不同种植年限黄连根系土壤细菌PCR-DGGE分析

该研究应用PCR-DGGE技术,分析了不同种植年限正常生长、发病的黄连Coptis chinensis的根际和非根际土壤的细菌种群多样性指数,并选取代表性DGGE条带进行克隆测序,构建细菌系统发育树状图。结果表明,正常土样与发病土样土壤细菌种群差异明显,且发病土样多样性指数(H)高于正常土样;代表性条带克隆测序结果表明,黄连种植土壤中未培养细菌为优势菌群,其余类群为食酸菌属、芽孢杆菌属、不动杆菌属、未培养克吕沃尔菌属以及未培养丛毛单胞菌,未发现已报道的植物病原细菌。发病土样中Clone band d的谱带亮度高于正常土样,该条带菌株在分类上属于食酸菌属。显然,黄连种植过程中,根际土壤中细菌种群发生了改变,其中食酸菌属的细菌在发病根际土壤增加,很可能与黄连病害发生有关。     

石柱黄连根腐病根际土壤细菌微生态研究

该研究应用Illumina Hiseq 2500高通量测序平台,分析了未种植黄连土壤、黄连健株及病株根际土壤的细菌种群丰富度及多样性变化,并结合土壤养分及酶活变化检测,对黄连根腐病产生的机制进行了深入探讨。高通量测序显示,栽培黄连造成了土壤细菌种群的丰富度的显著降低(P0.05)和细菌种群多样性的降低;罹患根腐病的黄连植株根际土壤细菌的种群丰富度要显著低于未种植和健康黄连土(P0.05),种群多样性要显著低于未种植黄连土样(P0.05),但与健株土样之间差异不显著。对土壤的养分及酶活测定结果表明,栽培黄连造成了土壤pH、有效磷、脲酶活性的显著降低,蔗糖酶活性的显著升高(P0.05);根腐病土样中有机碳的含量、碱解氮、过氧化氢酶和脲酶活性显著低于健康土样,速效磷和速效钾含量显著高于健康土样(P0.05)。综合分析表明,栽培黄连造成了土壤中细菌种群丰富度和多样性的降低;病株土样中,细菌种群丰富度的显著降低和种群多样性的降低,有可能是导致黄连根腐病产生的一个重要原因,此外,土壤有机碳和过氧化氢酶活性的显著减低,也许是导致黄连根腐病发生的一个诱因。     

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...     

地黄生长过程中根际土壤挥发性有机物与细菌群落特征分析

目的 分析地黄生长过程中根际土壤挥发性有机物（VOCs）、细菌群落特征的变化，以及VOCs与细菌群落结构的关系，为地黄连作土壤形成过程中的特征评价及连作土壤微生物的调控研究奠定基础。方法 以地黄7月、8月、10月3个主要生长时期的根际土壤为研究对象，采用气相色谱-质谱法（GC-MS）测定根际土壤乙酸乙酯部位及二氯甲烷部位中VOCs的相对含量，运用高通量测序法测定其根际细菌群落结构特征，利用SPSS 24、SIMCA 14.1等分析3个时期根际土壤VOCs、细菌群落结构的差异性，筛选引起其差异的主要VOCs和标志性菌群，并分析VOCs与细菌群落结构的相关性。结果 地黄3个生长时期根际土壤不同部位中的VOCs存在差异，其中乙酸乙酯部位的VOCs差异物质有间苯二甲酸二辛酯、2-辛基-1-十二烷醇、对甲苯甲酸-2-乙基己酯，二氯甲烷部位的则包括间苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、邻苯二甲酸二（2-丙基戊基）酯、对甲苯甲酸-2-乙基己基酯。地黄从苗期到块根膨大末期，其根际土壤中放线菌门、厚壁菌门和绿弯菌门等优势菌门的相对丰度逐渐降低，而且各生长时期的根际土壤均有可以表征自己特有的细菌群落。相关性分析表明，地黄根际土壤VOCs对根际细菌群落结构有影响，其中以酯类、醇类等成分对根际细菌群落结构的影响较大。结论 在地黄的生长过程中，根际土壤的特征表现为酯类和醇类等主要VOCs含量发生变化和主要有益菌群相对丰度的逐渐降低，而且根际土壤VOCs对细菌群落结构的塑造有一定作用。     

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。     

林下种植滇黄精对土壤理化性状及微生物群落的影响

目的 探究林下不同生长年限滇黄精根区土壤微生物群落结构和土壤环境因子的变化,为实现滇黄精林下可持续种植提供参考。方法 对云南省禄劝彝族苗族自治县栽培1、2、3年滇黄精的林下土壤及未开发林下土壤进行土壤理化性质、酶活性检测和高通量测序。结果 滇黄精根区土壤pH、全磷和速效钾的含量随种植年限的增加而降低,有机质、全氮、速效磷的含量随种植年限的增加而增加。与原生林地比较,种植1、2、3年的滇黄精根区土壤脲酶活性显著降低,过氧化氢酶活性显著增加。此外,种植滇黄精后,土壤细菌、真菌的多样性和丰度增加,且原生林地土壤与滇黄精根区土壤细菌、真菌群落结构存在差异,不同种植年限滇黄精土壤细菌、真菌群落结构相似。pH、速效氮、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶是引起土壤细菌、真菌群落变化的主要土壤因子。结论 种植滇黄精对林地土壤的理化性质、酶活性和微生物群落结构造成一定影响,不同土壤因子及土壤微生物的响应不同。研究结果为建立滇黄精林下可持续种植模式、提高滇黄精品质提供了参考。     

不同栽培模式对人参根际土壤微生物多样性的影响研究

目的以不同栽培模式下的人参根际土壤为研究对象,分析红松下种植人参、农田土壤种植下的人参根际土壤微生物菌群落多样性及群落功能特征的变化,探讨环境土壤微生物对林下人参、大棚人参生长的影响。方法采用第三代测序技术,对不同种植模式人参根际土壤中的优势菌群和差异微生物进行分析。结果在林下参根际土壤中检测到α-变形杆菌-13-2-20CM-2-64-7、慢生根瘤菌属的erythrophlei、SP-URHD0069、Lablabi、硝化螺旋菌SCGC-AG-212-E16、放线菌-13-1-2CM-4-69-9为优势菌种,这些固氮菌在加强了林下人参的养分吸收,在增加森林碳汇方面起到积极作用,同时增强了林下人参的抗逆性。相同年限的大棚人参根际土壤中检测出单胞菌、荧光假单胞菌、诺卡氏菌-SP-lS0805N、诺卡氏菌terrae、γ-变形杆菌-13-2-20CM-66-19显著增多,其中氨化细菌,纤维素分解菌、硝化菌丰度较高,这与种植方式比如施肥,翻耕、农药使用有密切联系。结论不同的栽培模式影响着人参根际土壤微生物菌群落多样性,及菌群功能特征。为后期人参绿色种植提供理论依据,为人参农林复合经营的可持续发展提供参考。     

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。     

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。     

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...     

连作对黄花蒿生长及土壤细菌群落结构的影响

试验采集未种植、种植1年、3年和5年的黄花蒿土壤,利用常规分析和Illumina Mi Seq高通量测序技术,研究了连作对黄花蒿生长、青蒿素含量、土壤有效养分和细菌群落结构的影响。结果表明,连作显著抑制黄花蒿生长,降低叶片生物量、青蒿素含量和产量,最大降幅依次为30.20%,7.70%,35.58%。黄花蒿连作不同程度地降低土壤有机质、有效氮、有效磷含量和细菌16S rRNA序列数。高通量测序结果显示,在不同种植年限的黄花蒿土壤中,共有634~812种细菌,归属于21个门类,代表不同处理年限细菌群落的点在主成分坐标系中分布距离较远,群落结构发生了显著变化(P0.05)。随黄花蒿连作年限增加,放线菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门的丰富度降低,但变形菌门、酸杆菌门和疣微菌门丰度增加。与未种黄花蒿的土壤相比,在种植土壤的前20种优势细菌中,硝化螺旋菌和根瘤菌消失,仅有芽单胞菌、微单孢菌、亚硝化单胞菌、黄色杆菌和不可培养细菌JG30-KF-AS9等5种相同。说明种植尤其是连作黄花蒿选择性抑制了土壤细菌的生长繁殖,影响土壤养分的转化供应,导致黄花蒿生长不佳,青蒿素含量和产量降低。因此,在种植黄花蒿的过程中,提倡轮作很有必要。     

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。     

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...     

黄连须根浸提液对土壤微生物及酶活性的影响

黄连Coptis chinensis是大量使用的中药材,连作障碍严重。试验在供试土壤中加入不同浓度的黄连须根浸提液(REC),研究了它们对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,在加入REC的土壤中,微生物碳氮量显著降低,细菌和放线菌比对照降低约60%,但真菌增加3倍左右。自生固氮菌、磷细菌、钾细菌、硝化细菌和氨化细菌均显著减少,说明土壤固(供)氮、溶磷、解钾、促生等功能受到抑制。REC对土壤酶活性的影响表现出多样性,提高转化酶活性,降低脲酶活性,对脱氢酶活性无显著影响,妨碍了土壤生物化学反应的有序进行。此外,REC减少微生物标记性磷脂脂肪酸(PLFAs)种类,降低PLFAs总量,提高真菌/细菌PLFAs比值,说明REC在抑制细菌繁殖生长的同时,相对的增加了真菌数量,致使后续作物容易发生真菌病害。REC还显著降低土壤微生物群落的多样性和均匀度指数,说明加入REC恶化了土壤生态环境,使微生物种群减少,密度降低。因此,在黄连生长过程中,根系分泌的化感物质可能改变土壤微生物种群结构,造成连作障碍。     

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。     

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。     

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。