高通量测序分析发酵牛粪细菌和真菌的组成及多样性变化

作者：岳世林; 马晓勇; 姜国均^*

来源：黑龙江畜牧兽医, 2021, (19): 64-150.

DOI：10.13881/j.cnki.hljxmsy.2021.01.0118

• 牛粪
• 堆肥
• 细菌
• 真菌
• 组成
• 多样性

为了揭示牛粪不同堆肥时期细菌和真菌的多样性变化规律,筛选出牛粪不同堆肥时期的优势物种,以及能缩短堆肥时间、提高堆肥效果的发酵菌剂,试验以同一堆体不同堆肥时期的牛粪为研究对象,每天测量堆温,分别在堆肥初期、升温期、高温期前1天和高温期当天取4份样品,分别命名为93S、94S、95S和96GWS,采用高通量测序技术对各样品进行测序,分析各样品中细菌和真菌的OTU数量、多样性、样品物种组成和样品间物种丰度差异。结果表明:从4份样品的细菌和真菌中分别获得305 918条和336 555条有效序列,细菌归属18个或19个门和225～317个属,真菌归属6～10个门和32～62个属。细菌获得11 448个OTU,真菌获得1 492个OTU。在高温期当天之前,随着温度升高细菌和真菌的Chao1指数、Shannon指数、ACE指数均呈上升趋势,在高温期当天各指数开始下降,细菌和真菌的Coverage在0.97～1.00之间。高温期当天之前的3个样品(93S、94S、95S)较相似,聚在一个分支上,与高温期当天样品(96GWS)差异较大。门水平上,93S样品中细菌的优势物种有变形菌门和厚壁菌门,真菌的优势物种有担子菌门,96GWS样品中细菌的优势物种有变形菌门和拟杆菌门,真菌的优势物种有子囊菌门;属水平上,93S样品中细菌的优势物种有放线菌属和黄杆菌属,真菌的优势物种有酵母菌属,96GWS样品中细菌优势物种有固氮单胞菌和藤黄色单胞菌属,真菌的优势物种有未分类小囊菌属。细菌中,门水平上96GWS样品拟杆菌门占比显著高于93S样品(P<0.05),93S样品厚壁菌门占比显著高于96GWS样品(P<0.05);属水平96GWS样品固氮单胞菌属和纤维弧菌属占比均显著高于93S样品(P<0.05),93S样品放线菌属和黄杆菌属占比均显著高于96GWS样品(P<0.05)。真菌中,门水平96GWS样品子囊菌门占比显著高于93S样品(P<0.05),93S样品担子菌门占比显著高于96GWS样品(P<0.05);属水平96GWS样品未分类小囊菌属占比显著高于93S样品(P<0.05),93S样品未分类子囊菌属占比显著高于96GWS样品(P<0.05)。说明在牛粪不同堆肥阶段,细菌和真菌的多样性会随温度变化而改变,并在各阶段出现有利于牛粪快速发酵的优势物种,主要包括放线菌属、黄杆菌属、藤黄色单胞菌属、固氮单胞菌属、酵母菌属和未分类小囊菌属等。

• 单位
  河北农业大学