科研产出
抗病和感病香蕉品种根系内生细菌群落结构与多样性
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析抗病和感病香蕉品种根系内生细菌群落结构与多样性，探究香蕉抗枯萎病能力与香蕉根系微生物组的关联，为发掘利用香蕉枯萎病土著生防微生物组提供理论依据。【方法】以香蕉枯萎病感病品种威廉斯B6和抗病品种中蕉9号为材料，在枯萎病发病初期（营养生长旺盛期）和发病严重期（孕蕾期）采集香蕉根系，采样前均调查香蕉发病情况；分别提取抗病和感病香蕉植株根系DNA，利用高通量测序技术对香蕉根系内生细菌16S rRNA基因V3～V4区进行测序分析，通过Fastp和Flash软件对原始测序序列进行质控、拼接，利用RDP classifier和Silva数据库对序列进行比对、注释，采用Excel 2010对数据进行整理统计，运用DPS 7.0进行差异显著性分析。【结果】随着香蕉的生长发育和枯萎病的越发严重，抗病品种中蕉9号在生长过程中相对感病品种威廉斯B6表现出极显著（P＜0.01）的抗病能力。测序获得的2568个OTUs分属于32门89纲220目369科673属1139种。Alpha多样性和物种组成分析结果表明，抗病品种中蕉9号根系细菌多样性高于感病品种威廉斯B6，但差异不显著（P＞0.05）。2个品种根系细菌群落在发病初期和严重期的优势菌门无差异，但相对丰度随着香蕉的生长发生显著变化（P＜0.05，下同）。在发病初期，感病和抗病香蕉植株根系细菌群落中主要优势菌属较单一；发病严重期细菌群落组成较丰富，其中抗病品种中有益微生物链霉菌属（Streptomyces）、拟无枝菌酸菌属（Amycolatopsis）和短杆菌属（Brevibacterium）的相对丰度显著增加，分析发现短杆菌属只在抗病品种香蕉根系中特异富集。NMDS和PCoA分析表明，感病与抗病香蕉植株根系细菌群落结构在发病初期大致相同，到发病严重期时2个品种间内生细菌群落结构具有显著差异。【结论】感病与抗病香蕉植株根系内生细菌群落结构随着生长发育和发病进程而变化，优势菌门和菌属群落组成变化较大且差异显著，尤其是抗病品种中有益微生的相对丰度显著增加。感病与抗病香蕉植株根系微生物结构组成变化对香蕉枯萎病的发生有较大影响，特异微生物的富集对香蕉抗枯萎病产生直接或间接的影响。
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有机肥替代部分化肥对芒果丛枝菌根真菌群落的影响
《应用生态学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：农业生产施肥造成的养分富集会降低丛枝菌根真菌(AMF)的多样性。为了探究有机肥替代部分化肥对AMF的影响，本研究开展两年的芒果田间试验，以单施化肥为对照，设置两种有机肥(普通商品有机肥和生物有机肥)与12%(低)和38%(高)有机肥替代化肥处理，采用高通量测序技术比较不同施肥措施对芒果根内和根际土壤AMF群落特征的影响。结果表明：在总养分投入相当的情况下，有机肥替代部分化肥对芒果产量和品质有一定的改善作用。施用有机肥可以有效增加芒果AMF的物种丰富度，且AMF的多样性与部分果实品质指标呈显著正相关。与单施化肥相比，高有机肥替代比例能够显著改变芒果根内AMF群落，但对根际土壤AMF群落没有显著影响。生物有机肥处理较普通商品有机肥处理能够富集更多的AMF物种，并形成更复杂的AMF共发生网络。综上，高比例有机肥替代化肥能够在改善芒果产量和品质的同时维持AMF的物种多样性，并且有机肥对AMF群落的改变优先在根内发生。
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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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木薯根域AMF群落结构特征及多样性研究
《农业研究与应用 》 2021
摘要：土壤微生物是土壤—作物系统养分循环的重要驱动力,其中丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）能够促进作物对养分的吸收。木薯是我国南方重要的经济作物,是多种行业的重要原材料。为揭示不同土壤质地木薯根域土壤AMF群落结构特征,解析土壤因子对AMF类群的影响。以木薯品种华南205 （SC205）为材料,通过田间根袋培养,利用高通量测序平台进行真菌扩增子测序,分析不同处理木薯根域AMF类群组成和多样性差异。结果表明,木薯根域土壤AMF主要为球囊霉属（Glomus）、无梗囊霉属（Acaulospora）、盾巨孢囊霉属（Scutellospora）、类球囊霉属（Paraglomus）和双型囊霉属（Ambispora）。优势属为球囊霉属和无梗囊霉属。两种土质各处理AMF属水平上无显著差异,种水平分布受土壤质地及根袋的影响,粘土AMF多样性（Simpson指数）高于砂质壤土。两种土质中都发现独有种,土壤质地对木薯根域AMF群落分布有一定的影响。RDA分析表明Glomus与速效磷、速效氮、铵态氮正相关;Acaulospora与速效磷,速效氮弱负相关;Scutellospora与所有速效养分负相关;Paraglomus与所有速效养分表现出正相关;Ambispora与大部分速效养分表现出负相关。木薯根域AMF资源丰富,不同土壤质地条件下的AMF群落组成和丰度存在差异,土壤速效养分与AMF群落结构差异密切相关。该研究为进一步探索AMF在木薯上的应用提供理论参考。
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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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基于高通量测序分析间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物的影响
《南方农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究甘蔗间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物多样性的影响,为改善甘蔗根际土壤微生物群落结构及促进甘蔗生长提供理论参考。【方法】采用单因素试验设计,分析单作甘蔗（CK）和甘蔗间作猫豆（T处理）2种种植方式对甘蔗根际土壤养分的影响,并采用Illumina20HiSeq高通量测序技术,在门和属水平上分析甘蔗根际土壤微生物群落结构,在种水平进行主成分（PCA）分析。【结果】T处理的根际土壤中全氮、全钾、水解性氮、有效磷和有机质含量均大于CK。T处理的根际土壤中细菌的丰富度和多样性高于真菌的丰富度和多样性;T处理的根际土壤中细菌丰富度高于CK,但差异不显著（P>0.05,下同）,其多样性显著高于CK（P<0.05,下同）;T处理的根际土壤中真菌的丰富度和多样性均显著高于CK。CK和T处理土壤样品的主要优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteria）,其相对丰度均大于10.00%,优势细菌属分别为水恒杆菌属（Mizugakiibacter）、游动四孢属（Luedemannella）、乳杆菌属（Acidothermus）和布氏杆菌属（Bryobacte）,但T处理根际土壤样品中水恒杆菌属、游动四孢属和乳杆菌属的相对丰度分别较CK下降2.47%、1.78%和0.68%,其他细菌属分别增加0.10%～0.86%。CK和T处理根际土壤中优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）,分别为80.00%和92.00%,其次是担子菌门（Basidiomycota）,分别为8.00%和6.00%,排名前3的优势真菌属均为戴氏霉属（Taifanglania）、毛壳属（Chaetomium）和镰刀菌属（Fusarium）。CK和T处理的6份根际土壤样品在种水平上的主成分（PCA）分析结果显示,细菌群落PC1的变异为29.37%,PC2的变异为20.26%,二者的总贡献率为49.63%;真菌群落PC1的变异为33.44%,PC2的变异为27.73%,二者的总贡献率为56.17%。CK与T处理的细菌群落分别属于不同象限,CK位于第1和第3象限,而T处理位于第2和第4象限。【结论】甘蔗间作猫豆可改善甘蔗根际的土壤养分状况,改变甘蔗根际微生物的群落结构,提高细菌和真菌的丰富度和多样性,但未影响优势菌门的排序。
关键词： 甘蔗 猫豆 间作 根际 土壤微生物 高通量测序 群落结构
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基于高通量测序技术分析不同耕作方式下水稻根际土壤真菌多样性
《热带作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为研究不同耕作方式下水稻根际土壤真菌群落多样性,本研究以旋耕、免耕和粉垄耕作处理的水稻根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析了真菌群落结构和多样性,并结合土壤环境因子进行相关性分析。结果表明:3种耕作处理水稻根际土壤中优势菌门为子囊菌门、接合菌门、担子菌门和球囊菌门,优势菌属为镰刀菌属、被孢霉属、Pyrenochaetopsis、柄孢壳属、毛壳菌属、支顶孢属、隐球菌属、Westerdykella、顶囊壳属、绿僵菌属。接合菌门和被孢霉属、支顶孢属、隐球菌属、顶囊壳属真菌相对丰度在不同处理间差异显著。Alpha多样性指数分析显示,3种耕作处理间无显著差异。PCoA分析表明,不同耕作处理下的土壤真菌群落分布特征存在明显差异。冗余分析表明前两个排序轴共解释了3种耕作处理间土壤真菌群落变化的87.46%。相关性分析显示,土壤pH与接合菌门真菌丰度呈极显著正相关关系,土壤速效磷、碱解氮和有机质含量与接合菌门真菌丰度呈极显著负相关关系,土壤速效磷与担子菌门真菌丰度呈显著正相关关系。综上表明,短期不同耕作方式处理下水稻根际土壤真菌群落结构和多样性存在差异,不同处理下真菌群落分布受土壤pH值、有机质、碱解氮和速效磷影响。
关键词： 高通量测序 耕作方式 水稻根际土壤 真菌群落多样性
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生姜样地根际土壤AM真菌群落结构分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析健康生姜（Zingiber officinale Rosc.）和患病生姜样地根际土壤丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza, AM）真菌群落组成,为利用微生态调控手段进行姜瘟病综合防治提供理论依据。【方法】采集广西桂林、柳州和百色三地姜田的健康和患病生姜根际土壤样品10个（健康生姜土壤样品为KJJ2S、BMJ1S、LCJ1S、FGJS和NGJS,患病生姜土壤样品为KJB2S、BMB1S、LCB1S、FGBS和NGBS）,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析其AM真菌的多样性及群落结构,结合冗余分析（RDA）明确AM真菌群落结构与土壤养分含量的相关性。【结果】在97%相似度水平下,所有患病生姜土壤样品的操作分类单元（OTU）数和Chao 1指数均高于健康生姜土壤样品;健康生姜土壤样品的Shannon指数和Simpson指数均高于患病生姜土壤样品,即健康生姜土壤样品AM真菌的物种多样性指数均高于患病生姜土壤样品。在群落组成方面,在属分类水平上,312个OTUs被分为类球囊霉属（Paraglomus）、无梗囊霉属（Acaulospora）、球囊霉属（Glomus）、球囊霉纲未分类属（unclassifiedcGlomeromycetes）和其他类别。冗余分析结果表明,土壤速效P含量对AM真菌群落组成具有显著影响（P<0.05,下同）,全N、有机质、Mg含量和pH对AM真菌群落组成的影响不显著（P>0.05）;Heatmap图分析结果表明,Paraglomus与有效P含量呈极显著负相关（P<0.01）,与有机质含量呈显著负相关。【结论】健康生姜样地和患病生姜样地土壤的AM真菌群落组成存在明显差异,患姜瘟病生姜根际土壤AM真菌的OTUs数和丰度均高于健康生姜根际土壤,但其多样性低于健康生姜根际土壤;不同采样点生姜根际土壤AM真菌的优势种属存在差异,其多样性、丰度及群落组成结构主要受有效P含量影响。
关键词： 生姜 根际土壤 丛枝菌根真菌 高通量测序 群落结构
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基于高通量测序的淮山根际土壤真菌多样性分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析不同种植方式下淮山根际土壤的真菌群落结构,为利用微生物多样性指导淮山科学种植提供参考依据。【方法】以淮山品种桂淮2号为试验材料,设定向结薯栽培（DX）和袋料种植（DL）方式两个处理,采用高通量测序（High-throughput sequencing）技术在门、纲、目和属水平上分析其根际土壤的真菌群落结构和多样性。【结果】两种种植方式淮山根际土壤真菌的组成相似,但袋料种植方式根际土壤的Shannon指数和ACE指数分别为4.49和683.41,均分别低于定向结薯栽培方式的5.15和730.72,表明袋料种植方式土壤的真菌多样性和丰富度均低于定向结薯栽培方式。两种种植方式淮山的根际土壤真菌在门水平上主要有子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门、球囊菌门和新丽鞭毛菌门,其中子囊菌门为第一优势门;在纲水平上主要有锤舌菌纲、粪壳菌纲和伞菌纲等;在目水平上主要有白粉菌目、肉座菌目和地星目等;在属水平上主要有Microidium、镰刀菌属和Nidulariopsis。在门、纲、目和属水平上均未改变两种淮山种植方式下土壤真菌群落的相对丰度（除伞菌纲外）,表明两种淮山种植方式根际土壤的真菌群落组成相似。【结论】在不同分类水平上,定向结薯栽培和袋料种植方式淮山根际土壤真菌的优势类群基本相同,表明以袋料种植方式进行淮山种植具有可行性;袋料种植方式中土壤的镰刀菌属的相对丰度高于定向结薯栽培方式土壤,可作为改善淮山袋料种植土壤生态环境的参考依据。
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红椎林中正红菇生境的土壤肥力及真菌多样性特征
《西南农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析红椎林土壤的生物学性状及其着生真菌的多样性特征,为人工栽培正红菇或人为措施提高正红菇产量和品质提供技术支撑。【方法】以红椎林土壤为研究对象,以相同区域的马尾松林、桉树林和荔枝园土壤为对照,基于传统实验方法和现代高通量测序技术,测定不同林(园)区土壤生物学性状特征,并在门和属水平上对土壤真菌进行分类分析。【结果】红椎林土壤的可培养细菌和放线菌数量均显著高于对照区域林分土壤(P<0.05,下同),而可培养真菌数量无显著差异(P>0.05,下同);红椎林土壤的β-葡糖苷酶活性最高,氨肽酶活性最低,且显著低于对照区域,磷酸酶活性在4种林(园)区土壤间无显著差异;红椎林土壤的微生物生物量C、N、P含量总体上处于中等偏低水平,真菌多样性Shannon指数、丰富度Ace指数和Chao指数均显著低于马尾松林、桉树林和荔枝园土壤,表明红椎林土壤的真菌多样性最低。基于门分类水平,担子菌门真菌是红椎林土壤的优势真菌门,占比92.26%;基于属分类水平,红菇属真菌占比78.37%,是红椎林土壤的优势真菌属。【结论】土壤肥力不是正红菇长出与否的决定性因素;红椎林土壤具有富集担子菌门红菇属真菌的能力,红菇属真菌的繁殖与生长需要专一的共生体与特定环境,是红椎林能出产正红菇的根本原因。
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