《河南农业大学学报》2019年第53卷第6期刊载了郑州大学化工学院李忠奎、李红丽、王岩,四川省烟草公司凉山州公司凌爱芬、陈娟、王勇、陈玉蓝,四川省烟草公司凉山州公司普格分公司朱显俊的研究论文——“基于多样性测序对健康与易感病烟田根际土壤微生物群落分析”。该研究由四川省烟草公司凉山州公司科技项目(LSYC201803)资助。责任编辑常思敏。
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植物的根际是植物与土壤生态系统进行物质交换的活跃场所。根际土壤含有丰富的微生物资源,是地球上最复杂的微生态系统之一。根际土壤微生物是土壤生态系统的组成成分,在植物的生长发育过程中发挥着关键作用,微生物的多样性与结构组成是衡量土壤生态功能的重要指标。目前,根际土壤微生物与植物病害之间关系的研究已经引起了高度重视。
烟草黑胫病是烟草疫霉菌引起的具有毁灭性的土传真菌病害,给烟草种植业带来巨大经济损失,是烟株在生长过程中常见的病害之一,通常和根结线虫病害混合发生。以往的研究着重于土壤理化性质、微生物数量的变化以及各种防治措施对烟草土传病害的影响,而通过调节烟田根际土壤微生态环境来抑制烟田土传病害的发生已成为研究的热点。
本研究从烟草根际土壤微生态角度出发,通过多样性测序对健康烟田和易感病(黑胫病和根结线虫混合发生)烟田根际土壤微生物的Alpha多样性、群落组成及其与土壤环境因子的相关性等方面的分析,旨在为全面地了解该地区根际土壤微生物群落的组成和结构,为研究健康与易感病(黑胫病和根结线虫病混合发生)烟田根际土壤机制提供理论参考。
试验地位于四川省凉山彝族自治州会理县益门镇,选取健康烟田和易感病(黑胫病和根结线虫病混合发生)烟田,分别编号PH1与PH2,烟田土壤为红壤黏土,供试烤烟品种为云烟87,前作种植光叶紫花苕子。在烟株旺长期取根际土壤。采用5点取样法,取3个平行样。
对根际土壤微生物进行16 S/18S多样性测序和Illumina Miseq 测序,进行微生物多样性分析测定。测定土壤养分含量,包括土壤pH值、土壤有机质、土壤全氮、全磷和全钾、土壤速效钾、土壤有效磷、土壤碱解氮。
结果表明,易感病烟田根际土壤微生物群落的多样性指数显著低于健康烟田;烟田土壤细菌群落在属水平上共检测出687类,其中健康烟田共620类,易感病烟田共560类,而土壤真菌群落在属水平上共检测出123类,其中健康烟田共107类,易感病烟田共103类;病原菌枝孢霉、镰刀菌属、Boeremia在易感病烟田土壤真菌群落的相对丰度高,拮抗菌链霉菌属芽孢杆菌、类芽孢杆菌在健康烟田微生物群落的相对丰度高;根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量在健康烟田中高。
由此可知,健康烟田根际土壤的微生物多样性、病原菌和生防菌丰度、土壤pH值和养分含量都高于易感病烟田;土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾与烟田根际土壤微生物群落的相关性较大。在健康的根际生态中生物多样性和土壤养分含量高,物质交换和转化途径丰富,且健康根际中有些丰度较高的菌属具有生防作用,抑制病原菌和根结线虫的生长,进而在物质转化和生物防治方面保持生态平衡。
作者简介:
王岩,郑州大学化工学院教授,博士,博士生导师。主要从事固体废弃物资源化处理、环境生物技术和场地空气污染控制与净化研究。主持、参与国家级、省省部级项目30余项;已发表高水平学术论文130余篇,获国家专利10项,出版专著和高校教材各1部。
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