黄芪根腐病病株和健株根围微生物菌群变化分析
发布时间：2021-06-06 20:55
通过分析黄芪根腐病病株和健株根围微生物菌群的变化,探究根腐病的发病机理,寻找预警病害发生的生物指示因子,为土壤微生态的生物调控提供依据。试验通过菌落计数、PCR-DGGE和16S rRNA V3区基因测序的方法,分析不同年限下黄芪根围病/健土中微生物区系、多样性及群落结构的变化。结果表明:细菌作为黄芪根围土中的优势种群,是影响病土中微生物数量升高的关键因子,其多样性降低是影响病害加重的主要原因之一。假单胞菌属Pseudomonas和无色杆菌属Achromobacter为土壤中的优势菌群,健土中的1号和4号特异条带分别为未培养的假单胞菌Uncultured Pseudomonas sp.和荧光假单胞菌P.fluorescens;6号未培养假单胞菌Uncultured Pseudomonas sp.的丰度与根腐病发病率负相关,16号无色杆菌Achromobacter sp.的丰度则在3年生土壤中显著升高,随后急剧下降。上述4个菌可作为潜在的土壤健康或发病指示因子进一步研究。
【文章来源】：植物保护. 2020,46(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
各土壤样品细菌多样性的PCA分析
表1 黄芪根围病/健土中各类群数量及其所占微生物总量的比例1)Table 1 The quantities of three microbial groups and their proportions in total microbes present in diseased and healthy root zone soils of Astragalus membranaceus 年限Year 土壤健康状况Soil health situation 细菌 Bacterium 真菌 Fungus 放线菌 Actinomycetes 数量/×105cfu·g-1Quantity 占总数比例/%Proportion of total 数量/×103cfu·g-1Quantity 占总数比例/%Proportion of total 数量/×104cfu·g-1Quantity 占总数比例/%Proportion of total 1年One year 健土 6.08±0.23 92.09 6.67±1.20 1.01 4.56±0.46* 6.90 病土 7.57±0.15** 94.86 6.11±0.51 0.77 3.49±0.89 4.37 2年Two years 健土 3.56±0.21 91.73 7.61±0.35 1.96 2.44±0.20 6.31 病土 4.59±0.46* 93.76 7.22±0.67 1.48 2.33±0.13 4.77 3年Three years 健土 2.69±0.27 86.70 10.72±1.02** 3.45 3.06±0.33* 9.85 病土 11.56±0.86** 97.15 7.17±0.93 0.60 2.67±0.18 2.25 4年Four years 健土 2.87±0.21 83.31 14.22±2.39** 4.13 4.33±0.76* 12.57 病土 5.11±0.18** 92.69 7.56±1.46 1.37 3.27±0.49 5.94 1) *和**分别表示在0.05水平和0.01水平上,同一年限下病土中微生物数量与健土相比差异显著。* and ** indicate significant differences between the microorganisms quantities in healthy and diseased soils in the same year at 0.05 and 0.01 levels, respectively.根据图谱中每条条带的信息,综合分析样品中细菌的丰富度指数(S)、均匀度指数(J)和多样性指数(H′)。物种丰富度指一个群落或生境中物种数目的多少,物种均匀度指一个群落或生境中全部物种个体数目分配的均匀程度,而物种多样性是物种丰富度和物种均匀度的综合指标。结果显示,1～6年生黄芪根围病土与健土的丰富度指数无显著差异;1年生黄芪根围病土与健土的均匀度指数和多样性指数也均无显著差异;2～5年生病土中除3年生的均匀度指数和健土持平外,2、4、5年生均显著小于健土;此期间香农多样性指数则全部小于健土,且2年和5年生病健土之间差异显著;6年生黄芪根围病土均匀度和多样性指数均略有恢复并高于健土,但差异不显著(表2)。结合发病情况分析可知,2～5年生黄芪发病率逐年上升,病土中的细菌多样性指数随之逐渐降低,而6年时发病率开始降低,多样性又有所回升,说明细菌多样性的降低是根腐病发生加重的原因之一。此外,病土中细菌的多样性低于健土,其原因主要在于某些细菌的分配均匀度发生了改变。
将17个条带的测序结果进行BLAST比对,与比对菌株同源性大于98%的暂定为相似种,大于90%而小于98%的暂定为潜在新种[10,16]。结果显示条带8、9、10、11、12和13的序列比对同源性大于90%但小于98%,可能为潜在新种。构建其他11个条带的系统发育树,除15号外均属于变形杆菌门Proteobacteria,且主要分布于γ-变形杆菌纲的假单胞菌属Pseudomonas、寡养单胞菌属Stenotrophomonas和β-变形杆菌纲的无色杆菌属Achromobacter(图3)。在鉴定出的细菌中,7株属假单胞菌属Pseudomonas,2株属无色杆菌属Achromobacter,1株属寡养单胞菌属Stenotrophomonas。上述菌株的数量随发病程度变化而不同。其中,6号未培养假单胞菌Uncultured Pseudomonas sp.和16号无色杆菌Achromobacter sp.在各样品中均有分布。将这二者的丰度与黄芪发病率进行相关性分析,发现6号未培养假单胞菌的丰度与发病率呈显著负相关,相关系数为0.819(P<0.05);16号无色杆菌的丰度与发病率无相关性,但3年生丰度较1～2年生显著升高,呈现特异性变化,4～6年时丰度则又显著下降(表3)。此外,对于健土中的特异条带,1号经鉴定为未培养的假单胞菌Uncultured Pseudomonas sp.,4号为荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens。
【参考文献】：
期刊论文
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[9]不同香蕉枯萎病区土壤细菌群落多样性[J]. 陈波,黄霄,刘小玉,周登博,谭昕,高祝芬,张锡炎,戚春林. 应用生态学报. 2013(08)
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硕士论文
[1]连作对黄芪品质形成和根际土壤微生物的影响及黄芪轮作换茬方式的研究[D]. 孙窗舒.内蒙古大学 2017
本文编号：3215125
【文章来源】：植物保护. 2020,46(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
各土壤样品细菌多样性的PCA分析
表1 黄芪根围病/健土中各类群数量及其所占微生物总量的比例1)Table 1 The quantities of three microbial groups and their proportions in total microbes present in diseased and healthy root zone soils of Astragalus membranaceus 年限Year 土壤健康状况Soil health situation 细菌 Bacterium 真菌 Fungus 放线菌 Actinomycetes 数量/×105cfu·g-1Quantity 占总数比例/%Proportion of total 数量/×103cfu·g-1Quantity 占总数比例/%Proportion of total 数量/×104cfu·g-1Quantity 占总数比例/%Proportion of total 1年One year 健土 6.08±0.23 92.09 6.67±1.20 1.01 4.56±0.46* 6.90 病土 7.57±0.15** 94.86 6.11±0.51 0.77 3.49±0.89 4.37 2年Two years 健土 3.56±0.21 91.73 7.61±0.35 1.96 2.44±0.20 6.31 病土 4.59±0.46* 93.76 7.22±0.67 1.48 2.33±0.13 4.77 3年Three years 健土 2.69±0.27 86.70 10.72±1.02** 3.45 3.06±0.33* 9.85 病土 11.56±0.86** 97.15 7.17±0.93 0.60 2.67±0.18 2.25 4年Four years 健土 2.87±0.21 83.31 14.22±2.39** 4.13 4.33±0.76* 12.57 病土 5.11±0.18** 92.69 7.56±1.46 1.37 3.27±0.49 5.94 1) *和**分别表示在0.05水平和0.01水平上,同一年限下病土中微生物数量与健土相比差异显著。* and ** indicate significant differences between the microorganisms quantities in healthy and diseased soils in the same year at 0.05 and 0.01 levels, respectively.根据图谱中每条条带的信息,综合分析样品中细菌的丰富度指数(S)、均匀度指数(J)和多样性指数(H′)。物种丰富度指一个群落或生境中物种数目的多少,物种均匀度指一个群落或生境中全部物种个体数目分配的均匀程度,而物种多样性是物种丰富度和物种均匀度的综合指标。结果显示,1～6年生黄芪根围病土与健土的丰富度指数无显著差异;1年生黄芪根围病土与健土的均匀度指数和多样性指数也均无显著差异;2～5年生病土中除3年生的均匀度指数和健土持平外,2、4、5年生均显著小于健土;此期间香农多样性指数则全部小于健土,且2年和5年生病健土之间差异显著;6年生黄芪根围病土均匀度和多样性指数均略有恢复并高于健土,但差异不显著(表2)。结合发病情况分析可知,2～5年生黄芪发病率逐年上升,病土中的细菌多样性指数随之逐渐降低,而6年时发病率开始降低,多样性又有所回升,说明细菌多样性的降低是根腐病发生加重的原因之一。此外,病土中细菌的多样性低于健土,其原因主要在于某些细菌的分配均匀度发生了改变。
将17个条带的测序结果进行BLAST比对,与比对菌株同源性大于98%的暂定为相似种,大于90%而小于98%的暂定为潜在新种[10,16]。结果显示条带8、9、10、11、12和13的序列比对同源性大于90%但小于98%,可能为潜在新种。构建其他11个条带的系统发育树,除15号外均属于变形杆菌门Proteobacteria,且主要分布于γ-变形杆菌纲的假单胞菌属Pseudomonas、寡养单胞菌属Stenotrophomonas和β-变形杆菌纲的无色杆菌属Achromobacter(图3)。在鉴定出的细菌中,7株属假单胞菌属Pseudomonas,2株属无色杆菌属Achromobacter,1株属寡养单胞菌属Stenotrophomonas。上述菌株的数量随发病程度变化而不同。其中,6号未培养假单胞菌Uncultured Pseudomonas sp.和16号无色杆菌Achromobacter sp.在各样品中均有分布。将这二者的丰度与黄芪发病率进行相关性分析,发现6号未培养假单胞菌的丰度与发病率呈显著负相关,相关系数为0.819(P<0.05);16号无色杆菌的丰度与发病率无相关性,但3年生丰度较1～2年生显著升高,呈现特异性变化,4～6年时丰度则又显著下降(表3)。此外,对于健土中的特异条带,1号经鉴定为未培养的假单胞菌Uncultured Pseudomonas sp.,4号为荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens。
【参考文献】：
期刊论文
[1]山西省蒙古黄芪根腐病优势致病菌群分析[J]. 高芬,赵晓霞,秦雪梅,雷振宏. 植物保护学报. 2018(04)
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[3]荧光假单胞菌PEF-5#18防控番茄枯萎病的定殖机理[J]. 张亮,盛浩,袁红,赵兰凤,李华兴. 中国生物防治学报. 2017(05)
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[6]三七连作根际土壤微生物区系的16S rRNA系统遗传多样性[J]. 陆晓菊,官会林,张正芸,马永存,唐蜀昆. 微生物学报. 2015(02)
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[9]不同香蕉枯萎病区土壤细菌群落多样性[J]. 陈波,黄霄,刘小玉,周登博,谭昕,高祝芬,张锡炎,戚春林. 应用生态学报. 2013(08)
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硕士论文
[1]连作对黄芪品质形成和根际土壤微生物的影响及黄芪轮作换茬方式的研究[D]. 孙窗舒.内蒙古大学 2017
本文编号：3215125
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/dzwbhlw/3215125.html
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