Cd胁迫对马铃薯根际土壤细菌群落组成及多样性的影响
发布时间：2021-12-22 01:31
为揭示Cd胁迫下马铃薯根际土壤细菌群落结构差异及根际细菌对Cd胁迫的响应特征,并为深入研究马铃薯根际土壤细菌与耐Cd性之间的关系提供理论基础,应用高通量测序技术对不同含量（0、10、50、100 mg/kg）Cd胁迫下马铃薯根际土壤细菌多样性和群落结构进行研究。结果表明,Cd含量为100 mg/kg时,马铃薯根际土壤细菌多样性最低;Cd含量为10 mg/kg时,马铃薯根际土壤细菌多样性最高。在门水平上,变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门,占比为37.78%～48.28%;在属水平上,水恒杆菌属（Mizugakiibacter）为优势菌属,占比为9.16%～20.44%。主成分分析表明,马铃薯根际土壤细菌受Cd胁迫后,其群落结构与对照具有明显差异。利用相关性分析得到3个对Cd具有耐性的细菌菌属,分别是苔藓杆菌属（Bryobacter）、Flexivirga和Jatrophihabitans。
【文章来源】：河南农业科学. 2020,49(06)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
Cd胁迫下马铃薯根际土壤样品细菌 OTU 数量韦恩图
由图2可知,4 个不同处理的土壤细菌稀释性曲线均呈先上升随后趋于平缓的趋势,更多的数据量只会产生少量新的OTU,说明取样基本合理,样本能够比较真实地反映不同处理土壤中细菌群落。结合覆盖率和稀释性曲线数据可知,测序结果包含了大多数细菌类群, 可以反映不同处理土壤中细菌群落结构组成。2.3 Cd胁迫下马铃薯根际土壤细菌的群落组成
由图3可知,在门水平上,将样本中相对丰度占比<0.01的样品归为一类(Others)后发现,Cd胁迫下马铃薯根际土壤细菌群落主要属于11门:变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、 Saccharibacteria、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、 芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、蓝藻门(Cyanobacteria)和Unclassified_k_norank。总体而言,变形菌门丰度最高,占比为37.78%～48.28%,为优势菌门;其次为放线菌门,占比为10.14%～17.16%;已命名菌门中蓝藻门丰度最低,占比为0.19%～2.07%。与对照土壤(Cd0)相比,放线菌门、绿弯菌门和蓝藻门的丰度增加,表明放线菌门、绿弯菌门、蓝藻门对重金属Cd具有耐受性。在属水平上(细菌群落的相对丰度用对数表示),对4个处理的土壤细菌丰度分布特征进行聚类(图4),Cd100与Cd50处理土壤细菌类群相似度最高,其与Cd10 处理聚为一类;Cd0与上述3个处理聚成的一大类为同一水平。在属水平上获得了前50个优势菌属,其中,丰度>1%的有水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、Norank_p__Saccharibacteria、产黄杆菌属(Rhodanobacter)等24个菌属。其中,水恒杆菌属占比为9.16%～20.44%,Norank_p__Saccharibacteria占比为5.36%～12.11%,产黄杆菌属占比为3.67%～5.26%,显著富集在各个处理中。此外,在Cd胁迫后,部分具有优势的菌属消失,出现了新的菌属。Norank_c__TK10和Norank_f__DA111仅出现在对照组中。另外一些菌属仅在某一Cd处理中出现,如德沃西亚菌属(Devosia)、Paenibacillus仅存在于Cd10处理中。以上结果表明,土壤受Cd胁迫后,其细菌群落发生了明显变化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cd、Zn、Pb、Cu复合污染对斑茅生长及吸收富集的影响[J]. 王天顺,陈伟,蒋文艳,杨玉霞,段维兴,王海军,李晓妤,廖洁,莫磊兴. 河南农业科学. 2020(05)
[2]根际促生菌对烟草吸收和积累Cd的影响[J]. 李一伦,张妍妍,余浩,余辉,殷全玉,李本银,李烜桢,李俊朋,吴明作. 河南农业科学. 2020(04)
[3]生理阻隔剂对苗期小麦生长和镉、砷及微量元素含量的影响[J]. 易柏竹,贾瑞,王宁,姚晨,李本银,李烜桢,张治钠,陈兴,赵永鉴. 河南农业科学. 2020(01)
[4]不同浓度Cd2+胁迫下烟草实时荧光定量PCR内参基因的筛选[J]. 池俊玲,赵一博,郭江波,张龙,刘汉阳,辛翠花. 南方农业学报. 2019(10)
[5]叶面喷施有机水溶肥锌与无机锌对水稻生长及镉吸收转运的影响[J]. 杨蕾静,黄运湘,向艳艳,黄煌,刘利杉. 河南农业科学. 2019(07)
[6]外源有机物配合化肥减施对水稻产量及镉吸收的影响[J]. 谢杰,陈院华,秦文婧,杨涛,徐昌旭,董爱琴. 河南农业科学. 2019(06)
[7]贵州马铃薯产地土壤镉赋存形态及风险评估[J]. 符东顺,付天岭,蔡娜,杨世梅,娄飞,何腾兵. 山地农业生物学报. 2019(02)
[8]土壤改良剂对镉污染土壤小麦抗性、光合特性及产量的影响[J]. 张运红,和爱玲,杨占平,郑春风,张洁梅,杜君,骆晓声,潘晓莹,薛毅芳. 河南农业科学. 2018(12)
[9]深港红树林沉积物微生物群落多样性及其与重金属的关系[J]. 丁苏丽,张祁炅,董俊,陈总威,陈思. 生态学杂志. 2018(10)
[10]高通量测序揭示铀污染对土壤真菌群落结构的影响[J]. 肖诗琦,宋收,陈晓明,戚鑫,张祥辉,田甲,黄森,董发勤. 农业环境科学学报. 2018(08)
博士论文
[1]植物修复对土法炼锌废渣中重金属的生物地球化学过程的影响[D]. 罗有发.贵州大学 2018
硕士论文
[1]烟田土壤微生物特征及与青枯病发生关系研究[D]. 林书震.郑州大学 2019
本文编号：3545532
【文章来源】：河南农业科学. 2020,49(06)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
Cd胁迫下马铃薯根际土壤样品细菌 OTU 数量韦恩图
由图2可知,4 个不同处理的土壤细菌稀释性曲线均呈先上升随后趋于平缓的趋势,更多的数据量只会产生少量新的OTU,说明取样基本合理,样本能够比较真实地反映不同处理土壤中细菌群落。结合覆盖率和稀释性曲线数据可知,测序结果包含了大多数细菌类群, 可以反映不同处理土壤中细菌群落结构组成。2.3 Cd胁迫下马铃薯根际土壤细菌的群落组成
由图3可知,在门水平上,将样本中相对丰度占比<0.01的样品归为一类(Others)后发现,Cd胁迫下马铃薯根际土壤细菌群落主要属于11门:变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、 Saccharibacteria、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、 芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、蓝藻门(Cyanobacteria)和Unclassified_k_norank。总体而言,变形菌门丰度最高,占比为37.78%～48.28%,为优势菌门;其次为放线菌门,占比为10.14%～17.16%;已命名菌门中蓝藻门丰度最低,占比为0.19%～2.07%。与对照土壤(Cd0)相比,放线菌门、绿弯菌门和蓝藻门的丰度增加,表明放线菌门、绿弯菌门、蓝藻门对重金属Cd具有耐受性。在属水平上(细菌群落的相对丰度用对数表示),对4个处理的土壤细菌丰度分布特征进行聚类(图4),Cd100与Cd50处理土壤细菌类群相似度最高,其与Cd10 处理聚为一类;Cd0与上述3个处理聚成的一大类为同一水平。在属水平上获得了前50个优势菌属,其中,丰度>1%的有水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、Norank_p__Saccharibacteria、产黄杆菌属(Rhodanobacter)等24个菌属。其中,水恒杆菌属占比为9.16%～20.44%,Norank_p__Saccharibacteria占比为5.36%～12.11%,产黄杆菌属占比为3.67%～5.26%,显著富集在各个处理中。此外,在Cd胁迫后,部分具有优势的菌属消失,出现了新的菌属。Norank_c__TK10和Norank_f__DA111仅出现在对照组中。另外一些菌属仅在某一Cd处理中出现,如德沃西亚菌属(Devosia)、Paenibacillus仅存在于Cd10处理中。以上结果表明,土壤受Cd胁迫后,其细菌群落发生了明显变化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cd、Zn、Pb、Cu复合污染对斑茅生长及吸收富集的影响[J]. 王天顺,陈伟,蒋文艳,杨玉霞,段维兴,王海军,李晓妤,廖洁,莫磊兴. 河南农业科学. 2020(05)
[2]根际促生菌对烟草吸收和积累Cd的影响[J]. 李一伦,张妍妍,余浩,余辉,殷全玉,李本银,李烜桢,李俊朋,吴明作. 河南农业科学. 2020(04)
[3]生理阻隔剂对苗期小麦生长和镉、砷及微量元素含量的影响[J]. 易柏竹,贾瑞,王宁,姚晨,李本银,李烜桢,张治钠,陈兴,赵永鉴. 河南农业科学. 2020(01)
[4]不同浓度Cd2+胁迫下烟草实时荧光定量PCR内参基因的筛选[J]. 池俊玲,赵一博,郭江波,张龙,刘汉阳,辛翠花. 南方农业学报. 2019(10)
[5]叶面喷施有机水溶肥锌与无机锌对水稻生长及镉吸收转运的影响[J]. 杨蕾静,黄运湘,向艳艳,黄煌,刘利杉. 河南农业科学. 2019(07)
[6]外源有机物配合化肥减施对水稻产量及镉吸收的影响[J]. 谢杰,陈院华,秦文婧,杨涛,徐昌旭,董爱琴. 河南农业科学. 2019(06)
[7]贵州马铃薯产地土壤镉赋存形态及风险评估[J]. 符东顺,付天岭,蔡娜,杨世梅,娄飞,何腾兵. 山地农业生物学报. 2019(02)
[8]土壤改良剂对镉污染土壤小麦抗性、光合特性及产量的影响[J]. 张运红,和爱玲,杨占平,郑春风,张洁梅,杜君,骆晓声,潘晓莹,薛毅芳. 河南农业科学. 2018(12)
[9]深港红树林沉积物微生物群落多样性及其与重金属的关系[J]. 丁苏丽,张祁炅,董俊,陈总威,陈思. 生态学杂志. 2018(10)
[10]高通量测序揭示铀污染对土壤真菌群落结构的影响[J]. 肖诗琦,宋收,陈晓明,戚鑫,张祥辉,田甲,黄森,董发勤. 农业环境科学学报. 2018(08)
博士论文
[1]植物修复对土法炼锌废渣中重金属的生物地球化学过程的影响[D]. 罗有发.贵州大学 2018
硕士论文
[1]烟田土壤微生物特征及与青枯病发生关系研究[D]. 林书震.郑州大学 2019
本文编号：3545532
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