基于高通量测序的连栽木麻黄根际土壤细菌群落变化研究

• 作者: 周柳婷 李建鹃 刘书影 罗扬 白莹 陈军 吴则焰 林文雄
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 木麻黄 连栽障碍 高通量测序 细菌群落
• 年，卷（期）: 2022,（8）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 2670-2679
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201902250348

摘要

选取3个不同连栽代数(第一代First rotation plantation，FCP；第二代Second rotation plantation，SCP；第三代Third rotation plantation，TCP)木麻黄林地根际土壤为研究对象，通过IonS5TMXL二代测序系统，从根际土壤微生物角度探究木麻黄连栽障碍形成机制。结果显示:从3个不同连栽代数木麻黄根际土壤中总共得到338560条有效序列，将其注释为17627个操作分类单元(Operational Taxonomic Units，OTUs)。α多样性指数表明，木麻黄根际土壤细菌群落的Simpson、Chao1、ACE指数随着连栽代数增加而下降，Observed species、Shannon指数呈现先增加后减少的趋势。β多样性指数表明，根际土壤中FCP与SCP之间的细菌群落多样性差异相对较大。UPGMA聚类分析结果阐明，木麻黄根际土壤FCP与SCP、TCP存在较大差异。优势细菌在属水平的热图分析结果表明，不同连栽代数木麻黄根际土壤细菌群落结构存在一定差异。随着木麻黄连栽代数增加，根际土壤中慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)的相对丰度呈上升趋势；与之相反，热酸菌属(Acidothermus)、根微菌属(Rhizomicrobium)、酸杆菌属(Acidibacter)、布氏杆菌属(Bryobacter)随连栽代数增加而下降；其中，与营养循环相关的有益菌属Rhizomicrobium的相对丰度随连栽代数增加而降低约311.49%、282.16%，而酸杆菌属(Acidibacter)的相对丰度随之降低约176.07%、284.54%。因此，木麻黄连栽障碍问题可能是由于根际土壤微生物群落结构失衡导致的，从而降低了森林的生态效益，使平均木生物量、林分生物量及林分净生产力下降。研究结果对揭示木麻黄连栽障碍形成的原因具有一定参考价值。