為分析輪作對棉花根際土壤細(xì)菌多樣性及群落結(jié)構(gòu)的影響,以棉花為研究對象,花生和谷子為輪作材料,應(yīng)用IonS5^TMXL高通量測序平臺(tái)對各處理土壤樣品進(jìn)行16S rDNA測序。結(jié)果表明,輪作處理顯著提高了棉花的產(chǎn)量:花生-棉花輪作增產(chǎn)32.19%,谷子-棉花輪作增產(chǎn)18.13%。雖然輪作不足以徹底改變棉花根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),但可以顯著增加菌群中擬桿菌門（Bacteroidetes）、變形菌門（Proteobacteria）、浮霉菌門（Planctomycetes）和鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）的相對豐度,這些有益菌門（屬）的富集,抑制了病原菌的活性,導(dǎo)致細(xì)菌群落豐富度降低。通過輪作可以影響棉花根際土壤細(xì)菌,改善棉花的生存質(zhì)量,進(jìn)而提高棉花產(chǎn)量。 

【文章來源】：生物技術(shù)通報(bào). 2020,36(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

不同種植方式下的根際土壤細(xì)菌OTUs分布韋恩圖

表2 測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 處理 Raw＿Reads Clean＿Reads 堿基數(shù)/nt 有效序列均長/nt 有效率/% 棉花-棉花 84 947 80 195 20 290 591 253 94.45 花生-棉花 85 303 80 180 20 281 313 252 94.00 谷子-棉花 84 948 80 212 20 293 195 252 94.48 谷子-谷子 85 330 80 117 20 266 242 252 93.94 花生-花生 86 755 80 131 20 273 426 252 92.36OTUs分布如圖2所示,所有處理共有的OTUs為2 760個(gè),占全部OTUs的44.7%。3個(gè)連作處理的特有OTUs分布中,處理A與處理D之間,A特有OTUs為820個(gè),D特有OTUs為982個(gè);處理A與處理E之間,A特有OTUs為873個(gè),E特有OTUs為1 086個(gè)�；ㄉB作和谷子連作中特有OUTs數(shù)量明顯多于棉花連作。2個(gè)輪作處理與棉花連作的特有OTUs分布中,處理A與處理B之間,A特有OTUs為821個(gè),B特有OTUs為775個(gè);處理A與處理C之間,A特有OTUs為805個(gè),C特有OTUs為722個(gè)。同棉花連作相比,輪作處理降低了棉花根際土壤細(xì)菌中特有的OTUs數(shù)量。

在門的水平上(圖3),5種種植方式共發(fā)現(xiàn)10個(gè)主要菌門(>1%),分別是變形菌門(Proteobac-teria,29.69%-33.38%)、放線菌門(Actinobacteria,15.09%-19.39%)、擬桿菌門(Bacteroidetes,7.63%-11.31%)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes,7.70%-10.23%)、酸桿菌門(Acidobacteria,6.70%-9.03%)、厚壁菌門(Firmicutes,1.84%-4.55%)、綠彎菌門(Choroflexi,5.54%-6.96%)、浮霉菌門(Planctomy-cetes,2.83%-4.75%)、未辨識(shí)菌門(unidentified-Bacteria,0.78%-2.94%)、疣微菌門(Verrucomicro-bia,1.61%-2.43%)。這些優(yōu)勢菌門中的變形菌門在谷子連作中占比33.38%,花生連作中占比32.15%,棉花連作中占比29.69%,同棉花連作相比,輪作處理提高了變形菌門的相對豐度,花生-棉花輪作提高了1.58%,谷子-棉花輪作提高了1.29%;浮霉菌門在棉花連作中相對豐度為2.83%,是5個(gè)處理中豐度最低的,但在谷子連作中的相對豐度高達(dá)3.97%,花生連作中的相對豐度高達(dá)4.74%,同棉花連作相比,花生-棉花和谷子-棉花兩個(gè)輪作處理的浮霉菌門相對豐度分別提高了18.2%和13.7%。擬桿菌門在3個(gè)連作處理(棉花連作、谷子連作、花生連作)中的相對豐度分別9.19%、9.54%、7.63%,在2個(gè)輪作處理(花生-棉花輪作和谷子-棉花輪作)中的相對豐度分別為11.31%和11.07%。與連作處理相比,輪作處理提高了擬桿菌門的相對豐度。在屬的水平上(圖4),所有處理相對豐度排名前十的菌屬分別有鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas,2.98%-3.95%)、未知細(xì)菌屬(unidentified＿Bacteria,0.64%-2.67%)、未知酸桿菌屬(unidentified＿Acidobacteria,1.79%-2.82%)、Pontibacter(0.13%-1.83%)、溶桿菌屬(Lysobacter,0.62%-1.93%)、擬桿菌屬(Bacteroides,0.01%-0.70%)、萊茵海默氏菌屬(Rheinheimera,0.007%-0.88%)、Haliangium(1.02%-1.54%)、類諾卡氏菌屬(Nocardioides,1.05%-1.81%)、小梨形菌屬(Pirellula,0.59%-1.32%)。其中鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)在5個(gè)處理中的相對豐度最大(≥3%),該菌屬在花生連作和谷子連作中相對豐度最高,分別為3.55%、3.96%,在棉花連作中豐度最低為2.98%,通過輪作處理后,該菌屬在棉花根際土壤細(xì)菌中的相對豐度均提高,在花生-棉花輪作中的豐度提高到3.93%,在谷子-棉花輪作中的豐度提高到3.30%。該結(jié)果表明輪作處理提高了棉花根際土壤中鞘氨醇單胞菌屬的相對豐度。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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