三七种植土壤放线菌群落多样性的初步研究

发布时间：2020-09-14 09:30

　　三七是我国特有的一种中药材,具有很高的药用价值和经济价值。三七的生长对土壤、气候等环境条件要求特殊,且生长周期长,免耕时间为3-5年。三七的连作障碍严重,种植间隔达20年之久。微生物变化,尤其是病原滋生被认为是三七连作障碍的一个重要原因。放线菌是土壤生态中一个重要的类群,在农业病虫害的防治中具有重要作用,但是在三七种植生态中的作用鲜有报道。因此,本研究通过MiSeq高通量测序和纯培养相结合的手段对三七种植土壤的放线菌群落结构和多样性变化进行分析,并初步评估了纯培养菌株对三七根腐病主要病原菌的生防潜力及其对10种三七常用农药的响应。研究结果对于理解放线菌在三七种植中的生态功能具有重要意义。MiSeq高通量测序结果表明,非种植土壤中的放线菌主要分布于8目44科的115 属,在科水平上 unclassified、Pseudonocardiaceae、Micromonosporaceae 为优势类群,在属水平上unclassified和Mycobacterium为优势放线菌类群,随着时间的变化,非种植土壤中的放线菌群落结构相对稳定。三七种植土壤放线菌主要分布于8目45科的117属,在科水平上unclassified、Pseudonocardiaceae、Micromonosporaceae为优势类群,在属水平上unclassified和Mycobacterium为优势放线菌类群。与对照组相比,三七种植土壤中Thermoleophilales和Thermoleophilaceae的丰度显著降低;而刚种植三七的土壤中Nocardioidaceae和Streptomycetaceae相对丰度明显升高,但是随着种植时间增长,其相对丰度大幅度降低,同样的变化趋势也体现在属于Nocardioidaceae的Nocardioides和Marmoricola以及属于Streptomycetaceae的Streptomyces的丰度变化上。占比例最高的unclassifed类群随着种植时间的增加略有升高。从三七种植土壤中共分离获得放线菌446株,分布于7目8科10属中,Streptomycetale、Streptomycetaceae、Streptomyces均为3个样品的优势类群,占79%。随着时间的变化,三七种植土壤与非种植土壤样品放线菌数量量呈现先增加后减少的趋势,链霉菌属无明显变化。采用平板对峙培养法和琼脂扩散法,以Fusarium solani、Epicoccum nigrum、Phomaherbarum、Fusarium oxysporum、Fusarium flocciferum、Alterrnaria panax、Plectosphaerellc cucumeriaa 7株三七病原菌为靶标,筛选对三七病原菌有抑制活性的放线菌。结果显示28株放线菌对7株病原菌具有不同程度的抑制作用,其中菌株 PH21294(Streptomyc s spiroverticillauus)对 7 株病原菌抑制作用明显,对A.panax的抑菌圈直径达40.0 mm,具有较好的生防应用潜力。通过生物量法,评价活性菌株PH21294(S.spiroverticillatus)对10种三七常用农药的耐受性。结果表明在低浓度下(0.1 μg/mL)9种三七常用农药可以促进菌株PH21294的生长。当甲霜·锰锌的浓度为0.1μg/mL时,PH21294的生物量是对照组的6倍。在高浓度时,7种农药能够抑制PH21294生长;当甲硫·福美双、代森锰锌浓度为50μg/mL时,异菌脲、杀扑磷和高氯·马的浓度为110 μg/mL时,多抗霉素和甲霜·锰锌在浓度为330 μg/mL时,菌株PH21294均无法生长。.而腐霉利在高浓度下(330μg/mL)仍表现出促进PH21294生长。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S567.236;S154.3
【部分图文】：

三七,植株形态

监测不同环境过程和生态功能等的最有效的分子途径。逡逑１．２三七病害与连作障碍关系逡逑三七（／＾／？似《０／０笑／＞７．记／７发），是一种多年生宿根草本植物（植株形态见图１－１），逡逑又称为田七、金不换等｜２９］，是我国传统名贵中药材。生长要求特殊，主要分布在逡逑文山中、高海拔地区［３（＞１。三七有防止动脉硬化和血栓形成、降血脂和血粘稠度，逡逑抗肿瘤，还能增强免疫力等［３１＿３６］。三七中的皂苷作用突出，许多三七中的天然物逡逑质己经被分离出来［％３９１。云南文山是三七的主产地，现在以三七作为主要原料的逡逑商品有百余种，如云南白药、三七片等。逡逑ｉｆ逡逑ｖ逡逑图１－１三七植株形态（王强拍摄）逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｐａｎａｘ邋ｎｏｔｏｇｉｎｓｅｎｇ邋ｐｌａｎｔ邋（ｐｈｏｔｏ邋ｆｒｏｍ邋Ｗａｎｇ邋Ｑｉａｎｇ）逡逑三七生长年限比较长，免耕连作加之蔽荫潮湿的环境致使三七容易受到病害的逡逑侵袭。为了控制病害和提高产量大量施撒农药化肥，导致了三七生长环境生态失逡逑衡

数据预处理,测序

图２－１邋ＰＣＲ扩增结果逡逑－

三七,放线菌,植土,种植土壤

逦ＣＫ３逡逑样品逡逑图２－２三七非种植土壤放线菌群落在科水平上的分布逡逑Ｆｉｇ邋２－２邋Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ邋ｉｎ邋ｎｏｎ－ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ邋ｓｏｉｌ邋ｏｆ邋Ｐａｎａｘ邋ｎｏｔｏｇｉｎｓｅｎ＾逡逑ａｔ邋ｔｈｅ邋ｆａｍｉｌｙ邋ｌｅｖｅｌ逡逑如图２－２所示，在属的分类水平上分析非种植土壤样品中放线菌分布，优势类逡逑群为／／＂ｃ／ａ．ｓｗｙｉ＾ｔ／邋（４１．５４％）和邋Ａ＾ｖ，ｃ（，／＾７ｃ／ｅ７７＂／；７邋（９．２４％）。ＣＫ１邋分属于邋１００邋个属和逡逑／＂７ｃ７ａ．ｖ可／Ｗ，＂＂ｃ／ａｓ’．ｖ丨NB／Ｗ、逡逑度为邋４３．５７邋％，邋８．５７邋％，８．３４邋°／0。ＣＫ２邋中放线菌分布于邋９３邋个属和邋ｗ／７ｃ／ａ＾ｉ／？＾／，逡逑１３逡逑

【参考文献】