基于高通量测序的西洋参根际土壤细菌群落分析

目的:研究健康西洋参和患根腐病西洋参的根际土壤细菌群落结构变化,为研究西洋参根腐病的发生机制及其调控技术提供依据。方法:以未种过西洋参的土壤(C组)、新茬地4年生健康参根际土壤(N组)、新茬地4年生根腐病参根际土壤(R组)和轮作地4年生健康参根际土壤(LN组)为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析了土壤细菌群落结构的变化。结果:12个土壤样品基因组经16S测序共获得有效序列695 263条,用于物种分类的OTUs 8 081个,涵盖了30门、86纲、115目、256科、464属。在属的水平上,4个组细菌群落组成及相对丰度差别很大,其中芽胞杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)可能是西洋参生长的有益菌,而假单胞菌属(Pseudomonas)和鞘脂菌属(Sphingobium)可能是引起西洋参根腐病发生的关键菌群,后续研究应重点关注。结论:健康西洋参和根腐病西洋参根际土壤及新茬地和轮作地西洋参根际土壤中微生物组成和结构均具有显著性差异,本结果对于探究西洋参根腐病发生的微生态机制和改良种植西洋参土壤微生物具有理论指导作用,为建立西洋参与主要农作物的合理轮作制度提供实验数据。     

广藿香间作生姜与豇豆对其根际微生物群落多样性的影响

目的：揭示广藿香间作生姜与豇豆对其根际土壤微生物群落结构和多样性的影响。方法：采用Illumina HiSeq高通量测序技术,对3种种植模式(广藿香单作、广藿香-生姜间作、广藿香-豇豆间作)的广藿香根际土壤的细菌16S rRNA基因和真菌ITS区片段进行测序,研究根际土壤细菌和真菌群落结构的变化,并结合土壤理化性质,分析环境因子与群落结构的关系。结果：间作豇豆的广藿香根际土壤中绿弯菌门Chloroflexi、浮霉菌门Planctomycetes和厚壁菌门Firmicutes的相对丰度显著高于单作广藿香土壤,而放线菌门Actinobacteria和酸杆菌门Acidobacteria相对丰度则显著降低;间作生姜广藿香根际土壤中担子菌门Basidiomycota显著高于单作广藿香土壤。Beta多样性分析显示,间作生姜和豇豆后广藿香根际土壤微生物群落结构与单作存在明显差异。冗余分析(RDA)显示,土壤电导率、碱解氮、有机质对土壤微生物群落结构的影响强度最大。广藿香间作豇豆后通过改变土壤中电导率、碱解氮、有机质进而增加根际有益微生物的相对丰度,并影响了广藿香根际群落结构。结论：广藿香间作豇豆在改...     

根际分泌物介导土壤微生物协同致害连作药用植物的分析与探讨

连作障碍是药用植物栽培过程中的瓶颈，严重影响药材的品质与产量。对于连作障碍的形成机制从20世纪70年代的土壤理化性质和化感作用逐渐深入到目前的根际微环境变化及植物响应机制研究。该文结合领域内研究及作者所在团队的相关工作与思考，系统分析了连作条件下药用植物根际分泌物介导土壤微生物群落重构的机制，即根际分泌物通过提供微生物生长所摄取的碳源和能量，作为诱导剂或驱避剂等信号物质刺激、诱导微生物生长或转移，改变根际土壤酸度等理化性质影响根际微生物群落重塑；全面探讨了根际分泌物与土壤微生物协同致害连作药用植物的方式和途径，即根际分泌物介导病原微生物侵染根际并增加下茬植物的易感性、抑制宿主植物防御并保障病原菌抢占优势生态位，二者协同互作导致根际病原菌释放更多真菌毒素等致病因子、根际化感物质的毒性增强及土壤理化性质劣变；总结了根际分泌物与土壤微生物的互作在连作障碍形成过程中的重要作用，以期为揭示药用植物连作障碍的形成机制提供新的研究思路，为连作障碍的克服与消减提供理论支撑。     

不同栽培方式对蒙古黄芪药效品质及土壤微生态的影响

目的 探索科尔沁沙地不同栽培方式对蒙古黄芪土壤理化性质、土壤菌落及其药效品质的影响。方法 以蒙古黄芪为试验材料,在科尔沁沙地设置连作栽培、轮作栽培和仿野生栽培3种不同栽培方式,在测定不同栽培方式土壤理化性质(pH、有机质和全氮)及土壤酶活性基础上,通过高通量测序(16S rRNA)对不同栽培方式下蒙古黄芪根际土壤中微生物群落结构和多样性进行分析。结果 连作栽培蒙古黄芪根际土壤有机质、全氮及土壤酶活性显著降低;连作栽培的蒙古黄芪根际土壤中细菌群落多样性和丰度显著低于轮作栽培和仿野生栽培,轮作栽培蒙古黄芪根际土壤中菌落多样性显著低于仿野生栽培,而轮作栽培蒙古黄芪根际土壤中菌落丰度显著高于仿野生栽培。连作栽培的蒙古黄芪根系黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪总多糖含量显著低于轮作栽培和仿野生栽培。结论 科尔沁沙地蒙古黄芪不同栽培方式影响根际土壤理化性质和菌落结构。科尔沁沙地蒙古黄芪连作栽培(连续种植6年)后,根际土壤有机质、全氮及土壤酶活性显著降低,根际土壤中根际菌落的多样性和丰度较低,蒙古黄芪品质低于轮作栽培和仿野生栽培。     

种苗期川党参根际土壤细菌群落变化研究

目的:研究川党参种苗期根际土壤细菌群落的结构特征和多样性变化，掌握种苗期土壤微生物群落的演替规律，为川党参连作障碍的防治提供理论依据。方法:采集1年生(Op1)和2年生(Op2)的川党参根际土壤，采用Illumina MiSeq高通量测序技术进行细菌16S rRNA序列V3-V4区的高通量测序，对种苗期根际土壤细菌群落变化进行分析。结果:通过MiSeq测序共得到882 369条优化序列，其中1年生注释到9 926个OTU,2年生注释到7 560个OTU。种苗期随生长年限的增加，川党参根际土壤速效养分、细菌群落丰富度和多样性均呈增加趋势。在细菌门分类水平上，1年生有5个优势菌群(相对丰度均大于5%),2年生有7个优势菌群，共有优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes);在属分类水平上排名前五菌群中只有全噬菌属(Holophaga)与念珠菌属(Candidatus Udaeobacter)为共有优势菌群，且1年生有11个独有菌群。PCoA分析与UPGMA聚类分析...     

西洋参根腐病发生与根际土壤细菌群落结构变化关系研究

目的研究健康西洋参和患根腐病西洋参的根际土壤细菌群落结构变化,为查明西洋参根腐病发生机制提供线索。方法以未种过西洋参的土壤(C组)、4年生健康参根际土壤(N组)和4年生根腐病参根际土壤(R组)为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析了土壤细菌群落结构的变化。结果 9个土壤样品基因组经16 S测序共获得有效序列636 654条,用于物种分类的OTUs 8 422个,涵盖了42门、106纲、180目、158科、246属。在门的水平上,3组细菌主要类群基本一致,主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)等,但不同组中各类群相对丰度存在明显差异;在属的水平上,3组细菌群落组成及相对丰度差别很大,其中红游动菌属Rhodoplanes、Kaistobacter属、鞘脂菌属Sphingobium等可能是引起西洋参根腐病发生的关键菌群,后续研究应重点关注。结论西洋参根腐病株和健株根际土壤微生物组成具有显著性差异,对于探究西洋参根腐病发生的微生态机制和改良种植西洋参土壤微生物具有理论指导作用。     

箭叶淫羊藿不同时期根际微生物群落组成及其与有效成分累积的相关性分

目的 通过分析箭叶淫羊藿Epimediumsagittatum不同生育期根际微生物群落结构及其与主要药用有效成分累积之间的相关性,探讨箭叶淫羊藿根际土壤微生物对其药材有效成分的影响,为箭叶淫羊藿的优质高产栽培提供科学依据。方法 以三年生箭叶淫羊藿的根际土为研究对象,采用高通量测序技术对根际细菌和真菌群落结构进行分析,同时测定根际土壤理化性质、酶活性及不同生育期药材总黄酮、淫羊藿苷等有效成分含量,通过皮尔逊相关性分析探究土壤生态因子与有效成分之间的关系。结果 高通量测序结果显示,箭叶淫羊藿根际细菌优势菌属包括Candidatus＿Solibacter、苔藓杆菌属、嗜酸栖热菌属、芽单胞菌属等,其中,Candidatus＿Solibacter属在5个生长时期的平均丰度值最高。根际真菌优势菌属中被孢霉属相对丰度占比最大,在花蕾期样品中的丰度值高达44.27%。UPGMA聚类和非度量多维标定法（NMDS）分析表明,花蕾期、盛花期、果实膨大期及盛果期的根际土壤细菌和真菌结构相似,而药材质量稳定期与前4个时期的根际微生物群落结构存在明显差异。同时,皮尔逊相关性分析结果显示：总黄酮含量与有效磷呈显著正...     

不同丛枝菌根真菌组合接种后对云南重楼根际土壤环境的影响

目的:探究接种不同丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌组合对云南重楼(Paris polyphylla var.yunnanensis)根际土壤环境的影响。方法:在室温盆载条件下,对种植于灭菌土壤中的云南重楼实生幼苗分别接种12种AM真菌的不同组合,观察不同AM真菌组合的侵染能力及其对云南重楼根系活力、根际土壤环境中养分含量、酶活性及土壤微生物群落结构的影响。结果:接种外源AM真菌对云南重楼根际土壤中AM真菌孢子密度、根系AM真菌侵染率具有调控作用,提高了云南重楼根系活力;外源AM真菌可调节云南重楼根际土壤中的养分含量,提高了根际土壤中总球囊霉素及易提取球囊霉素含量,提高了云南重楼对土壤中速效氮、磷、钾的吸收能力,提高了根际土壤中酶活性,同时改变了土壤微生物的群落结构,提高了细菌/真菌、细菌/放线菌数量比及降低了真菌/放线菌数量比,改善了云南重楼根际土壤环境。结论:不同AM真菌处理组合对云南重楼幼苗根际土壤的理化性质及微生物群落结构存在一定的影响,该研究结果为人工栽培云南重楼提供了技术基础。     

基于磷脂脂肪酸(PLFA)技术的不同产地太子参根际土壤微生物群落结构多样性分析

目的:分析不同产地太子参根际土壤微生物组成差异及不同种质太子参对微生物组成的影响。方法:利用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法定性、定量分析太子参根际土壤中微生物群落多样性。结果:供试土壤中共检测出92种PLFA,其中i15∶0、i16∶0、16∶0、16∶0 10-Me及18∶1ω9c含量较高,磷脂脂肪酸总量在江苏句容、福建柘荣两产地土壤中含量较高,4个产地间磷脂脂肪酸种类和比例存在较大差异。结论:太子参根际土壤微生物以细菌为主,还包含放线菌及真菌,不同产地和种质太子参的根际土壤微生物的含量及群落结构均存在较大差异。     

蚕豆间作对羌活次生代谢产物及根际土壤微生物多样性的影响北大核心CSCD

根际土壤微生物群落及其多样性对中药材农业生态系统正常结构和功能具有至关重要的影响。该文基于高通量测序技术,分析了间作蚕豆(QH)和单作(CK)处理下羌活根际土壤微生物多样性及药材产量、质量,以期为优化羌活种植模式和实现生态生产提供理论依据。结果表明,羌活根际土壤细菌群落主要为变形菌门和拟杆菌门,分别占50.38%~51.95%和16.36%~17.02%,蚕豆间作对细菌门水平的影响不显著。在属水平上,间作处理中根际促生菌属MND1(3.54%)、鞘氨醇单胞菌属(3.50%)、硝化螺菌属(1.53%)和根瘤杆菌属(1.05%)的相对丰度显著高于CK处理,而芽单胞菌属、Candidatus_Solibacter和Bryobacter相对丰度则降低。与CK处理相比,蚕豆间作处理羌活株高、叶长、叶宽和叶柄长均显著增加,地下部分生物量增加71.43%,表明蚕豆间作有助于促进羌活地上部分生长,并有效提高羌活产量。与此同时,蚕豆间作亦可增加羌活次生代谢产物的积累,羌活醇和异欧前胡素分别增加37.96%、4.09%。相关分析表明,土壤理化性质对羌活根际土壤细菌群落结构的影响顺序为全钾>全氮>pH>有机质>速效钾>含水量>速效氮>速效磷,表明土壤钾素含量及有效性是调控羌活根际土壤细菌群落结构的主因子。综上所述,蚕豆间作有效改善土壤微环境,提高羌活药材产量和质量,可作为今后发展的一种羌活生态种植新模式。     

基于Illumina Miseq分析黄精根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性＊

目的研究患根腐病和健康黄精的根际土壤真菌群落结构组成、丰富度和多样性变化情况,为查明黄精根腐病发生机制提供线索。方法以4年生黄精根腐病根际土壤(GG组)、4年生健康黄精根际土壤(GJ组)和未种过黄精的土壤(GK组)为研究对象,采用Illumina Miseq技术分析土壤真菌群落结构组成。结果 9个土壤样品基因组共获得有效ITS1序列1063335条,病株组土样真菌OTUs数显著少于健康组和空白组土样。种群多样性指数显示病株组最低,空白组最高,在门分类水平上,患根腐病组及健康组土样的主要优势菌群均为子囊菌门、担子菌门、Zoopagomycota、毛霉门、壶菌门。在属分类水平上,3组真菌群落结构组成及丰度差别较大,与黄精根腐病相关的病原菌镰刀菌属Fusarium存在于所有样品中,而有益菌木霉菌属在健康组和空白组土样的丰度显著高于患病组土样。结论黄精根腐病株和健康株根际土壤微生物组成具有显著性差异,对于探究黄精根腐病发生的微生态机制和改良种植黄精土壤微生物具有理论指导作用。     

不同生长年限党参根系微生物群落结构和多样性研究

目的 探究不同生长年限党参Codonopsis pilosula根系微生物群落结构变化及其与土壤环境因子的相关性,以提高党参品质。方法 对一、二、三年生党参土壤、根际土壤和根进行高通量测序和生物信息学分析。结果 随党参生长年限的增加,土壤和根际土壤中优势细菌Arthrobacter处于动态平衡,而根内细菌Ralstonia丰度减少。真菌Mortierella在土壤和根际土壤中丰度逐年降低,病原真菌Fusarium在党参根系中丰度逐年增加。不同生长年限的党参根系微生物群落组装更多的受随机性过程影响,且根系细菌的群落功能稳定性高于真菌。蛋白酶（protease,PRO）、全氮（total nitrogen,TN）、速效钾（available potassium,AK）、水分（water content,WC）、速效磷（available phosphorus,AP）和土壤有机质（soil organic matter,SOM）是影响不同生长年限党参根系细菌群落结构和多样性的主要影响因素,TN和全钾（TK）是影响真菌群落结构和多样性的主要影响因素。结论 党参根系微生物群落组成和多样性随生长年限改变,并对不同土壤环境因子作出差异化响应,该研究为后期深入研究党参病害防治,提高党参品质提供理论基础。     

不同茬口对当归根际微生物数量和产量的影响

目的 研究当归正茬、迎茬、重茬和三茬4个不同茬口对根际土壤主要微生物类群、产量及麻口病出成率的影响.方法 对不同茬口根际土壤采用稀释平板法进行微生物培养,细菌用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基,真菌用马丁氏培养基,放线菌用改良高氏1号培养基.结果 迎茬、重茬和三茬根际土壤中的细菌数量分别比正茬降低了15.76%、30.67%和34.24%,真菌分别比正茬增加了24.73%、119.28%和135.77%,微生物多样性指数分别比正茬降低了47.90%、78.84%和80.63%,当归总产量分别比正茬下降了10.59%、29.52%和57.85%,麻口病出成率分别是正茬的1.37、2.52和4.12倍.结论 随着连作年限增加,土壤可培养微生物总数减少,其中细菌和放线菌数量减少,真菌数量明显增加,对连作表现出较高的敏感性,微生物多样性指数明显减小,当归一等归出成率和总产量明显下降,而三等及等外当归出成率及麻口病出成率显著增加.     

基于高通量测序研究番红花不同生长期根际土壤中真菌群落结构及多样性

目的 以新疆番红花Crocus sativus L.不同生长期的根际土壤为材料,研究土壤真菌群落结构与多样性。方法 提取番红花不同生长期的根际土壤总DNA,应用Illumina NovaSeq 6000高通量测序平台进行测序分析。结果 对番红花3个生长期[生长初期（S1）、生长中期（S2）、生长后期（S3）]的3组样本进行高通量测序,共获得4252个操作分类单元（OTUs）,包含9个真菌门,并对检测到的真菌属中相对丰度前20的真菌属进行了分析。结果发现,不同生长期番红花优势真菌群落共有门属分别是子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、链格孢属（Alternaria）、球腔菌属（Mycosphaerella）和爪甲白癣菌属（Arthrographis）。3个生长期的真菌组成有所不同,S1和S2生长期特有的属分别是平脐蠕孢属（Bipolaris）和谷菌根菌属（Archaeorhizomyces）,S3有2个特有的属和1个特有的门,分别是棘壳孢属（Setophoma）、枝孢属（Cladosporium）和油壶菌门（Olpidiomycota）。Alpha和Beta多样性分析结果表明,不同生长期番红花根际土壤真菌群落赵氏指数（Chao1）、香农指数（Shannon）和观察到的种类数（Sobs）差异有统计学意义,样本中真菌物种组成存在一定差异。结论 利用高通量测序技术可快速、全面地获得土壤真菌组成信息。番红花不同生长时期根际土壤中真菌群落结构与多样性存在差异,菌群多样性随番红花的生长呈现不断上升的趋势;在番红花不同的生长期尤其是S1土壤样本中均检测到相对丰度较高的有害菌链格孢菌属和被孢霉门。为进一步揭示新疆番红花S1易发生种球腐烂病害,以及根际真菌的多样性与番红花球茎内生真菌、病原菌相互作用机制研究提供新思路。     

川明参轮作对烟地土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是土壤质量的重要指标,为探索川明参种植对烟地微生物影响,该文采用Illumina Mi Seq高通量测序研究了川明参对植烟土壤中细菌和真菌在门和属水平上的群落结构变化。结果表明,川明参种植增加了烟地土壤细菌和真菌的生物多样性,且对真菌的影响大于细菌,极大的增加了真菌的序列数,分别获得32 978个细菌16S r DNA序列和32 229个真菌18S r DNA序列。没有改变细菌前三大优势菌门类,但含量上分别使变形菌和酸杆菌降低1.73%,1.4%,放线菌增加0.65%,使真菌优势门子囊菌减少27.99%成为次优势菌,次优势菌担子菌增加23.69%成为优势菌;改变了原烟地属水平的群落结构,使优势属及丰度都发生了变化,变化较大的细菌如uncultured Acidobacteriaceae Subgroup-1,Gemmatimonas,Subgroup-2,uncultured Nitrosomonadaceae等,真菌如norank Sordariales,norank Agaricomycetes,Phialophora等,且拮抗微生物及生理类群微生物丰度增加,病原菌减少。因此,川明参种植能改善烟地土壤微生物。     

地黄中主要次生代谢产物在根际土壤中分布及其对细菌群落特征的影响

目的 分析地黄Rehmannia glutinosa中的次生代谢产物在地黄根际土壤中的分布特征及其对根际土壤细菌群落特征的影响,为揭示地黄连作土壤形成过程中根系分泌物与根际微生物之间互作机制的研究提供理论参考。方法 以7、8、10月金九地黄根际土壤为研究对象,采用HPLC分析3个时期地黄根际土壤中苯乙醇苷类、环烯醚萜苷类及酚酸类次生代谢产物的分布;通过llumina MiSeq高通量测序法分析根际土壤中细菌群落的结构特征;利用SIMCA 14.1、SPSS 27等软件分析3个生长时期根际土壤中次生代谢产物及细菌群落结构的差异性,筛选出引起两者差异性的主要次生代谢产物和标志性菌群,并结合Canoco 5.0软件分析两者之间的相关性。结果 地黄3个生长时期根际土壤中均检测到6种苯乙醇苷类成分、3种环烯醚萜苷类成分及5种酚酸类成分,各单体成分的含量变化差异较大,其中香豆酸、异类叶升麻苷、红景天苷、香草酸为主要差异物质;地黄根际土壤中优势细菌的相对丰度随生育进程而发生变化,门水平及属水平上的放线菌门、厚壁菌门、绿弯菌门、不明蓝藻菌属、Gaiella的相对丰度逐渐降低,酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、疣微菌门、热酸菌属、不明酸杆菌属的相对丰度则逐渐增加;相关性分析及冗余分析表明根际土壤中次生代谢产物与细菌群落结构之间存在着一定相关性,其中香豆酸、对羟基苯甲酸对根际细菌群落结构的影响较大。结论 地黄中的主要次生代谢产物在地黄根际土壤中均可以检测到,而且对根际土壤细菌群落的结构特征产生了一定影响。     

重楼根际及药用部位内生真菌多样性与群落结构差异分析

目的寻找能促进宿主植物活性代谢产物合成的微生物,为后续功能菌群的建立及功能基因的发掘,提供理论支持。方法应用IlluminaMiseqPE250高通量测序技术对重楼根际土壤真菌、根及根茎内生真菌ITS1区进行序列测定,并进行生物信息学分析。结果测序结果共获得154228条序列,这些序列对应的根际土、根茎、根分别被聚类为408、119、57个OTUs。结论重楼根际及内生真菌多样性的关系为根际土根茎根,在重楼药用部位根茎中发现Mucoromycota门较非药用部位根中的门为特有门,Ascomycota门为优势门,Roseodiscus属真菌为重楼根茎内生真菌优势菌群,根茎和根部的特有种群及优势菌群可能与重楼活性产物合成密切相关。     

草甘膦对党参生长 根腐病及根际土壤微生物的影响

目的 探究除草剂草甘膦对党参生长、根腐病发生和药用成分的影响及可能的土壤微生态机制。方法 调查同一地块中草甘膦处理组和对照组党参的存苗数、鲜质量和发病情况,采用高效液相色谱法（HPLC）测定党参炔苷含量、分光光度法测定多糖含量,采用扩增子技术测定根际土壤微生物群落变化。结果 施用草甘膦能够显著降低党参的存苗数（P<0.05）,对党参地上部生长有一定抑制作用;根腐病发病率及病情指数高于对照组,分别增加了34.51%和34.81%（P<0.05）;党参炔苷和多糖的含量降低。另外,草甘膦处理对党参根际土壤微生物的多样性及真菌群落结构影响较小,但细菌群落中伯克霍尔德氏菌目（Burkholderiales）和鞘脂单胞菌目（Sphingomonadales）显著增加（P<0.05）。结论 施用草甘膦对党参生长有一定抑制作用,导致根腐病加重,这可能与部分根际细菌的相对丰度变化有关。     

三七连作的根际、根内微生物变化与生态学研究进展

三七是我国特有的中药材,主产于云南大部和广西部分地区,而连作障碍是制约三七产量和品质提升的重要瓶颈。三七根际微生物及根内共生微生物的动态变化是三七连作障碍的重要诱因,也是目前的研究热点。对三七连作过程中根际土壤微生物、根内共生微生物的动态变化研究进展进行综述,特别是连作障碍中致病微生物的研究进展进行综合分析,并总结了相关生态学的研究现状;提出了2种研究三七连作障碍土壤微生物的方法:(1)可培养与免培养方法相结合对三七连作障碍过程中微生物动态变化进行研究;(2)针对重要致病微生物种进行实时定量跟踪。旨在为尽快削减三七连作障碍提供理论依据。