大豆连作对土壤微生物群落功能和结构的影响

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:languihe71
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本研究采用Biolog方法对结荚期和收获期连作大豆土体和根际微生物群落功能研究表明这两个时期的根际微生物群落功能多样性、均匀度指数和AWCD(每孔颜色半均变化率)均显著高于土体。在结荚期迎茬和连作8年的土体微生物多样性、AWCD均高于正茬和连作4年土体;在收获期正茬和迎茬处理的土体微生物多样性、AWCD高于连作4年和8年。结荚期迎茬、连作4年和8年处理的根际微生物群落AWCD均显著高于收获期,说明在人豆植株生长旺盛的结荚期微生物群落的根际效应比收获期更明显。通过主成分分析得出在这两个生长期降解氨基酸,糖类和羧酸类碳源的微生物可能是连作影响的主要土体微生物类群。正茬土体在结荚期和收获期这两个不同的生育期AWCD变化最小。 本研究采用16S rRNA基因的PCR-DGGE(变性聚丙烯酰胺凝胶电泳)方法系统地对田间试验条件下不同连作年限大豆在不同生育期的土壤微生物群落进行了跟踪研究,发现不同连作年限大豆土体细菌群落在DGGE图谱中没有明显的条带变化,而根际则有明显细菌种群的变化,某些特定条带在连9根际、连3根际、正茬根际出现或表现富集,这些根际条带被克隆发现多是Actinobacteria。DGGE图谱聚类分析表明根际和土体群落结构差异较大,各自聚成一簇。根际群落分析表明,苗期、成熟期连3根际多样性指数,均匀度及丰度均明显低于正茬和连9处理。 分别采用两套真菌18S rDNA的通用引物对不同连作年限大豆土体和根际真菌进行了PCR-DGGE分析。这两套引物DGGE图谱的聚类分析和PCA分析结果均表明土体真菌群落结构明显不同于根际。从切胶测序的真菌序列可以看出,这两套引物扩增真菌种群都具有一定的偏向性。使用FF390/FR1GC引物扩增的PCR产物在DGGE胶中分离出的L4经克隆测序为淡紫拟青霉,足一种大豆胞囊线虫生防菌,从图谱中可以看出其在不同处理中的量的差异。E5在正茬土体土壤中富集。E5经克隆测定为绿色木霉,可产生抗生素。 室内土壤培养试验表明,添加对羟基苯甲酸、对羟基苯乙酸对土壤细菌群落结构具有显著影响,诱导了 Paenibacillus sp.,Gemmatimonadetes bacterium 等细菌类群。细菌群落多样性、均匀度、丰富度分析表明,对羟基苯乙酸在整个培养期均提高玉米和大豆连作2年土壤细菌群落结构多样性。在整个培养期内,添加这两种酚类有机物土壤的均匀度都明显低于相应对照土壤。并且,添加酚类物质后的大豆连作两年土壤的细菌结构均匀度高于添加同种有机物的玉米土壤。 真菌18s rDNA 的两套特异性引物对(FF390-FR1GC和NS1-FUNGGC)扩增产物的克隆分析均表明添加对羟基苯乙酸和对羟基苯甲酸诱导了土壤中腐生真菌 Eurotium repens 和 Aspergillus nigel,Aspergillus,jumigatus和Calcarisporium arbuscula的增加。引物对FF390/FR1GC 扩增土壤样品的DGGE分析表明,与对照土壤相比,对羟基苯甲酸、对羟基苯乙酸在整个培养期内均显著降低真菌多样性,均匀度和丰度。引物对NS1-FUNGGC的PCR-DGGE分析结果表明这两种有机物对两种土壤真菌群落结构多样性、均匀度和丰富度影响不大。
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