人参根际真菌群落多样性及组成的变化

连作障碍导致人参减产减收,影响人参产业的可持续发展。土壤真菌群落参与关键生态过程,其多样性及组成的变化与连作障碍相关。该研究采用高通量测序技术,分析人参根际土壤真菌群落多样性及组成的变化,阐述人参栽培模式对根际微生态的影响,为克服连作障碍提供策略。与森林土壤相比,人参根际土壤微生物多样性增加,且随着种植年限的增加,多样性增加趋势下降;真菌群落Sordariomycetes,Alatospora,Eurotiomycetes,Leotiomycetes,Saccharomycetes,Mucorales,Pezizomycetes的丰度增加。皮尔森相关分析表明,土壤理化指标影响人参根际真菌群落的丰度,pH与Dothideomycetes和Alatospora的丰度显著相关,有效钾含量与Dothideomycetes,Alatospora,Mucorales的丰度显著相关,土壤总氮含量与Sordariomycetes,Mucorales的丰度显著相关。结果表明,施肥是影响人参根际微生态的关键因素之一,优化施肥体系是克服人参连作障碍的有效途径之一。     

西洋参根际土壤微生物群落组成与多样性研究

目的:分析不同年限西洋参根际及对照土壤样品中土壤微生物功能和组成的变化,揭示西洋参根际土壤微生物生态的变化规律。方法:应用微生物对不同碳源利用的差异,在Biolog生态培养盘上培养西洋参根际土壤微生物检测土壤微生物在群落水平的生理剖面(community level physiological profiles,CLPP);应用土壤微生物PLFA(磷脂脂肪酸)法分析西洋参根际土壤微生物组成变化。同时分析了不同年限西洋参根际土壤酸碱度、有机质等土壤肥力属性。结论:本研究所选的2种西洋参种植地的土壤基本性质有较大的差别,吉林地块的pH偏酸性(5.82),北京地块土壤偏碱性(8.27),而且吉林地块土壤的有机质、速效N、速效P和全氮显著高于北京地块土壤。土壤微生物生态分析的结果在2种地块显示相似的结果,AWCD具有相似的曲线,而主成分分析可以很明显的将二至四年生西洋参根际土与对照和一年生区别开,这也就说明西洋参种植后根际土壤微生物代谢功能降低,并且微生物结构组成发生明显的变化,这些可能是造成西洋参田间病害发生的主要原因。     

栽培年限对人参根际土壤微生物活性及微生物量的影响

采用野外采样与室内土壤培养法, 对3个栽培年限人参根际土壤微生物活性及微生物量变化进行研究, 为阐明人参连作障碍机制提供理论依据。结果表明, 人参栽培年限增加对人参根际土壤微生物活性及微生物量的积累均有显著抑制作用。与新林地土壤(R0)相比, 人参根际土壤微生物的呼吸作用, 纤维素分解作用和硝化作用均被显著抑制(P <0.05), 且随人参栽培年限增加抑制作用逐渐增强。三年生人参根际土壤(R3)微生物的活性最低, R3微生物的呼吸作用比R0显著降低56.31%, 纤维素分解作用比R0显著降低86.71%, 硝化作用比R0显著降低90.53%。与R0相比, 土壤微生物氨化作用被显著促进, 且随栽培年限增加有先增强后减弱的趋势, R1, R2, R3的氨化作用强度分别比R0显著增加32.43%, 80.54%, 66.64%。人参根际土壤微生物量碳(SMB-C)和微生物量氮(SMB-N)含量与R0相比均呈显著减少趋势, 且随人参栽培年限增加, 各栽培年限土壤的SMB-C差异显著, 但SMB-N的变化不明显。R3的微生物量最低, 其SMB-C比R0显著降低77.30%, SMB-N比R0显著降低69.36%。人参根系分泌物积累所导致的根际微生物种类、数量与活性变化及根际土壤微生态失衡是人参连作障碍的主导因素。     

人参及西洋参栽培土壤微生物种群遗传多样性的RAPD分析

目的研究不同年生人参、西洋参栽培土壤中微生物种群结构差异。方法采用RAPD技术对采集自吉林省抚松县的18份人参、西洋参根际土和根围土中的微生物种群结构进行遗传多样性分析。结果 栽培年限对根际土及根围土中的微生物种群结构有显著影响;人参和西洋参栽培土壤中的微生物种群结构也存在差异;寄主植物对土壤微生物种群结构的影响表现有根际效应。结论人参或西洋参根系分泌物对土壤微生物的定向选择压力可能是造成土壤微生物种群遗传多样性变化的主要原因之一,人参或西洋参栽培土壤中微生物种群结构变化是导致土壤生态功能紊乱以及连作障碍形成的关键因子。     

Influence of Allelochemicals on Microbial Community in Ginseng Cultivating Soil

Objective To study the influence of allelochemicals such as benzoic acid, diisobutyl phthalate, diisobutyl succinate, palmitic acid, and 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl) propane on the microbial community of ginseng cultivating soil. Methods Soil samples were sprayed with five allelochemicals (100 mg/L) and their mixture (20 mg/L), respectively. Carbon metabolic ability variances were analyzed by Biolog method and genetic polymorphism variance was analyzed by RAPD method. The Nei’s genetic diversity index and Shannon’s information index were calculated. Results Significant differences in carbon metabolic activity were found between allelochemical-treated soils and control. Further analysis indicated that although the carbon-utilizing ability and genetic polymorphism of soils treated with di-isobutyl phthalate, di-isobutyl succinate, and allelochemical mixtures were lower than those of the other treatments, genetic similarities of soils treated with di-isobutyl phthalate, diisobutyl succinate, and allelochemical mixtures were much higher than those of the other treatments. Conclusion Allelochemicals significantly declined the genetic diversity and carbon metabolic activity of microorganisms in newly reclaimed forest soil for ginseng cultivation.     

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。     

半夏连作对根际土壤微生物群落的影响研究

目的 探明半夏Pinellia ternate连作对根际土壤微生物群落的影响规律,以指导半夏连续高产栽培.方法 采用PacBio Sequel测序手段对正茬(CK)、连作一茬(A)、二茬(B)和三茬(C)半夏不同生长时期根际土壤微生物进行测序,对比分析其微生物群落结构和多样性差异.结果 随着连茬次数的增加,潜在致病细菌...     

外源人参三萜皂苷对新林土中土壤微生物群落的影响

人参皂苷不仅是人参主要的药用活性物质,而且人参皂苷是人参化感作用的主要化感物质,其在人参植株生长及生态适应性方面发挥重要作用。为了研究人参皂苷对土壤微生物群落的影响,采用外源添加的方式研究人参总皂苷对新林土中微生物群落动态的影响,分析新林土中微生物群落代谢活性的变化趋势,探讨人参皂苷对土壤微生物群落的生态学效应。与对照相比,加入人参总皂苷10 d和40 d后新林土中土壤微生物群落的代谢活性均显著高于对照组,处理10 d后土壤微生物群落多样性指数除了均匀度指数(E)外,其他多样性指数随皂苷浓度升高呈现出先升高后降低的趋势,其中,低浓度处理碳源利用丰富度指数(S)与对照相比差异显著。后期除了均匀度指数(E)外,其他多样性指数高于对照。人参总皂苷可改变新林土中土壤微生物群落的组成和代谢活性,人参皂苷在土壤中的积累可以改变土壤微生态环境从而影响人参生长。     

连作西洋参根际真菌群落差异及其在土壤药剂处理后的初步分析

目的:分析连作西洋参根际真菌群落的特点及土壤药剂处理对其的影响,探讨西洋参生长与根际真菌区系的相关性以及西洋参连作障碍的土壤生态机制.方法:采用田间随机区组实验,选择种植过4年以及连续育苗2次每次2年的老参地土壤连作西洋参,另设碳素肥加低毒化学农药及植物源农药对老参地土壤进行消毒处理,调查各处理组西洋参的生长及病害发生情况,同时采用稀释平板法分离根际真菌,以Shannon-Wiener指数(H'),Margalef丰富度指数(Ma)和Pielou均匀度指数(J)作为真菌群落多样性的测度.结果:与未种过参的新地相比,重茬种植的西洋参秋季存苗数、根重均明显降低,根病指数显著升高(P＜0.05),根际真菌数量降低50％ ～ 63％,多样性指数(H')降低39％～43％,群落构成的变化主要表现为青霉属及曲霉属真菌的比例增大.根际土壤真菌的多样性指数与西洋参根病指数呈显著负相关(r=-0.970,P=0.006).碳素肥加低毒化学农药菌线威处理老参地土壤,对提高重茬西洋参的存苗数及根重有较好的效果,一定程度提高根际真菌多样性.结论:重茬西洋参根际真菌数量和多样性降低,群落构成发生变化.碳素肥加菌线威处理对连作西洋参生长具有较好的改善作用.     

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。     

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。     

不同种植模式下黄连根际土壤理化特性及细菌群落结构变化

自然林下种植和人工搭棚种植是目前黄连大生产上主要的种植模式,研究这2种种植模式对根际土壤理化性质及细菌群落结构的影响,有助于深入了解黄连土壤健康状况,为土壤改良及黄连生态种植提供科学依据和理论指导.该研究采用高通量测序技术对2种模式下一至五年生黄连根际土壤中细菌群落进行测定,分析了土壤细菌的alpha多样性、群落组成、...     

合成微生物群落构建技术在药用植物栽培领域的应用

合成微生物群落(synthetic microbial communities,SynComs)是人为地将多个种类、功能等明确的不同微生物,在特定条件下以确定的比例进行混合,获得稳定且功能明确的微生物群落,在促进植物生长、养分吸收、抵御逆境胁迫等方面具有重要作用。对SynComs技术的发展历程、构建依据和方法,以及SynComs技术在促进植物养分吸收、抵抗生物胁迫和缓解连作障碍中的作用进行综述,以期为药用植物提质增效、产业可持续发展提供理论依据与技术支撑。     

不同土壤浸提物对人参种子生长抑制作用的研究

目的 研究新林土、老参地土、人参根际土浸提物对萌芽人参种子胚根和胚轴生长的影响.方法 用甲醇浸提土壤样品,每种土壤浸提物样品分6个浓度梯度对萌芽人参种子进行处理,培养一段时间后,测量人参种子胚根和胚轴长度,通过与对照对比.分析不同土壤浸提物及浓度对人参种子生长的影响.结果 人参根际土浸提物对人参种子生长的抑制作用最强;种植人参、西洋参的老参地土浸提物对萌芽人参种子的生长有一定影响,表现为低浓度促进、高浓度抑制的特点;未曾种植人参、西洋参的新林土对萌芽人参种子生长的抑制作用不明显.结论 人参根际土壤和老参地土中存在自毒性化学物质,对人参种子生长的抑制作用与其浓度有密切关系.     

Effect of Autotoxicity and Soil Microbes in Continuous Cropping Soil on Angelica sinensis Seedling Growth and Rhizosphere Soil Microbial Population

Objective To study the effect of autotoxicity and the co-effect of autotoxicity and soil microbes from continuous cropping soil on Angelica sinensis growth, root yield and content of essential oils, and soil microbal population. Methods The pot experiments were conducted upon A. sinensis seedlings in continuous cropping soil. At the different growth stages, we determined the seedlings in growth parameters, root yield, content of essential oils, ethanol extract, and cultivable microbial populations in rhizosphere soil. Results A. sinensis seedlings were significantly inhibited in growth, root yield and quality. Compared with the control, the composition and structure of soil microbes were changed and the diversity indexes of bacteria functional groups were reduced in rhizosphere soil of A. sinensis. A. sinensis cropping problems were more seriously after the treatment with combination of autotoxicity and soil microbes than with autotoxicity alone. Conclusion The autotoxicity and soil microbes from continuous cropping soil of A. sinensis could cause the continuous cropping obstacle together.     

食用菌菌渣缓解地黄连作障碍的研究

前期研究认为酚酸类物质的积累可能导致地黄连作障碍。研究发现不同菌渣提取液对酚酸均具有降解效果,其中杏鲍菇菌渣提取液对5种酚酸（对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、香草醛和阿魏酸）的总降解率最高,达75.3%。盆栽试验结果表明,施用杏鲍菇菌渣的地黄根际土壤中的对羟基苯甲酸和香草醛,相对含量最低。进一步研究表明施用杏鲍菇菌渣使地黄冠幅、叶片数量、叶长、叶宽和株高等指标接近头茬地黄水平,使重茬地黄块根质量鲜重和干重分别提高2.70,3.66倍,单株梓醇总量提高2.25倍,同时提高了地黄根际土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,也提高了地黄根际土壤中蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性。这些结果表明,施用杏鲍菇菌渣一定程度上有效地缓解了地黄的连作障碍。     

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。     

三七不同间隔年限种植土壤氮、磷、钾含量动态变化规律研究

目的：研究三七不同间隔种植年限对土壤氮、磷和钾元素的影响。方法：对文山州马白、马塘、古木和盘龙4个三七道地产区新土、间隔5年土和连作土3种种植模式下土壤总氮、磷、钾和有效氮、磷钾含量进行动态测定。结果：土壤全氮、磷和速效氮、磷含量变化均表现为间隔5年土 >连作土 >新土;3种间隔种植模式土壤除全氮含量无显著季度变化外,其他三者均呈倒“V”型,含量峰值出现于2010年4月;土壤全钾含量变化无显著差异,但速效钾含量变化表现为新土 >连作土> 间隔5年土,季度变化规律与速效氮、磷一致;4个监测地3种间隔种植模式下土壤全氮、磷、钾及速效氮、磷、钾含量变化均不同。3种间隔种植模式土壤中全磷和速效磷含量具有显著相关性,但其他2种元素无显著相关性。新土、间隔5年土和连作土速效氮、磷、钾比例分别为1：0.4：2.4,1：0.4：1.4,1：0.4：2.0。结论：连作造成了三七种植土壤磷素的相对富集和钾素的相对亏缺,进而造成的土壤氮、磷、钾比例失衡为产生连作障碍的诱因之一。加强三七种植土壤氮、磷、钾最佳比例研究,从而进行配方施肥为消减连作障碍重要手段。     

人参栽培土壤中细菌种群ARDRA研究体系的建立

目的:建立适用于开展人参栽培土壤微生物种群结构分析的ARDRA研究体系.方法:从基因组水平研究人参栽培土壤微生物种群多样性结构.结果:对人参栽培土壤样品分析发现,ARDRA体系不仅能高效区分土壤中不同的微生物类群,而且还可根据酶切谱带的差异统计出不同微生物类群在土壤总微生物中所占的比重.结论:建立的ARDRA研究体系能够用于人参栽培土壤微生物种群结构分析.     

当归根际土壤水浸液的自毒作用研究及化感物质的鉴定

目的 通过对当归根际土壤提取液的生物学试验和有机化合物的分离鉴定,探讨当归连作障碍与自毒作用的关系.方法 设置水(CK)、当归根际土水提液100、125、250、500 mg/mL共5个处理,用于当归自毒作用的生物学实验;气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)鉴定当归根际土壤有机化合物.结果 125 mg/mL当归根际土壤水提液能显著抑制当归自身种子发芽率、发芽指数及胚根和胚芽的伸长,且随水提液浓度的升高,这种抑制作用增强.在当归根际土壤水提液中鉴定到17个化合物,包括有机酸、酮、醛、酯和烃类等化感物质,其中很多被报道是化感物质.结论 当归根际土壤水提液对自身种子萌发和幼苗生长具有明显的自毒作用,且自毒效应具有一定的浓度依赖性,推断自毒作用可能是造成当归连作障碍的原因之一.