炭化苹果枝对苹果根区土壤细菌和真菌多样性的影响

作者：曹辉; 李燕歌; 周春然; 宁留芳; 杨洪强

来源：中国农业科学, 2016, 49(17): 3413-3424.

• 炭化苹果枝
• 根区土壤
• Illumina高通量测序
• 细菌
• 真菌

【目的】根区土壤微生物是影响根系环境的重要因素,炭化苹果枝是废弃果树枝条低氧高温热解产物,研究施用炭化苹果枝对苹果根区土壤细菌和真菌的群落结构及其多样性的影响,为炭化苹果枝的合理应用以及改善果园土壤生物学性状提供理论依据。【方法】在春季,将长势一致的2年生‘富士’苹果幼树(砧木为平邑甜茶)移栽到含有不同质量比(0—4%)炭化苹果枝的盆栽土壤中,于移栽120 d后采集土样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,利用Miseq平台Illumina第二代高通量测序技术并结合相关生物信息学分析土壤细菌16S r RNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。【结果】从15个苹果根区土壤样本中获得16 656个细菌分类操作单元(OTU)和435个真菌OTU,其中,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)是优势细菌,其相对丰度共占70.68%—72.80%;担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和接合菌门(Zygomycota)是优势真菌,其相对丰度共占68.00%—75.14%。群落物种丰富度指数(Chao指数和Ace指数)分析显示,1%炭化苹果枝增加了细菌的群落丰富度,其Chao指数提高了15.42%,Ace指数提高3.89%;0.5%炭化苹果枝增加了真菌的群落丰富度,其Chao指数提高了2.80%,Ace指数提高了3.61%。群落多样性指数(Shannon指数和Simpson指数)分析表明,0.5%—4%炭化苹果枝降低了土壤细菌的多样性,增加了土壤真菌的多样性;其中,细菌群落多样性Shannon指数在炭化苹果枝用量为1%时最低,真菌Shannon指数在炭化苹果枝用量为0.5%时最高。1%、2%和4%的炭化苹果枝均不同程度地降低了根区土壤变形菌门、酸杆菌门和担子菌门的相对丰度,提高了拟杆菌门和接合菌门的相对丰度;真菌担子菌门中的锈革孔菌科(Hymenochaetaceae)的相对丰度最大(数值在31.99%—46.74%),施用1%、2%和4%的炭化苹果枝可使其降低。0.5%—4%的炭化苹果枝能增加不同处理所独有的细菌OTU数目,改变细菌类群组成,其中独有的细菌OTU数目是共有OTU数目的 1—3倍,但对真菌类群组成没有明显影响。【结论】施用0.5%—4%(w/w)炭化苹果枝明显改变苹果根区土壤细菌和真菌的丰富度和多样性,增加各用量下所特有的细菌物种,其中1%的炭化苹果枝明显提高根区土壤细菌的丰富度。

• 出版日期2016
• 单位山东农业大学; 作物生物学国家重点实验室