobolomycota)占比低于其他品种。冗余分析结果表明，土壤酶活性与土壤微生物群落有着较强的相关性。综上表明，种植甘蔗改变了原土壤的生态环境，不同宿根性甘蔗品种根际土壤微生物群落结构和酶活性存在一定差异，初步推测宿根性强的甘蔗品种在分蘖期其根际化学反应相对较强，且其根际微生物群落结构较理想。本研究结果可为“甘蔗―根际微生物”的互作在甘蔗宿根性上的研究提供理论依据。
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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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复合生物菌肥对设施黄瓜根结线虫及根际土壤的影响
《安徽农业科学 》 2023
摘要：为明确以淡紫拟青霉和地衣芽孢杆菌为活性成分配比的复合生物菌肥对黄瓜根结线虫及土壤环境的影响,通过大棚试验探究其对黄瓜根结线虫病的防治效果和对植株的促生效果,采用稀释平板法检测根际土壤微生物,并测定土壤有机质及氮、磷、钾等养分的含量.结果显示,施用菌肥处理(SJ)对黄瓜根结线虫病的防治效果较好,用量为1 000 kg/hm2 时的防治效果达67.24%,与0.5%阿维菌素颗粒剂处理(SA)的防治效果(70.46%)相当;处理SJ的黄瓜植株鲜重比处理SA和空白对照(CK)分别提高了27.83%和38.79%;处理SJ根际土壤的放线菌数量分别比处理SA和CK增加了430.83%和880.56%,水解性氮、有效磷、速效钾的含量也有不同程度的提高.表明以淡紫拟青霉和地衣芽孢杆菌为活性成分的复合生物菌肥可有效防治黄瓜根结线虫病,促进植株的生长和生物量的累积,提高土壤肥力和改善土壤微生态环境.
关键词： 复合生物菌肥 根结线虫 淡紫拟青霉 地衣芽孢杆菌 根际土壤
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香蕉根际及非根际土壤细菌群落特征及共性规律研究
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究广西不同地区香蕉种植园的土壤细菌多样性特征及差异,为揭示不同地区香蕉根际细菌的共性特征及制定调控策略提供理论基础.[方法]采集广西3个香蕉主产区(龙州县、隆安县和浦北县)香蕉种植园的根际和非根际土壤样品共48份,利用扩增子测序技术对48份土壤样品的细菌丰度与多样性进行测定,同时对48份土壤样品的pH及全氮(TN)、全磷(TP)、总有机质(SOM)、速效磷(AP)、硝态氮(NN)、铵态氮(AN)、速效钾(AK)含量等土壤理化性质进行检测,利用T检验算法比较香蕉根际与非根际的土壤环境因子、土壤细菌多样性指数以及土壤细菌物种丰度间的差异,采用ADONIS、ANOSIM和MRPP分析组间的细菌群落结构差异水平,采用Mantel test分析确定影响细菌群落结构的重要环境因子.[结果]3个地区香蕉种植园根际土壤细菌群落的丰度与多样性均较非根际的丰富,同时香蕉根际与非根际土壤细菌群落结构均存在极显著差异(P<0.01),并共同受土壤pH的驱动;香蕉种植园的土壤细菌以变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为主要门类,且均能招募芽单胞菌属(Gemmatimonas)、消化螺旋菌属(Nitrospira)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等优势菌群,而过滤酸杆菌属(Acidobacterium)Gp2、Gp3、Gp6和亚硝化球菌属(Nitrososphaera);FAPROTAX预测结果表明,根际土壤能富集化能异养(Chemoheterotrophy)和好氧化能异养(Aerobic-chemoheterotrophy)等相关功能的菌群.[结论]香蕉根际能富集有益菌群并招募有益的功能细菌,土壤pH对3个地区香蕉种植园的细菌群落均起着重要的调节作用.
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粉垄耕作木薯根际与非根际土壤的细菌群落结构多样性差异
《西南农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析粉垄耕作下的木薯根际和非根际土壤理化性质及细菌群落多样性差异,为优化现有木薯栽培方法提供理论依据.[方法]以常规耕作和粉垄耕作2种耕作方式栽培木薯,利用高通量测序技术和生物信息学手段,结合土壤农化分析方法,分析不同耕作方式对木薯根际与非根际土壤理化性质及主要优势细菌群落结构多样性的影响.[结果]木薯根际土壤细菌群落的Alpha(α)多样性显著高于非根际土壤(P<0.05,下同).基于未加权Unifrac距离的置换多因素方差分析(PERMANOVA)结果显示,木薯根际土壤与非根际土壤细菌群落的分类和系统发育Beta(β)多样性存在显著差异.物种群落组成分析结果表明,木薯根际土壤的主要优势菌门为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和酸杆菌门,主要优势菌纲为α-变形菌纲、放线菌纲、芽孢杆菌纲和γ-变形菌纲.在分类操作单元(OTU)水平,粉垄耕作与常规耕作方式木薯根际与非根际的土壤细菌群落组成存在显著差异.细菌群落相对丰度与环境因子的相关分析和冗余分析(RDA)结果显示,pH、有机质含量、有效磷含量和亚硝酸还原酶活性对细菌群落变化具有显著影响,尤其对放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和酸杆菌门分布的影响更明显.[结论]木薯粉垄耕作方式通过改善土壤耕作层的物理结构而减少木薯逆境胁迫,使得其根际土壤pH及有机质、有效磷和速效钾含量大于非根际土壤,进而引起根际土壤细菌群落多样性和丰富度均大于非根际土壤,其中根际土壤细菌群落α多样性显著高于非根际土壤.木薯根际土壤与非根际土壤细菌群落多样性的差异主要体现在根际土壤中芽孢杆菌属、芽单胞菌属、Ellin6067属和马赛菌属的丰度显著高于非根际土壤.
关键词： 木薯 粉垄耕作 根际土壤 细菌群落结构多样性 高通量测序
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不同轮作模式对马铃薯根际土壤真菌群落的影响
《南方农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】揭示不同轮作模式对马铃薯根际土壤真菌群落的影响,为土壤健康管理及维持马铃薯可持续生产提供科学依据。【方法】分别对旱地轮作和水旱轮作模式下的马铃薯健康植株及发生细菌性软腐病植株的根际土壤样品进行采集,将旱地轮作和水旱轮作模式下健康植株根际土壤样品分别记为HD.J和SH.J,将旱地轮作和水旱轮作模式下发生细菌性软腐病植株根际土壤样品分别记为HD.B和SH.B。利用Illumina高通量测序平台,分析真菌核糖体DNA内转录间隔区1（ITS1）的序列,比较在2种轮作模式下马铃薯根际土壤真菌群落特征的差异。【结果】马铃薯健康植株的根际土壤真菌群落组成和多样性特征在2种轮作模式下相似,主坐标分析也显示HD.J和SH.J的距离很接近。HD.J和SH.J在门水平已知的真菌类群中均以子囊菌门和担子菌门为优势菌门,子囊菌门的相对丰度分别为33.0%和30.0%,担子菌门的相对丰度分别为3.8%和9.6%;HD.J和SH.J的门水平未知真菌丰度分别为63.0%和60.0%。HD.J和SH.J的共有优势目是子囊菌门的肉座菌目、柔膜菌目、格孢腔菌目和粪壳菌目及担子菌门的伞菌目,推测是马铃薯根际土壤真菌群落的核心类群。2种轮作模式下的马铃薯根际土壤真菌群落Alpha多样性依次为HD.B>SH.J>HD.J>SH.B。HD.B和SH.B中担子菌门的相对丰度明显高于HD.J和SH.J,其中SH.B中担子菌门的地星目真菌丰度高达82.8%,HD.B中担子菌门的银耳目丰度为18.6%;HD.B中还有2个优势属分别是可引起马铃薯黄萎病的轮枝孢属和引起水稻菌核杆腐病的双曲孢属,丰度分别为6.8%和5.9%。通过比对FUNGuild数据库预测根际土壤真菌营养型,发现HD.J只有病原营养型真菌相对丰度较高（20.6%）,HD.B的病原营养型真菌、腐生营养型真菌和病原—腐生—共生营养型真菌的相对丰度分别为15.4%、18.8%和21.4%;SH.J和SH.B的腐生营养型真菌相对丰度分别为28.2%和10.2%,其他营养型真菌的相对丰度总和分别为4.6%和4.9%。【结论】马铃薯根际土壤真菌优势类群在2种轮作模式下保持稳定,推测是马铃薯根际土壤真菌群落的核心类群,对维持马铃薯健康生长具有重要意义。旱地轮作模式可能更有利于根际土壤中病原营养型真菌的富集,发病马铃薯可能更有利于根际土壤中腐生营养型真菌生长,导致土壤微生态平衡被破坏,及时清理发病植株残体可加快恢复土壤健康。
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耐旱与旱情敏感甘蔗品种根际土壤细菌群落组成及功能比较
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】比较耐旱性不同甘蔗品种根际土壤的细菌群落结构及功能,为筛选和开发利用有益功能细菌及构建新型甘蔗耐旱评价体系提供理论依据。【方法】选用耐旱甘蔗品种桂辐98-296和旱情敏感甘蔗品种桂糖36号,在设施内进行桶栽管理,以不种植甘蔗的盆土为空白对照（CK）;采集其根际土壤及CK土壤样品,基于MiSeq高通量测序技术分析各土壤样品的细菌群落结构。【结果】桂辐98-296根际土壤的优势细菌数量在门、纲、目、科、属、种和可操作分类单元（OTU）7个分类水平上均高于CK;桂糖36号根际土壤优势细菌数量仅在目、属、种和OTU 4个分类水平上高于CK;在门分类水平,变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteriota）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidota）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）细菌均是2个甘蔗品种根际土壤及CK土壤共有的优势细菌门类;桂辐98-296根际土壤还富集了绿弯菌门、放线菌门和芽单胞菌门等具有提升植物耐旱能力的细菌门类,其丰度占比均高于桂糖36号相应的细菌门类;在属分类水平,马杜拉菌属（Actinomadura）、norankcActinobacteria、unclassifiedoFrankiales和norankoJG30-KF-CM45是2个甘蔗品种根际土壤的优势菌属;与桂糖36号相比,norankfNitrosomonadaceae和norankcActinobacteria是桂辐98-296根际土壤特有的优势细菌属。【结论】与旱情敏感甘蔗品种桂糖36号相比,耐旱甘蔗品种桂辐98-296根际土壤中富集了丰度高占比、且具有提高植物抗逆功能的绿弯菌门、放线菌门和芽单胞菌门等优势细菌门类;同时还富集了未分类的放线菌属和金霉素链霉菌属等特有优势细菌属,并拥有更丰富的信号分子与相互作用功能。桂辐98-296根际土壤中富集的特有优势细菌属norankfNitrosomonadaceae和norankcActinobacteria有望作为提高甘蔗耐旱能力的备选功能菌属开发利用。
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不同冬瓜品种对疫病的抗性与根际土壤微生物数量的关系
《中国瓜菜 》 2021
摘要：为了给不同冬瓜品种的疫病抗性评价及其生物防治机制提供依据,研究了不同抗性冬瓜品种的根际微生物群落数量及功能多样性的差异。以不同冬瓜品种为材料,采用自然病圃法调查不同冬瓜品种田间疫病抗病性,并采用叶碟诱导计数法和平板稀释计数法调查不同品种的根际微生物的多样性。结果表明,冬瓜品种之间的病情指数表现为:绿宝极早熟>小家碧玉>B214>铁柱168>S9>P33=B184=莞研1号小冬瓜;不同冬瓜品种根际土壤中疫霉分离频率、细菌、真菌和放线菌数量有一定差异,不同冬瓜品种的病情指数与可培养细菌数量、放线菌数量、B/F值（细菌数量/真菌数量）及A/F值（放线菌数量/真菌数量）均呈极显著负相关,与疫霉分离频率呈极显著正相关。综上所述,不同冬瓜品种根际土壤中的细菌和放线菌总量与品种抗性呈显著正相关,而根际土壤中的疫霉菌数量和品种抗性呈显著负相关。
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