论文部分内容阅读
为研究生姜根际微生物群落结构与生姜连作之间的相互关系，生姜根际拮抗菌的分布规律及其遗传多样性，本研究从山东省安丘市的六块不同种植年限的大田中设置采样点，采集生姜根茎膨大期根际土壤样品，分别编号DM1、DM2、DM4、DM6、DM8和DM11。采用T-RFLP、DGGE和构建16S rDNA文库的方法，结合PCA（主成分分析）、CCA（典型对应分析）等统计学方法，探讨生姜连作障碍发生机理。通过对T-RFLP图谱结果的分析，计算所有样品的细菌群落多样性指数，对所有样品的香农指数，DM1>DM2>DM4>DM6>DM8>DM11。进一步分析得到，16个T-RF片段随着生姜种植年限的延长而逐渐减少或消失，4个T-RF片段随着生姜种植年限延长而逐渐增加或出现。减少或消失的T-RFs与腐殖质（H）、pH和微量元素锌（Zn）呈正相关关系，说明随着腐殖质和锌含量的减少以及pH降低，特征T-RFs代表的菌群数量不断减少。而增加或出现的T-RFs则与环境中有机质（OM）、硝态氮（NN）、速效钾（K）、速效磷（P）、铵态氮（AN）以及微量元素锰（Mn）、铁（Fe）、铜（Cu）元素呈正相关关系，说明随着这些环境因子含量的增多，特征T-RFs代表的菌群数量不断增大。将特殊T-RFs数据输入Phylogenetic Assignment Tool数据库进行比对，推测这些特殊峰可能代表的物种。减少的微生物菌群种类较多，且大多数都是对提高土壤健康和肥力质量有益的菌群。通过对生姜根际土壤细菌和真菌DGGE指纹图谱结果分析，分别计算所有样品的细菌和真菌群落多样性指数。结果发现，细菌群落香农指数为DM1>DM2>DM4>DM6>DM8>DM11，与T-RFLP结果一致；而真菌群落香农指数为DM1<DM2<DM4≈DM6<DM8<DM11。基于DGGE聚类分析结果表明，DM1、DM2、DM4和DM6菌群结构较为相似，而DM8和DM11较为相似。通过16S rDNA文库的构建，实验获得的198个16S rDNA细菌序列分别属于：变形杆菌门（Proteobacteria，包括α、β、δ和γ亚门，分别占14.53%、17.13%、14.31%和3.49%）、酸杆菌门（Acidobacteria，占12.03%）、浮霉菌门（Planctomycetes，占1.52%）、拟杆菌门（Bacteroidetes，占5.79%）、厚壁菌门（Firmicutes，占6.76%）、疣微菌门（Verrucomicrobia，占1.70%）、硝化螺旋菌门（Nitrospira，占1.64%）、绿弯菌门（Chloroflexi，占3.17%）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes，占2.78%）、蓝藻菌门（Cyanobacteria，占0.83%）、放线菌门（Actinobacteria，占2.50%）以及待划分类群（占11.81%）。分别计算6个生姜根际土样品文库细菌多样性指数。通过16S rDNA文库的构建，说明了生姜连作土壤细菌菌群结构随着年限的延长而逐渐变得单一化，简单化。通过平板对峙法，分别以生姜茎腐病、斑点病、姜瘟病为靶标菌，筛选得到42株、25株、30株根际拮抗菌。采用ARDRA分析和16S rDNA序列分析等方法，对根际拮抗菌的遗传多样性进行了分析。结果表明，在80%相似性水平上，茎腐病拮抗菌聚为12个群，斑点病拮抗菌聚为10个群，姜瘟病拮抗菌聚为10个群；所有根际拮抗菌分别属于芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)和肠杆菌属(Enterobacter)。总之，生姜连作年限较短（1~6年）的根际土壤菌群结构变化较小，随着连作年限的延长（≥8年），新形成的微生物群落中真菌的菌群比例增加，而对提高土壤健康和肥力质量的有益类群则大大减少，这正是生姜连作障碍的重要原因。同时生姜根际拮抗菌具有丰富的遗传多样性