种植年限对杭白芍根际细菌群落及芍药苷含量的影响

为探寻栽培年限对杭白芍根际细菌群落及芍药苷含量的影响,揭示根际土壤微生态与杭白芍品质的关系,收集了1~4年杭白芍的根及根际土壤,利用PCR-DGGE检测土壤菌群多样性;利用HPLC检测根中芍药苷含量。结果表明,种植杭白芍能明显降低土壤的酸性,并随着栽培年份增加pH酸性持续下降,到第4年时土壤pH、酶活均达到最高,而有机质含量则最低。变性凝胶梯度电泳检测1~4年的根际细菌多样性在3.38~3.61,多样性随栽培年限而上升,说明杭白芍的生长会促进土壤中的细菌多样性。测序结果表明,杭白芍土壤中的优势细菌为γ变形菌、α变形菌、放线菌、酸杆菌及厚壁菌等,其中,根际特异菌主要为α变形菌、酸杆菌Gp1及放线菌;而在非根际土中γ变形菌为特异优势菌群。此外,1~4年的杭白芍根际优势细菌组成基本相似,只有少数种类随年份发生改变,表明根际细菌群落的组成主要受杭白芍物种的影响。HPLC检测结果表明,1~4年杭白芍的芍药苷质量分数分别为3.26%,3.30%,3.36%,3.41%,均超过国家标准,且随生长年份呈上升态势,但无显著性差异。相关性分析可知,芍药苷含量与土壤pH、细菌多样性呈显著正相关,与有机质呈显著负相关。与其他有连作障碍的作物不同的是,随着栽培年限的延长,杭白芍根际的pH和细菌多样性不降反升,但优势菌群变化不大,这可能是该植物不产生连作障碍的原因之一。研究表明,农业实践中之所以选择4年采收杭白芍根入药的原因之一主要是产量而不是有效成分含量。此外,研究还发现有效成分芍药苷的累积与土壤pH、有机质和细菌多样性关系密切,证明杭白芍的道地性与土壤微生态环境密切相关。     

浙贝母中内生菌的多样性及组成分析

[目的]研究浙贝母器官内生菌群,以期探明浙贝母道地性的形成机制,为开发其潜在的内生菌资源提供理论依据.[方法]本实验用PCR-变性凝胶梯度电泳（DGGE）对浙贝母的根、鳞茎、地上茎以及叶中的内生菌多样性和组成进行了检测和分析.[结果] DGGE结果表明,浙贝母不同器官中的内生菌多样性和结构均有差异.根部条带明显比其它器官多,内生细菌多样性指数最高（2.69）,而且出现不少特异性条带;茎中的细菌多样性为2.44;叶中最低,仅2.21.测序结果表明,浙贝母中的内生细菌主要为蓝细菌、根瘤菌、睾丸酮假单胞菌、伯克氏菌属和燕麦噬酸菌,后两种菌均为β-变形菌,该菌的存在可能会对浙贝母的生长产生不利影响,而根瘤菌和丛毛单胞菌则对其生长有利.根部特异性细菌包括蓝细菌（B4）、伯克氏菌属（B23）、根瘤菌（B5、B24）以及3种不可培养细菌（B6-B8）.与细菌相比,内生真菌DGGE图谱在不同器官之间的差异更小,大部分为共有条带,只是亮度有差异.当然也有特异条带,如曲霉属（F10）仅在鳞茎中出现.镰孢菌属（F11）以及2种不可培养的真菌（F5、F6）为根部特有.与细菌不同,地上茎中的真菌Shannon指数最高（2 82）,其次是鳞茎和根,叶最低2.53.利用DGGE检测到浙贝母的内生真菌主要为侧齿霉、镰孢霉和曲霉,而利用传统方法还分离到交链孢霉、青霉、拟茎点霉、葡萄孢、卵形孢霉、枝链孢霉、毛壳菌、丝核菌以及束丝菌等属,说明对浙贝母而言,传统方法更适合.[结论]浙贝母不同器官中内生细菌和真菌的多样性及组成均存在差异,但地下鳞茎和地上茎差异较小;真菌的器官差异不如细菌明显.浙贝母内生菌的分布跟其它植物明显不同,其菌群组成主要取决于浙贝母宿主植物本身.不同的内生菌占据不同生态位,执行不同功能,有的对促进浙贝母的生长,而有的则影响生?     

浙贝鳞茎及根际土中元素含量在不同产区和物候期的差异及相关性分析

[目的]研究浙贝及土壤中无机元素的含量,探讨根际土与浙贝鳞茎中元素的相关性以及元素对浙贝道地性形成的作用,为浙贝的栽培提供科学理论指导。[方法]采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）和微波消解仪测定不同产区、种源和物候期的浙贝及土壤中15种无机元素的含量,并进行聚类、吸收系数和相关性分析。[结果]聚类分析结果表明,浙贝土壤和鳞茎中的元素含量特征主要以产区来划分,说明产区外环境对浙贝母元素吸收的影响大于种源和生长物候期等因子。浙贝鳞茎中重金属元素Pb、Cd的变异系数都较大,微量元素的变异程度比常量元素大。浙贝对P、S、Mg的吸收系数均大于100%为富集元素,而B、Fe、Al等元素的吸收系数均在1%以下为高贫富集元素,说明富含P、S、Mg等元素的土壤可能对浙贝生长有利。相关性分析表明,鳞茎中的B元素与土壤中的B呈现极显著正相关,除此之外,鳞茎中的B与还与土壤中的Ca、Fe、K、Mg、Mn、Zn、Cr等呈极显著正相关;而鳞茎中的Cu、Cd等重金属与土壤中的元素大部分呈显著负相关,说明这些元素之间会相互作用,或促进或拮抗,从而影响植物的生长。[结论]产区环境对浙贝母元素特征的影响效果大于种源及物候期的影响,浙贝鳞茎中元素与土壤中的元素关系复杂,其中鳞茎中的B、Cu、Cd与土壤元素关系密切而复杂,在研究和栽培中值得进一步关注。     

利用DGGE和454测序研究不同浙贝母种源对根际土壤真菌群落的影响

探讨不同种源浙贝母根际真菌群落多样性差异,以了解浙贝母的土壤微生态机制。利用变性凝胶梯度电泳(DGGE)和454焦磷酸测序技术检测不同种源浙贝在同一块地种植其根际真菌的多样性及组成。DGGE结果表明,本地种源(宁波种)根际真菌Shannon指数高于南通和磐安种源。测序结果显示宁波产地的浙贝根际真菌主要由子囊菌、半知菌、接合菌以及一些未知真菌组成。其中,3个种源根际大部分真菌种类相同,但每个种源均有特异性真菌。454测序结果发现磐安本地种真菌多样性高于宁波和南通等外地种,与DGGE结果相同,这可能是本地种进化适应的结果。磐安实验地的根际土真菌包括Fungi_incertae_sedis,Ascomycota,Mucoromycotina,Basidiomycota,Chytridiomycota等10个门,其中前5门几乎占据了整个群落的90%,其真菌的种类和数量均超过宁波实验地,充分显示出产地的差异以及宏基因组测序的优越性。磐安种根际真菌隶属于10门29科28属159种,宁波种6门20科19属136种,南通种8门37科47属289种,非根际土则隶属于7门25科24属102种。其中Dothidea,Capnobotryella,Conidiobolus等属仅存在南通种,而Pyrenochaeta,Glomus,Pseudonectria等则只存于磐安种,暗示这些真菌的存在与浙贝母相关。种源和产地实验发现本地种的真菌多样性高于外地种,每个种源根际均有特异性真菌,说明根际真菌多样性及组成是由浙贝母种源和产区的土壤类型共同决定,而这些真菌等微生物通过与土壤-根际微生态系统的互作,反过来会进一步影响浙贝母的生长。     

不同条件下连作杭白菊内生菌群的T-RFLP分析

通过研究轮作以及有机肥处理对连作杭白菊各器官内生细菌多样性和优势菌属的影响, 揭示轮作和有机肥在缓解杭白菊连作障碍中的作用, 筛选能够增强连作白菊抗病能力的有益内生菌。实验共设4个处理组, 分别为连作处理、轮作处理、连作后施自制蚕沙发酵有机肥处理以及连作后施市售菌肥处理, 通过基于16S rDNA的末端标记限制性片段长度多态性技术(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)分析这些处理对杭白菊各器官内生细菌多样性及优势菌属的影响。结果显示, HaeⅢ内切酶能产生更多的TRFs数, 比HinfI酶更适合用来分析杭白菊内生菌多样性。有机肥和菌肥处理组的内生菌Simpson指数与轮作组相近, 均高于连作, 说明土壤外源微生物的添加导致植物内生菌多样性提高。实验共筛选出18种优势菌属, 包括3种厚壁菌、4种放线菌和11种变形菌, 其中节杆菌属、链霉菌属、黄杆菌属和分支杆菌属等优势菌属均在轮作组和菌肥组中检测到, 而连作组中缺乏, 说明添加外源微生物与轮作处理对杭白菊的内生菌群的影响基本类似, 同时也说明这些菌的增加可能会通过影响连作白术的生长来缓解连作障碍。此外, 比较不同器官中的内生菌的多样性及优势菌数量发现, 根中最高, 茎次之, 叶中最少, 这与内生菌侵入植株方式有关。总之, 连作导致杭白菊内生细菌多样性降低, 而轮作和菌肥处理后均能通过增加土壤微生物的多样性水平从而使连作杭白菊内生细菌多样性提高, 最终达到缓解白菊连作障碍的目的。