基于高通量测序的几种不同作物根际土壤细菌群落结构和多样性分析

作者：孙倩; 吴宏亮^*; 陈阜; 康建宏

来源：农业生物技术学报, 2020, 28(08): 1490-1498.

• 作物
• 根际土壤
• 细菌
• 群落结构
• 高通量测序技术

宁夏扬黄灌区作物种类单一,在生产中需要配置不同种类的作物以增加其生物多样性。为了探明不同作物对农田土壤细菌群落结构和多样性的影响,本研究以谷子(Setaria italica)、黑豆(Glycine max)、藜麦(Chenopodium quinoa)及休闲地土壤为对象,测定了土壤pH、全氮、有机质、速效钾、速效磷和碱解氮的含量,在此基础上,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对比研究了其中的细菌群落结构。结果表明:种植藜麦后土壤有机质、碱解氮、速效钾和速效磷的含量均升高,分别比休闲地高出2.88%、19.12%、112.04%和39.90%,但pH值降低的最少,为0.01。5组土壤样品中共得到908 120条有效序列,从不同土壤样品中,获得了4 623～5 394种细菌分类操作单元OTU,共涵盖了31门、92纲、130目、217科和363属的细菌。菌群分类发现,变形菌门(Protrobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)是主要的细菌类群,相对丰度占群落的55%～75%;不同作物根际土壤优势菌属也存在差异。与休闲地相比,种植作物可提高土壤细菌丰富度指数(Chao1和ACE指数)、香农指数(Shannon指数)和优势度指数(Simpson指数),其中以藜麦处理最为明显,分别提高了19.59%、22.20%、7.84%和0.36%。通过相关性分析和多元分析,发现土壤细菌群落结构受土壤速效钾的影响较大。研究结果表明,通过种植不同的作物对土壤肥力状况的改变有较大影响,并且可以改变土壤细菌群落组成,研究结果为更深层次地了解土壤细菌群落与作物种类的关系提供理论依据。

• 单位
  宁夏大学; 中国农业大学