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

河南农业大学学报

JournalofHenanAgriculturalUniversity

Vol.53　No.6Dec.　

2019

文章编号:1000-2340(2019)06-0918-08

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

四川西昌615000;3.四川省烟草公司凉山州公司普格分公司,四川普格615300)

(1.郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001;2.四川省烟草公司凉山州公司,

李忠奎,凌爱芬,李红丽,陈娟,朱显俊,王勇,陈玉蓝,王岩1

1212322

摘要:为明确根际土壤微生物群落与根际土壤环境因子的关系,通过多样性测序研究健康烟田与易感病(黑胫病和根结线虫病混合发性)烟田根际土壤微生物群落特征。结果表明,易感病烟田根际土壤微生物群落的Alpha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(Cladosporium)、镰刀菌属(Fusarium)、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(Streptomyces)、芽孢杆菌(Bacillus)、类芽孢杆菌(Paenibacillus)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。因此,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。关键词:烟草黑胫病;根际土壤;微生物群落;多样性中图分类号:S435.72　　　　文献标志码:A

Analysisofrhizospheresoilmicrobialcommunitiesinhealthyandsusceptibletobaccofieldsbasedondiversitysequencing

LIZhongkui1,LINGAifen2,LIHongli1,CHENJuan2,ZHUXianjun3,WANGYong2,

(1.CollegeofChemicalEngineeringandEnergy,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450002,China;

CHENYulan2,WANGYan1

2.LiangshanMunicipalTobaccoCompanyofSichuanProvince,Xichang615000,China;

3.PugeBranchofLiangshanMunicipalTobaccoCompany,Puge615300,China)

Abstract:Thecharacteristicsofrhizospheresoilmicrobialcommunityofhealthyanddiseases(black

tibiadiseaseandrootknotnematodedisease)susceptibletobaccofieldswerestudiedbydiversity

sequencing,andtherelationshipbetweenrhizospheresoilmicrobialcommunityandrhizospheresoilenvironmentalfactorswasclarified.Theresultsshowedthatthediversityindexofrhizospheresoilmicrobialcommunityinsusceptibletobaccofieldwassignificantlylowerthanthatinhealthytobacco

field.Atotalof687speciesofsoilbacterialcommunitiesweredetectedatthegenuslevelintobacco

field,including620speciesinhealthytobaccofieldand560speciesinsusceptibletobaccofield.123

speciesofsoilfungalcommunitiesweredetectedatthegenuslevel,including107speciesinhealthytobaccofieldand103speciesinsusceptibletobaccofields.Theabundanceofpathogenicbacteria

收稿日期:2019-05-25

基金项目:四川省烟草公司凉山州公司科技项目(LSYC201803)

作者简介:李忠奎(1994—),男,河南濮阳人,硕士研究生,从事微生物应用研究。通信作者:陈玉蓝(1990—),四川宜宾人,农艺师,硕士。

第6期

李忠奎,等: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

　919

Cladosporium,FusariumandBoeremiainsoilfungalcommunitiesofsusceptibletobaccofieldswashigher,andthatofantagonismsStreptomyces,BacillusandPaenibacillusinmicrobialcommunitiesof

healthytobaccofieldswashigher;Thecontentsoforganicmatter,totalnitrogen,alkali-hydrolyzed

nitrogen,totalphosphorus,availablephosphorus,totalpotassiumandavailablepotassiumin

rhizospheresoilwerehigherinhealthytobaccofield.Therefore,themicrobialdiversity,abundanceofpathogensandbiocontrolbacteria,soilpHvalueandnutrientcontentintherhizospheresoilofhealthy

tobaccofieldwereallhigherthanthoseofthesusceptibletobaccofield;pHvalue,organicmatter,alkali-hydrolyzednitrogen,availablephosphorusandavailablepotassiumhadgreatcorrelationwith

microbialcommunityintobaccorhizospheresoil.

Keywords:tobaccoblackshankdisease;rhizospheresoil;microbialcommunity;diversity

　　近年来,根际土壤微生物的研究受到了广泛的关注。植物的根际是一个复杂的生态系统,是植物与土壤生态系统进行物质交换的活跃场所[1的微生态系统之一着关键作用

[2]

[3]

-2]

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(黑胫病和根结线虫病混合发生)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进行了分析,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。

根际土壤含有丰富的微生物资源,是地球上最复杂态系统的组成成分,在植物的生长发育过程中发挥量土壤生态功能的重要指标

,微生物的多样性与结构组成是衡

[4]

。

。根际土壤微生物是土壤生

。因此,植物根际

土壤、根际土壤微生物之间的关系相辅相成,息息相关,特别是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(Phytophthora)引起的具有毁灭性的土传真菌病害[5],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

[6]

1　材料与方法

1.1　试验田概况

试验地位于四川省凉山彝族自治州会理县益门镇,北纬26°50′,东经102°17′,海拔2000m,年

混合发生。凉山彝族自治州是中国重要的优

平均气温15.3℃,降雨量1212mm。选取健康烟

质烟生产基地,2007年被国家烟草专卖局确定为全国现代烟草农业试点地区。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[7],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

田和易感病(黑胫病和根结线虫病混合发生)烟田进行试验。每个处理面积333m2,分别编号为

PH1与PH2。烟田土壤为红壤黏土,前作种植光叶紫花苕子,供试烤烟品种为云烟87。供试土壤的养分含量和pH值如表1所示。

表1　样品根际土壤的养分含量

Table1　Nutrientcontentofsamplerhizospheresoil

土壤样本Soilsample

pH值pHvalue

有机质/(g·kg)Organicmatter

-1

PH1PH2

7.416.53

22.6927.42

碱解氮/(mg·kg

Hydrolyzablenitrogen

-1

)

63.7066.50

有效磷/(mg·kg1)

Availablephosphorus

-

61.5462.17

速效钾/(mg·kg1)

Availablepotassium

-

254.40240.10

1.2　烟田根际土壤的采集与处理

于烟株旺长期采集根际土壤土样,采用5点取样法,去掉烟株根际表层土壤,采5~20cm耕层土

生物医药科技有限公司进行多样性测序与分析。取部分土壤风干,用于常规分析。1.3　测定项目与方法

1.3.1　微生物多样性分析测定　由上海美吉生物

壤,混合后取土样总量1.5kg。每块烟田取3个平

行样,每个样品过筛除去根等杂质后取少量土壤装入15mL带盖的离心管中,储存于有冰袋的保温箱

医药科技有限公司对根际土壤微生物进行16S/18S多样性测序,DNA抽提和PCR扩增,根据E.Z.

中,带回实验室-20℃保存,并及时送到上海美吉

N.A.

®

soil试剂盒(OmegaBio-tek,Norcross,GA,

　920

河　南　农　业　大　学　学　报第53卷

U.S.)说明书进行总DNA抽提,DNA浓度和纯度利用NanoDrop2000进行检测,利用1%琼脂糖凝胶

取-钼锑抗比色法测定;土壤碱解氮用碱解扩散法1.4　数据处理

电泳检测DNA提取质量;细菌16S用338F(5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3’)和806R(5’-可变区进行PCR扩增;真菌18S用SSU081F(5’-测定[8]。

GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’)引物对V3~V4TTAGCATGGAATAATRRAATAGGA-3’)和1196R(5’-TCTGGACCTGGTGAGTTTCC-3’)引物对V5~V7可变区进行PCR扩增。

试验数据均以3个值的平均值±标准差表示,

并采用Excel2010软件进行统计处理。利用IBM

SPSSStatistics21软件进行样本t检验,差异

显著性水平为P<0.05。多样性基因测序由上海美吉生物医药科技有限公司信息平台相应软件进行分析,原始数据上传至NCBI数据库中,原始测序序列使用Trimmomatic软件质控,使用FLASH软件进行拼接。使用的UPARSE软件(version7.1),根

PCR产物,利用AxyPrepDNAGelExtractionKit

IlluminaMiseq测序,使用2%琼脂糖凝胶回收

(AxygenBiosciences,UnionCity,CA,USA))进行纯化,Tris-HCl洗脱,2%琼脂糖电泳检测。利用

据97%的相似度对序列进行OTU聚类,使用UCH-IME软件剔除嵌合体,利用RDPclassifier对每条

QuantiFluorTM-ST(Promega,USA)进行检测定量。根据IlluminaMiSeq平台(Illumina,SanDiego,

序列进行物种分类注释,比对Silva数据库,设置比对阈值为70%。

USA)标准操作规程将纯化后的扩增片段构建文

库,16S为PE2×300文库,18S为PE2×250文库。用Illumina公司的MiseqPE300平台进行测序(上

2　结果与分析

2.1　健康与易感病烟田根际土壤微生物群落Alpha多样性

海美吉生物医药科技有限公司)。原始数据上传至NCBI数据库。

1.3.2　土壤养分含量测定方法　土壤pH值采用电位法测定;土壤有机质采用重铬酸钾-油浴法测定;土壤全氮用硫酸消解-凯氏定氮法测定;采用同一消解法测定全磷和全钾;土壤速效钾用乙酸铵提取-原子吸收法测定;土壤有效磷用碳酸氢钠提

根际土壤微生物群落的Alpha多样性如表2所示。土壤微生物群落的覆盖率为96.07%~99.79%,表明所建立的文库可比较真实、有效地反映样本环境微生物的多样性,具有研究意义和实用价值。PH1烟田根际土壤微生物群落的Alpha多样性指数(Sobs,Ace,Chao,Shannon)大于PH2烟田。

表2　烟田根际土壤微生物群落Alpha多样性

Table2　Alphadiversityofmicroorganismcolonyinrhizospheresoiloftobaccofield

分类Category细菌真菌BacteriaFungus

土壤样本Soilsample

PH1PH2PH1PH2

1945±91.70b

2242±73.50a

Sobs指数Sobsindex

3184±100.40a

Ace指数Aceindex

241±19.73A208±12.49A

2960±356.10a

316±27.72A

2780±132.75b

3135±82.73a

Chao指数Chaoindex

　　注:不同小写字母表示细菌群落0.05水平上的差异,不同大写字母表示真菌群落0.01水平上的差异。

249±14.63B

　243±12.79B

309±9.43A

3.414±0.11A

5.419±0.50b

5.886±0.46a

香浓指数Shannonindex

Coverage指数/%Coverageindex

96.07a

96.52b

3.108±0.05B

99.73A99.79B

enceat0.01leveloffungalcommunity.

Note:Differentlower-caselettersindicatethedifferenceat0.05levelofbacterialcommunity,anddifferentupper-caselettersindicatethediffer-

2.2　健康与易感病烟田根际土壤微生物群落特征

际土壤细菌群落结构组成发现(图2),unclassified_f_Micrococcaceae、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)为PH1与PH2烟田土壤细菌群落的优势菌属,且unclassified_f_Micrococcaceae在PH1烟田细菌群落的相对丰度为13.18%,低于其在PH2烟田的相对丰度24.52%,而鞘氨醇单胞菌属在PH1烟田的相对丰度为15.05%,高于其在PH2烟田的相对丰度8.95%。另外,Roseiflexus、地杆菌属(Terrabacter)、norank_f_Gemmatimonadaceae在PH1烟田土壤细

2.2.1　土壤微生物群落结构相似性分析　通过健康烟田与易感病烟田根际土壤微生物群落的层级聚类分析(图1)发现,PH1烟田与PH2烟田群落根际土壤微生物群落结构有明显差异。

2.2.2　烟田根际土壤细菌群落分布　在属水平上,土壤细菌群落共检测出687类,其中PH1烟田共620类,PH2烟田共560类。以平均相对丰度超过5%的菌属被认为优势菌属。在属水平上的根

第6期李忠奎,等: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　921

菌群落中的相对丰度比其在PH2烟田中分别高14.02%,21.57%,31.48%;而类诺卡氏菌属(No-

cardioides)在PH2烟田土壤细菌群落中的相对丰度比其在PH1烟田中高56.57%。

　　注:树枝长度代表样本间的距离,土壤样本后边的数字分别代表3个平行样。

Note:Thelengthofbranchesrepresentsthedistancebetweensamples,andthenumberbehindthesoilsamplesrepresentsthethreeparallelsamples.

图1　土壤细菌群落(A)和真菌群落(B)层级聚类分析

Fig.1　Clusteranalysisofsoilbacterialcommunity(A)andfungalcommunity(B)

图2　烟田根际土壤细菌在属水平上的群落组成Fig.2　Communitycompositionofbacteriainrhizosphere

图3　烟田根际土壤真菌在属水平上的群落组成Fig.3　Communitycompositionoffungiinrhizosphere

soiloftobaccofieldsatgenuslevel

soiloftobaccofieldatgenuslevel

2.2.3　烟田根际土壤真菌群落结构　在属水平上,土壤真菌群落共检测出123类,其中PH1烟田共107类,PH2烟田共103类。在属水平上的烟田根际土壤真菌群落结构组成发现(图3),枝孢霉(Cladosporium),镰刀菌属(Fusarium),norank_o_sordariales,norank_o_Hypocreales,Boeremia为土壤真菌群落的优势菌属。枝孢霉(Cladosporium),镰刀菌属(Fusarium),norank_o_sordariales,Boeremia在PH2烟田土壤真菌群落的相对丰度比其在PH1烟田中分别高47.73%,44.99%,1.87%,62.73%;norank_o_Hypocreales在PH1烟田土壤真菌群落的相对丰度比其在PH2烟田中高8.45%。此外,隐球菌(Cryptococcus)在PH1烟田土壤真菌群落的相对丰度比其在PH2烟田中高25.08%。

2.2.4　土壤微生物群落拮抗菌分析　根据健康与易感病烟田土壤拮抗菌分析(表3)可知,链霉菌属

(Streptomyces)、芽孢杆菌(Bacillus)、类芽孢杆菌(Paenibacillus)、假单胞杆菌(Pseudomonas)、节丛孢属(Arthrobotrys)在PH1烟田的相对丰度分别为1.494%,0.924%,0.111%,0.086%,0.051%,而在0.062%,0.0%,0.029%。分含量的关系

2.3.1　烟田根际土壤的养分含量　由表4可知,PH2烟田根际土壤的pH值比PH1烟田高0.47个单位,且差异达到显著水平。PH1烟田根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量显著高于PH2烟田。

PH2烟田的相对丰度分别为1.409%,0.330%,

2.3　烟田根际土壤微生物群落结构与根际土壤养

　922河　南　农　业　大　学　学　报

表3　土壤微生物群落拮抗菌的相对丰度

第53卷

Table3　Abundanceofantagonisticbacteriainsoil

析(图4-A)。2个坐标轴总共解释95.67%的真菌群落变化,轴RDA1解释度92.97%,轴RDA2解释度为2.70%,其中土壤有机质、有效磷、速效钾、pH值、碱解氮对土壤真菌群落的相关性r2(决定系

microbialcommunities

拮抗菌

Antagonisticbacteria

PH11.494±0.180.933±0.330.111±0.050.086±0.040.051±0.01

PH21.409±0.250.330±0.060.062±0.010.0±0.050.029±0.03

P-value1.0000

链霉菌属Streptomyces芽孢杆菌Bacillus类芽孢杆菌Paenibacillus假单胞杆菌Pseudomonas节丛孢属Arthrobotrys

0.0809

0.3458

0.88。因此,能较好地反映土壤养分含量对土

数)依次为0.9651,0.9556,0.9585,0.9085,壤细菌群落结构的影响。在真菌群落结构与土壤养分含量的RDA分析(图4-B)中,2个坐标轴总共解释92.12%的真菌群落变化,轴RDA1解释度

0.3827

0.3827

2.3.2　烟田微生物群落结构与土壤养分含量的RDA分析　为研究土壤的养分含量对凉山会理烟对细菌群落结构与土壤养分含量的RDA进行了分田根际土壤微生物群落组成影响程度及其相关性,

79.74%,轴RDA2解释度为12.38%,其中土壤有效磷、有机质、速效钾、pH值、碱解氮对土壤真菌群落的相关性r2依次为0.38,0.8826,0.87,

0.8459,0.8283。

表4　健康与易感病烟田根际土壤的养分含量

Table4　Nutrientcontentofrhizospheresoilsinhealthyandsusceptibletobaccofields

土壤样本Soilsample

pH值pHvalue

有机质/(g·kg)Organicmatter

全氮/

-1

PH1PH2

6.74±0.09b7.18±0.03a

11.19±0.38a

7.02±0.00b

0.54±0.02b

0.83±0.00a

(g·kg)Totalnitrogen

-1

碱解氮/

42.70±0.70b

46.90±0.70a

(mg·kg)Hydrolyzablenitrogen

-1

全磷/

0.84±0.28b

1.01±0.28a

(g·kg)Totalphosphorus

-1

有效磷/

23.00±1.37b

60.96±1.80a

(mg·kg)Availablephosphorus

-1

全钾/

4.55±0.17b296.38±3.46b

4.93±0.01a461.04±0.99a

(g·kg)Totalpotassium

-1

速效钾/(mg·kg1)Availablepotassium

-

图4　属分类水平土壤细菌(A)和真菌(B)群落结构与土壤养分含量的RDA分析

Fig.4　RDAanalysisofcommunitystructureandnutrientcontentofbacteria(A)andfungi(B)insoilatgenuslevel

2.3.3　烟田微生物群落优势菌属与土壤养分含量的Spearman相关性分析　在凉山会理烟田根际土壤微生物群落属水平上,将相对丰度前15位类菌属与土壤养分含量进行Spearman相关性分析,把其中与土壤养分含量有显著相关的菌属列出来(表5)。在凉山会理烟田根际土壤细菌群落中,相对丰度前15位的菌属只有4类菌属与土壤养分含量呈显著相关,unclassified_f_Micrococcaceae与土壤pH值呈显著正相关,与有机质碱解氮、速效钾呈显著负相关;鞘氨醇单胞菌属与pH值呈显著负相关,与碱解氮、速效钾呈显著正相关;norank_c_

TK10与pH值呈显著负相关,与有机质、碱解氮、速效钾呈显著正相关;Adhaeribacter与pH值呈显著正相关,与碱解氮、速效钾呈显著负相关。在烟田根际土壤真菌群落中,相对丰度前15的菌属有6类菌属与土壤养分含量呈显著相关,镰刀菌属、Boeremia与有机质、有效磷呈显著负相关;unclassi-fied_p_Ascomycota与有效磷呈显著负相关;norank_o_Tremellales与pH值呈显著正相关,unclassified_o_Sordariales,norank_p_Chytridiomycota与有效磷呈显著正相关。

第6期李忠奎,等: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　923

表5　烟田根际土壤微生物群落优势菌属与土壤养分含量的Spearman相关性

Table5　Spearmancorrelationbetweendominantbacteriaandnutrientcontentinrhizospheresoiloftobaccofields

分类Category菌属名称Genusname

pH值pHvalue

有机质Organicmatter

unclassified_f_Micrococcaceae鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas

细菌Bacteria真菌Fungus

gorank_c_TK10Adhaeribacter镰刀菌属Fusarium

Boeremia

unclassified_p_Ascomycotanorank_o_Tremellalesnorank_p_Chytridiomycotaunclassified_o_Sordariales

-0.829∗-0.943∗∗0.829∗0.7140.7140.600-0.771-0.486-0.771

0.886∗

-0.928∗∗0.725-0.725-0.841-0.7540.8120.6380.754

∗

碱解氮Hydrolyzablenitrogen-0.886∗0.829∗-0.829∗-0.714-0.714-0.6000.7710.4860.771

有效磷Availablephosphorus

-0.7710.6000.714-0.600-0.9430.6570.886

-0.886∗0.829∗-0.829∗-0.714-0.714-0.6000.7710.4860.771

速效钾Availablepotassium

0.841∗0.943∗∗0.943∗∗

-0.841∗

∗

-0.943∗∗

∗∗

-0.943∗∗0.829∗

∗

3　结论与讨论

作用[12]。此外,Roseiflexus、地杆菌属、norank_f_Gemmatimonadaceae在PH1烟田的相对丰度也高于其在PH2烟田的相对丰度。Roseiflexus为高效嗜热微生物,能够利用光能进行光合作用,具有较强的分解转化能力[13]。地杆菌属对土壤中有毒有机物质多氯二苯并呋喃有良好的降解能力[14],在norank_f_Gemmatimonadaceae属于芽单胞菌科,芽单胞菌科能够在低压下固定大气中的氮和主要的降解土壤中石油污染物[15]。健康烟田根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量显著高于易感病烟田。在健康烟田的根际生态中,微生物多样性丰富,土壤养分含量高,物种之间物质交换和转化途径多样化,可以从物质转化方面保持生态平衡。在烟田根际土壤真菌群落结构中,norank_o_sordariales、枝孢霉、镰刀菌属、norank_o_Hypocreales为土壤真菌群落的四大优势菌属。枝孢霉能高效、快速降解氯氰菊酯[16],但其是一类引起较大经济损失的植物叶霉的病原菌[17],危害植物生长的各个时期及各个器官。镰刀菌属是农作物最为常见的重要寄生病原真菌,具有遗传多样性,种系之间变异可引发寄主植物抗性的改变[18

-19]

微生物群落多样性指数反映了群落结构的复杂程度。一般来说,群落Alpha多样性指数越大,微生物群落结构越复杂,稳定性程度越高[4]。在烟田根际土壤细菌群落中,PH2烟田土壤细菌群落的多样性低于PH1烟田,说明易感病烟田细菌群落的稳定性也低于健康烟田。已有研究表明,根际土壤微生物多样性对维持土壤健康和抑制植物病害非常重要,微生物多样性的降低是土传病害发生的重要原因[9]。烟草黑胫病是由真菌[5]导致的病害,病原菌增加使真菌群落的多样性低于健康烟田。根结线虫是一种高度专化型的杂食性植物病原线虫,通过对微生物的取食也会影响微生物群落结构[6]。故病原菌的增加以及根结线虫对微生物的取食是PH2烟田根际土壤的微生物群落多样性低于PH1烟田的主要因素。

从根际土壤微生群落特征分析结果可以看出,PH1烟田与PH2烟田根际土壤微生物群落结构有明显差异,在属水平上PH1烟田根际土壤微生物群落丰度高于PH2烟田。PH2烟田土壤细菌群落较单一,不仅不利于土壤中细菌种群的平衡,而且易导致植物根部病害的发生,使根际微生态细菌群落的功能受到破坏。unclassified_f_Micrococcaceae、鞘氨醇单胞菌属为土壤细菌群落的优势菌属,且前者在PH2烟田中的相对丰度高,后者在PH1烟田中的相对丰度高。unclassified_f_Micrococcaceae属于微球菌科,研究表明,微球菌科在土壤中通常可利用碳水化合物产气、少量酸或不产酸异养化能的有关[10]。鞘氨醇单胞菌属具有明显的生物降解和生物合成能力[11],可以抵抗多种病原、促进烟株根际营养吸收,在保持植烟土壤氮平衡方面起着重要

重金属镉污染土壤的修复中具有重要作用。

研究表明,肉座菌目和某些菌属线虫草科系统发育关系略近[20],可寄生昆虫[21]。Boeremia是一种植Boeremia在PH2烟田土壤真菌群落的相对丰度高于PH1烟田。结果表明,PH2烟田土壤细菌群落相对于PH1烟田较为单一。由于黑胫病的发生,使得PH2烟田根际土壤真菌菌群落中病原菌增加,根际微生态真菌群落的功能受到破坏。从土壤生防菌的丰度上来看,链霉菌属、芽孢杆菌、类芽孢物叶片致病原菌[22]。病原菌枝孢霉、镰刀菌属、

。norank_o_Hypocreales属于肉座菌目,有

　924河　南　农　业　大　学　学　报第53卷

杆菌、假单胞杆菌、节丛孢属在PH1烟田的相对丰度高于其在PH2烟田中的相对丰度。芽孢杆菌和类芽孢杆菌对烟草种子发芽率和苗期生长有促生作用[23],并对烟草黑胫病[23]和根结线虫病[24]有一定的生防作用,链霉菌属同样对根结线虫也有毒效作用[24]根系,。从REN而有等[25]发现,假单胞杆菌能定殖在烟草效控制烟草黑胫病。李天飞等[26]研究表明,节丛孢属是从烟草根结线虫病根及土壤中分离鉴定的捕食线虫真菌。因此,健康烟田根际中有丰度较高的生防菌,可以控制病原微生物的生长,维持生态平衡,提高烟株抗病性。

土壤微生物群落受内部环境和外部环境两类作用因子的影响,其变化是土壤理化性质影响的综合反映。土壤的微生态与土壤某些化学性质紧密相关

[9]

碱解氮、。有效磷RDA分析结果表明、速效钾对微生物群落的相关性较,土壤pH值、有机质、

大。Spearman相关性分析发现,会理烟田根际土壤微生物主要菌属与土壤养分含量存在显著的正负相关关系。适宜的土壤有机质含量是优质烟生产的必备条件,磷和钾都是植物生长发育过程中必不可少的矿质营养元素。土壤氮与烟草生物量和

产量的变化密切相关[28]在一定范围内土壤有机质含量的升高。李盼盼等[29]研究表明,,或者pH值的降低可以增加烟草内生真菌的物种丰富度。含水率对烟株生长和烟叶质量有很大的影响[30]

福宏等

[31]

研究表明,土壤中有机质含量高可促。进

高

土壤有益微生物增长,以及造成弱酸性的土壤(pH值低),可减轻烟草黑胫病的发生程度。刘志明等[32]研究表明,保持土壤的生态平衡,有益于促进根结线虫生防菌的定殖和提高防效。本研究结果表明,土壤养分含量与烟田根际土壤微生物具有相关性,可影响土壤微生物群落结构。然而,土壤养分含量与黑胫病的互作关系和作用机制,以及根结线虫病生物防治需要的土壤生态环境值得进一步深入研究,进而为有效防控黑胫病提供新的线索,为根结线虫病的生物防治提供参考。

健康烟田根际土壤微生物群落的多样性较高,健康烟田根际土壤细菌、真菌群落在属水平上菌的种类高于易感病烟田,群落结构较为丰富;枝孢霉、镰刀菌属、Boeremia等病原菌在易感病烟田土壤真菌群落的相对丰度高于健康烟田;拮抗菌链霉菌属、芽孢杆菌、类芽孢杆菌、假单胞杆菌、节丛孢属在健康烟田的相对丰度高;健康烟田根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量显著高于易感病烟田。土壤pH值、有机质、碱

解氮、有效磷、速效钾对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。另外,健康根际中有些丰度较高的菌属具有生物防治作用,抑制病原菌和根结线虫的生长,可以从物质转化和生物防治方面保持生态平衡。

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(责任编辑:常思敏)