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文檔簡介
1、三七是一種重要的傳統(tǒng)中藥材,連作障礙是影響三七可持續(xù)種植的一個關(guān)鍵問題。為闡述微生物在連作障礙中的作用,本文使用Biolog微平板檢測法和宏基因組測序方法研究三七不同種植年限的根際微生物代謝功能和群落結(jié)構(gòu);同時,比較了三七健株與病株的微生物群落結(jié)構(gòu)差異,在此基礎(chǔ)上,采用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法分離、鑒定了三七根腐病病原菌。該研究將對揭示三七連作障礙的微生物成因及根腐病的防治提供依據(jù)。
首先,研究了不同種植年限根際土壤的微生物代謝功能和群落
2、結(jié)構(gòu)。應(yīng)用Biolog微平板檢測技術(shù)研究根際微生物的功能多樣性,發(fā)現(xiàn)三七種植土壤的平均顏色變化率(AWCD)和多樣性指數(shù)均顯著高于未種植土壤。種植1年根際土壤對碳源的利用能力最強,隨著種植年限的增加,碳源利用能力逐漸下降,未種植根際土壤對碳源的利用能力最弱,表明種植三七后根際土壤的微生物功能多樣性顯著降低。主成分分析表明,不同種植年限的根際土壤微生物對不同碳源的利用效率也存在顯著差異。采用Illumina Miseq高通量測序方法分析根
3、際微生物的多樣性,結(jié)果表明真菌和細(xì)菌存在相反的變化趨勢。種植1年后根際土壤的細(xì)菌豐富度和多樣性均顯著上升,隨著種植年限的增加,細(xì)菌的豐富度和多樣性逐漸下降,但均高于未種植土壤;種植1年后根際土壤的真菌豐富度和多樣性均下降,豐富度和多樣性均顯著上升,隨著種植年限的增加,真菌的豐富度和多樣性逐漸增加,但均低于未種植土壤。此外,種植土壤的優(yōu)勢細(xì)菌和真菌種屬及其豐度也隨種植年限的增加而變化,如細(xì)菌中的Proteobacteria和 Actino
4、bacteria豐度隨著種植年限的增加而逐漸減少,而Acidobacteria(代表性Gp1和Gp2)逐漸增加;真菌中Ascomycota隨著種植年限的增加而逐漸減少??梢?,種植三七導(dǎo)致根際微生物代謝結(jié)構(gòu)和群落結(jié)構(gòu)均發(fā)生明顯變化。
其次,采用Illumina Miseq高通量測序比較了三七健株與病株的微生物種群結(jié)構(gòu)的差異,以探究根腐病對微生物多樣性的影響。結(jié)果表明,病株的細(xì)菌和真菌多樣性指數(shù)均明顯小于相應(yīng)的健株,表明三七發(fā)生根
5、腐病后根和根際土壤中細(xì)菌和真菌的多樣性均下降。主成分分析結(jié)果顯示,健株和相應(yīng)病株的細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)差異較大。在門水平,變形菌門(Proteobacteria)和子囊菌門(Ascomycota)是所有樣品的優(yōu)勢菌,但它們在健株中的豐度低于病株的豐度;而放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、球囊菌門(Glomeromycota)和接合菌門(Zygomycota)在健株中的豐度高于病株的豐度。在屬
6、水平,Pseudomonas在病株的豐度高于健株的豐度;Ilyonectria在病株中的豐度占絕對主導(dǎo)地位,達(dá)到63.34%~80.14%,顯著高于健株(0~0.31%)。參考宏基因組分析結(jié)果,通過傳統(tǒng)培養(yǎng)方法和致病性實驗,鑒定了2種潛在的病原真菌—腐皮鐮刀菌DSF1和層生鐮刀菌DSF6以及1種潛在的病原細(xì)菌—熒光假單胞菌DSB2。以熒光假單胞菌為病原菌,從194株細(xì)菌和58株真菌中篩選拮抗菌,獲得1株具有穩(wěn)定拮抗效果的細(xì)菌菌株—解淀粉
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