科研产出
连作对魔芋根际土壤微生物种群的影响
《中国农学通报 》 2025 CSCD
摘要：本研究旨在探究连作对魔芋根际土壤微生物群落及其相关功能基因的影响,以期为解决魔芋连作障碍问题提供理论依据.采用宏基因组测序技术,对未种植过魔芋(Mock)、种植1年(SC1Y)以及连续种植魔芋13年(SC13Y)的根际土壤微生物群落特征进行分析,并结合NR、eggNOG、KEGG、CAZy数据库,对微生物和酶的丰度及功能予以注释.在微生物群落方面,相较于Mock和SC1Y处理,SC13Y土壤中酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、奇古菌门(Thaumarchaeota)、子囊菌门(Ascomycota)、毛霉菌门(Mucoromycota)、长尾噬菌体科(Siphoviridae)的相对丰度呈现增加趋势;而芽单胞 菌 门(Gemmatimonadetes)、放 线 菌 门(Actinobacteria)、广 古 菌 门(Euryarchaeota)、壶 菌 门(Chytridiomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、短尾噬菌体科(Podoviridae)的相对丰度则有所降低.基于KEGG和EggNOG的功能预测结果显示,魔芋长期连作致使新陈代谢和氨基酸代谢的丰度下降,进而降低了土壤微生物的整体代谢能力.通过CAZy注释分析发现,SC13Y魔芋根际土壤中糖苷水解酶和糖苷转移酶类的数量最多,这使得魔芋根际土壤中的碳水化合物含量降低.综上所述,不同种植年限的魔芋根际土壤微生物组成存在显著差异,长期连作改变了魔芋根际土壤微生物群落的功能.
关键词： 魔芋 根际土壤 连作 宏基因组学 微生物群结构和功能
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增施腐熟牛粪对油菜土壤微生物群落多样性及功能的影响
《南方农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究水稻—油菜轮作模式下施用腐熟牛粪对油菜土壤微生物群落多样性及功能的影响，揭示腐熟牛粪对土壤微生物的调控机制，为油菜土传病害防控及腐熟牛粪的资源化利用提供理论依据。【方法】设置不施肥对照（CK）、单施化肥（S1）、34500 kg/ha腐熟牛粪配施化肥（S2）、69000 kg/ha腐熟牛粪配施化肥（S3）、138000 kg/ha腐熟牛粪配施化肥（S4）共5个处理。于油菜抽薹开花期测定株高、茎粗，并调查根肿病发病率和病情指数。油菜收获期采集土壤样本，测定土壤主要理化指标，并运用宏基因组测序分析土壤微生物群落特征。【结果】施用腐熟牛粪处理的油菜株高和茎粗较CK和S1处理显著提高（P<0.05，下同），发病率和病情指数显著降低。随着腐熟牛粪施用量的增加，土壤pH及全氮、水解性氮和有机碳含量显著升高，分别较CK提高7.73%～23.55%、17.93%～54.98%、13.49%～35.80%、20.63%～57.94%，较S1处理提高7.17%～22.90%、13.85%～49.62%、18.16%～41.39%、20.12%～57.27%。Alpha多样性分析结果显示，施用腐熟牛粪处理的土壤细菌Shannon指数和Chao指数极显著高于CK和S1处理（P<0.01，下同）；真菌Chao指数极显著高于CK和S1处理，Shannon指数显著或极显著低于CK和S1处理。Beta多样性分析结果显示，不同施肥处理的土壤细菌群落差异较大，真菌群落差异较小。施用腐熟牛粪使土壤细菌的假单胞菌门（Pseudomonadota）和黏球菌门（Myxococcota）相对丰度增加，放线菌门（Actinomycetota）、绿弯菌门（Chloroflexota）和酸杆菌门（Acidobacteriota）相对丰度减少；施用腐熟牛粪使土壤真菌的子囊菌门（Ascomycota）相对丰度减少，内黏菌门（Endomyxa）相对丰度增加。冗余分析结果表明，pH、有机碳、水解性氮和全氮是影响土壤微生物群落结构的关键因子。KEGG功能分析结果表明，施用腐熟牛粪土壤中更容易富集与代谢和抗药性相关的微生物。CAZy功能注释结果表明，配施腐熟牛粪影响了与碳水化合物代谢有关的基因富集。【结论】施用腐熟牛粪能有效提升土壤养分含量，改善土壤微生物群落结构，但需合理控制施用量。在水稻—油菜轮作模式下，以69000 kg/ha腐熟牛粪配施化肥的效果较佳。
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云南两个花魔芋主产区软腐病害植株腐烂球茎中的菌群组成及特征
《微生物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】软腐病是侵染魔芋的主要病害，其危害性严重，广泛传播会导致花魔芋绝产，尚无有效防控措施。魔芋软腐病的发生及暴发性传播与病原菌及其菌群有较大相关性。本研究旨在明确云南2个主产区的软腐病害花魔芋球茎及其根际土壤中的主要致病菌和优势微生物种类，分析其菌群结构特征，从而为花魔芋软腐病害的防控提供支撑。【方法】研究采集云南富源和永平2个产区的花魔芋软腐病样品，应用Illumina Nova Seq 6000测序平台进行微生物宏基因组测序和分析。同时采用选择性培养基、多级纯化培养技术以及电镜超微形态解析，分别对病害腐烂球茎中的致病菌及优势菌类进行分离鉴定和观察验证。【结果】两个花魔芋主产区软腐病害植株球茎及土壤中的微生物都非常丰富，共检出107门2 502属15 721种微生物。这2个产区的花魔芋软腐病害主要致病菌均为胡萝卜软腐坚固杆菌(Pectobacterium carotovorum)，此病原菌与嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)的优势生长是2个产区软腐病害植株腐烂球茎中菌群的主要特征。此外，同产区的病害组织与土壤样品之间的菌群组成差异较大，但这2类样品中的优势菌群组成的区域性差异较小。【结论】两个花魔芋主产区软腐病害球茎组织中菌群与该区土壤菌群的相关性较低，土壤菌群区域性差异比相应的病害组织菌群区域性差异要大。因此，主要病原菌和共生菌的优势生长突破了产地差异影响，成为了病害组织菌群的主要特征，使得2个主产区软腐病害花魔芋球茎中的微生物生态系统具有高度相似性。
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