连作西洋参根际真菌群落差异及其在土壤药剂处理后的初步分析

目的:分析连作西洋参根际真菌群落的特点及土壤药剂处理对其的影响,探讨西洋参生长与根际真菌区系的相关性以及西洋参连作障碍的土壤生态机制.方法:采用田间随机区组实验,选择种植过4年以及连续育苗2次每次2年的老参地土壤连作西洋参,另设碳素肥加低毒化学农药及植物源农药对老参地土壤进行消毒处理,调查各处理组西洋参的生长及病害发生情况,同时采用稀释平板法分离根际真菌,以Shannon-Wiener指数(H'),Margalef丰富度指数(Ma)和Pielou均匀度指数(J)作为真菌群落多样性的测度.结果:与未种过参的新地相比,重茬种植的西洋参秋季存苗数、根重均明显降低,根病指数显著升高(P＜0.05),根际真菌数量降低50％ ～ 63％,多样性指数(H')降低39％～43％,群落构成的变化主要表现为青霉属及曲霉属真菌的比例增大.根际土壤真菌的多样性指数与西洋参根病指数呈显著负相关(r=-0.970,P=0.006).碳素肥加低毒化学农药菌线威处理老参地土壤,对提高重茬西洋参的存苗数及根重有较好的效果,一定程度提高根际真菌多样性.结论:重茬西洋参根际真菌数量和多样性降低,群落构成发生变化.碳素肥加菌线威处理对连作西洋参生长具有较好的改善作用.     

不同栽培方式对蒙古黄芪药效品质及土壤微生态的影响

目的 探索科尔沁沙地不同栽培方式对蒙古黄芪土壤理化性质、土壤菌落及其药效品质的影响。方法 以蒙古黄芪为试验材料,在科尔沁沙地设置连作栽培、轮作栽培和仿野生栽培3种不同栽培方式,在测定不同栽培方式土壤理化性质(pH、有机质和全氮)及土壤酶活性基础上,通过高通量测序(16S rRNA)对不同栽培方式下蒙古黄芪根际土壤中微生物群落结构和多样性进行分析。结果 连作栽培蒙古黄芪根际土壤有机质、全氮及土壤酶活性显著降低;连作栽培的蒙古黄芪根际土壤中细菌群落多样性和丰度显著低于轮作栽培和仿野生栽培,轮作栽培蒙古黄芪根际土壤中菌落多样性显著低于仿野生栽培,而轮作栽培蒙古黄芪根际土壤中菌落丰度显著高于仿野生栽培。连作栽培的蒙古黄芪根系黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪总多糖含量显著低于轮作栽培和仿野生栽培。结论 科尔沁沙地蒙古黄芪不同栽培方式影响根际土壤理化性质和菌落结构。科尔沁沙地蒙古黄芪连作栽培(连续种植6年)后,根际土壤有机质、全氮及土壤酶活性显著降低,根际土壤中根际菌落的多样性和丰度较低,蒙古黄芪品质低于轮作栽培和仿野生栽培。     

栽培年限对人参根际土壤微生物活性及微生物量的影响

采用野外采样与室内土壤培养法, 对3个栽培年限人参根际土壤微生物活性及微生物量变化进行研究, 为阐明人参连作障碍机制提供理论依据。结果表明, 人参栽培年限增加对人参根际土壤微生物活性及微生物量的积累均有显著抑制作用。与新林地土壤(R0)相比, 人参根际土壤微生物的呼吸作用, 纤维素分解作用和硝化作用均被显著抑制(P <0.05), 且随人参栽培年限增加抑制作用逐渐增强。三年生人参根际土壤(R3)微生物的活性最低, R3微生物的呼吸作用比R0显著降低56.31%, 纤维素分解作用比R0显著降低86.71%, 硝化作用比R0显著降低90.53%。与R0相比, 土壤微生物氨化作用被显著促进, 且随栽培年限增加有先增强后减弱的趋势, R1, R2, R3的氨化作用强度分别比R0显著增加32.43%, 80.54%, 66.64%。人参根际土壤微生物量碳(SMB-C)和微生物量氮(SMB-N)含量与R0相比均呈显著减少趋势, 且随人参栽培年限增加, 各栽培年限土壤的SMB-C差异显著, 但SMB-N的变化不明显。R3的微生物量最低, 其SMB-C比R0显著降低77.30%, SMB-N比R0显著降低69.36%。人参根系分泌物积累所导致的根际微生物种类、数量与活性变化及根际土壤微生态失衡是人参连作障碍的主导因素。     

不同地块人参根区土壤微生物群落组成及其多样性分析

目的:分析土壤微生物群落组成及其多样性与土壤理化性质的相关性,揭示不同地块人参锈腐病发病率与土壤微生态差异的关系。方法:以人参根区土壤为研究对象,采用高通量测序技术,对农田健康、农田病重、林地健康、林地病重等4组人参根区土壤细菌的16S r RNA基因序列和真菌ITS序列进行测序。结果:人参根区土壤微生物细菌OTU数量大于真菌,说明细菌群落占主导地位;影响土壤微生物群落组成的重要因素是土壤p H和交换性铝;细菌中黄单胞菌属Xanthomonadaceae可能是导致本研究中病重组发病较重的原因之一;无论农田还是林地,真菌中的土赤壳属Ilyonectria的病原菌在病害组的相对丰度均显著高于健康组,其可能是导致土壤微生态失衡、土壤质量下降,进而引起人参锈腐病发生的主要原因。结论:揭示了健康和病害人参根区土壤微生物群落组成多样性的差异,阐明了土壤质量与土壤微生物差异之间的关系,为人参种植中科学合理选地奠定理论基础。     

根际分泌物介导土壤微生物协同致害连作药用植物的分析与探讨

连作障碍是药用植物栽培过程中的瓶颈，严重影响药材的品质与产量。对于连作障碍的形成机制从20世纪70年代的土壤理化性质和化感作用逐渐深入到目前的根际微环境变化及植物响应机制研究。该文结合领域内研究及作者所在团队的相关工作与思考，系统分析了连作条件下药用植物根际分泌物介导土壤微生物群落重构的机制，即根际分泌物通过提供微生物生长所摄取的碳源和能量，作为诱导剂或驱避剂等信号物质刺激、诱导微生物生长或转移，改变根际土壤酸度等理化性质影响根际微生物群落重塑；全面探讨了根际分泌物与土壤微生物协同致害连作药用植物的方式和途径，即根际分泌物介导病原微生物侵染根际并增加下茬植物的易感性、抑制宿主植物防御并保障病原菌抢占优势生态位，二者协同互作导致根际病原菌释放更多真菌毒素等致病因子、根际化感物质的毒性增强及土壤理化性质劣变；总结了根际分泌物与土壤微生物的互作在连作障碍形成过程中的重要作用，以期为揭示药用植物连作障碍的形成机制提供新的研究思路，为连作障碍的克服与消减提供理论支撑。     

人参及西洋参栽培土壤微生物种群遗传多样性的RAPD分析

目的研究不同年生人参、西洋参栽培土壤中微生物种群结构差异。方法采用RAPD技术对采集自吉林省抚松县的18份人参、西洋参根际土和根围土中的微生物种群结构进行遗传多样性分析。结果 栽培年限对根际土及根围土中的微生物种群结构有显著影响;人参和西洋参栽培土壤中的微生物种群结构也存在差异;寄主植物对土壤微生物种群结构的影响表现有根际效应。结论人参或西洋参根系分泌物对土壤微生物的定向选择压力可能是造成土壤微生物种群遗传多样性变化的主要原因之一,人参或西洋参栽培土壤中微生物种群结构变化是导致土壤生态功能紊乱以及连作障碍形成的关键因子。     

基于ITS序列的丹参连作根际土壤真菌群落组成及多样性分析

目的:该文研究了丹参连作根际土壤真菌群落组成及多样性变化,有利于阐述丹参-土壤-真菌根际微环境的变化,为揭示连作障碍形成的原因提供理论基础。方法:基于高通量测序技术,分别对未种植丹参(CK),连作1年(Y1)及连作两年(Y2)的根际土壤进行转录间隔区(ITS)测序,3种处理中分别得到14 153,19 024及7 622条有效序列,注释为1 027,1 095及712种真菌可操作分类单元(OTU)。结果:随着连作年限的增加,真菌群落多样性呈现出先下降后上升的变化趋势。在纲分类水平上,优势菌群分别为伞菌纲(Agaricomycetes),锤舌菌纲(Leotiomycetes)及银耳纲(Tremellomycetes),在3种处理中所占比例大小分别为Y1CKY2,Y2Y1CK,CKY2Y1;在属分类水平上,CK中优势菌属为耐冷酵母(Guehomyces),Y1及Y2较CK相比分别下降96.13%和90.21%,异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces)在Y2中所占比例增幅明显(6.64%),较CK及Y1相比分别增加290.59%及564.00%。结论:CK及Y1样品中根际土壤真菌在属水平上群落结构上具有更高的相似性,Y2样品群落结构分布热图显示炭疽菌属(Cryptosporiopsis)等致病真菌成为优势菌属,推测与连作丹参病害率高有一定相关性。研究结果为阐述丹参连作障碍形成、发展绿色种植提供理论支撑。     

三七连作与休闲土壤真菌群落组成与多样性分析

目的:评估三七连作与休闲在连作障碍形成中对土壤真菌群落的影响效应.方法:高通量ITS测序分析三七连作健康根际土(H)、连作发病根际土(D)、休闲1年土(X1)、休闲3年土(X3)和生土(CK)土壤真菌群落组成与多样性.结果:生土中的优势目属分别是肉座菌目Hypocreales和大孢圆孢霉属Staphylotrichum...     

基于Illumina Miseq分析黄精根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性＊

目的研究患根腐病和健康黄精的根际土壤真菌群落结构组成、丰富度和多样性变化情况,为查明黄精根腐病发生机制提供线索。方法以4年生黄精根腐病根际土壤(GG组)、4年生健康黄精根际土壤(GJ组)和未种过黄精的土壤(GK组)为研究对象,采用Illumina Miseq技术分析土壤真菌群落结构组成。结果 9个土壤样品基因组共获得有效ITS1序列1063335条,病株组土样真菌OTUs数显著少于健康组和空白组土样。种群多样性指数显示病株组最低,空白组最高,在门分类水平上,患根腐病组及健康组土样的主要优势菌群均为子囊菌门、担子菌门、Zoopagomycota、毛霉门、壶菌门。在属分类水平上,3组真菌群落结构组成及丰度差别较大,与黄精根腐病相关的病原菌镰刀菌属Fusarium存在于所有样品中,而有益菌木霉菌属在健康组和空白组土样的丰度显著高于患病组土样。结论黄精根腐病株和健康株根际土壤微生物组成具有显著性差异,对于探究黄精根腐病发生的微生态机制和改良种植黄精土壤微生物具有理论指导作用。     

通过改变土壤pH及菌群结构缓解杭白菊连作障碍

目的:寻找缓解杭白菊连作障碍的方法并阐明其缓解障碍的微生态机制。方法:实验分为6组,即连作组、轮作组、蚕沙发酵肥组、蚕沙未发酵肥组、市售菌肥组及石灰组,于收获期统计杭白菊的存活率、产量、株高以及分枝数,采用Miseq测序技术对6个处理组的杭白菊根际土壤细菌群落多样性及结构进行分析。结果:连作杭白菊的存活率、产量、株高以及分枝数均为最低;土壤酸化严重,p H仅4.79;根际土壤酶活性及细菌多样性水平也最低。而施用蚕沙发酵肥、蚕沙未发酵肥、市售三矩灌金液菌肥、石灰均能有效改善白菊连作障碍,其存活率、产量、株高以及分枝数显著提高。比较土壤理化性质后发现,无论是施用菌肥还是石灰,土壤p H、酶活性以及细菌多样性水平均显著上升,有机质含量则没有显著性差异。比对前20个优势菌属发现,3个菌肥组中的优势菌属种类差异不大,主要表现在含量上的差异。菌肥的施用促进了土壤中一些优势细菌类群数量的增长,如Gp1、Rhizomicrobium、Pseudolabrys、Gp2、Burkholderia、Bradyrhizobium、Devosia、Bacillus、Sphingomonas、Chitinophaga等,其中Devosia、Bradyrhizobium、Bacillus、Burkholderia、Sphingomonas与Chitinophaga均是益生菌。石灰组中的细菌组成与菌肥组差异较大,其中一些益生菌如Arthrobacter、Paenibacillus、Nitrosospira、Ohtaekwangia、Tepidamorphus、Dongia仅在石灰组中特有。结论:无论施肥还是改变土壤p H均可提高杭白菊产量,增加存活率,其微生态机制主要是通过提高土壤p H、酶活性以及细菌多样性水平,增加有益菌的种类和数量,从而达到缓解杭白菊连作障碍的作用。     

Influence of Panax ginseng Continuous Cropping on Metabolic Function of Soil Microbial Communities

Objective To investigate the influence of Panax ginseng continuous cropping on the carbon substrate metabolic activity of microbes in soils sampled from Dafang,Huangni,and Wulidi in Jilin Province,China.Methods Soil metabolisms of soil communities were characterized by community level physiological profiles using BIOLOGTM EcoPlate.Results Soils sampled from the three sites were analyzed and their metabolic activities were compared.Principal component analysis explored the significant variance in metabolic function of microbial communities in soils,though the Shannon index and the evenness index of them were similar.Futhermore,two principal components(PC1 and PC2),which contributed 67.83% and 10.78% of total variance,were extracted respectively.And also,substrates significantly correlated with PC1 and PC2 at the three sampling sites were identified.Conclusion Characteristic of soil is the primary factor influencing microbial communities,and P.ginseng continuous cropping has significant influence on microbial community.Though soil samples show similar microbial metabolic profiles,microbial communities in rhizosphere soil are changed obviously during the cultivation of P.ginseng,which would finally result in the unbalance of microbial community.Phytopathogens would gradually be the predominants in rhizosphere soil and make P.ginseng sick.     

半夏连作对根际土壤微生物群落的影响研究

目的 探明半夏Pinellia ternate连作对根际土壤微生物群落的影响规律,以指导半夏连续高产栽培.方法 采用PacBio Sequel测序手段对正茬(CK)、连作一茬(A)、二茬(B)和三茬(C)半夏不同生长时期根际土壤微生物进行测序,对比分析其微生物群落结构和多样性差异.结果 随着连茬次数的增加,潜在致病细菌...     

三七连作的根际、根内微生物变化与生态学研究进展

三七是我国特有的中药材,主产于云南大部和广西部分地区,而连作障碍是制约三七产量和品质提升的重要瓶颈。三七根际微生物及根内共生微生物的动态变化是三七连作障碍的重要诱因,也是目前的研究热点。对三七连作过程中根际土壤微生物、根内共生微生物的动态变化研究进展进行综述,特别是连作障碍中致病微生物的研究进展进行综合分析,并总结了相关生态学的研究现状;提出了2种研究三七连作障碍土壤微生物的方法:(1)可培养与免培养方法相结合对三七连作障碍过程中微生物动态变化进行研究;(2)针对重要致病微生物种进行实时定量跟踪。旨在为尽快削减三七连作障碍提供理论依据。     

人参栽培种植体系及研究策略

人参是"百草之王",在中医药发展中有着重要的地位和作用。该文对中国及世界各地人参种植的发展进行了概述,分析了土壤、气候等生态因子对人参分布的影响,探讨了主流人参种植模式(伐林栽参、农田栽参、野生抚育等)的特点。针对目前人参种植中存在的主要问题,提出了保障人参产业可持续发展的研究策略:大力发展农田栽参模式,开展人参无公害种植及连作障碍机制研究,利用现代生物技术选育适宜农田生态环境的人参品种。     

改良措施对农田土壤微生态及人参存苗率的影响

该文研究土壤消毒、绿肥回田、施肥过程中土壤微生态环境的变化,初步建立农田土壤改良方法,保证农田栽参的顺利进行。研究分析了土壤消毒、消毒+绿肥回田及消毒+绿肥回田+施肥处理后农田土壤理化性状、细菌群落多样性及组成,结果表明改良措施降低土壤p H,增加土壤肥力,降低土壤细菌多样性,改变细菌群落的组成。消毒+绿肥回田+施肥的综合措施降低移栽参苗死亡率。该研究表明土壤消毒、消毒+绿肥回田、消毒+绿肥回田+施肥的措施改变农田土壤微生态环境,综合改良措施提高参苗存苗率,保障农田栽参的开展。     

基于高通量测序研究番红花不同生长期根际土壤中真菌群落结构及多样性

目的 以新疆番红花Crocus sativus L.不同生长期的根际土壤为材料,研究土壤真菌群落结构与多样性。方法 提取番红花不同生长期的根际土壤总DNA,应用Illumina NovaSeq 6000高通量测序平台进行测序分析。结果 对番红花3个生长期[生长初期（S1）、生长中期（S2）、生长后期（S3）]的3组样本进行高通量测序,共获得4252个操作分类单元（OTUs）,包含9个真菌门,并对检测到的真菌属中相对丰度前20的真菌属进行了分析。结果发现,不同生长期番红花优势真菌群落共有门属分别是子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、链格孢属（Alternaria）、球腔菌属（Mycosphaerella）和爪甲白癣菌属（Arthrographis）。3个生长期的真菌组成有所不同,S1和S2生长期特有的属分别是平脐蠕孢属（Bipolaris）和谷菌根菌属（Archaeorhizomyces）,S3有2个特有的属和1个特有的门,分别是棘壳孢属（Setophoma）、枝孢属（Cladosporium）和油壶菌门（Olpidiomycota）。Alpha和Beta多样性分析结果表明,不同生长期番红花根际土壤真菌群落赵氏指数（Chao1）、香农指数（Shannon）和观察到的种类数（Sobs）差异有统计学意义,样本中真菌物种组成存在一定差异。结论 利用高通量测序技术可快速、全面地获得土壤真菌组成信息。番红花不同生长时期根际土壤中真菌群落结构与多样性存在差异,菌群多样性随番红花的生长呈现不断上升的趋势;在番红花不同的生长期尤其是S1土壤样本中均检测到相对丰度较高的有害菌链格孢菌属和被孢霉门。为进一步揭示新疆番红花S1易发生种球腐烂病害,以及根际真菌的多样性与番红花球茎内生真菌、病原菌相互作用机制研究提供新思路。     

综合改良对农田栽参土壤微生态环境的改善研究

该文研究综合改良措施对农田栽参土壤微生态环境的影响,建立农田土壤改良的标准流程,以保证农田栽参的顺利开展。研究采用土壤消毒、绿肥回田和施肥改土相结合处理传统农田,通过观测土壤的理化性状、细菌群落多样性及人参生长指标等因素,发现综合改良措施可显著增加0~30 cm土层有机质含量,降低土壤容重,增加0~20 cm土壤营养元素含量,改变土壤细菌群落的多样性及组成,提高农田参苗存苗率,促进了人参生长。该研究表明土壤消毒、绿肥回田结合施肥改土的综合措施可有效改善农田土壤微生态环境,为农田栽参顺利开展提供参考。     

三七持续种植关键技术

针对三七产业存在的技术瓶颈,本文聚焦三七新品种选育、连作障碍克服、标准体系建立等方面,采用生物技术、信息技术等手段,从产区选择、田间管理、收获储藏等过程实现数字化、网络化,解决三七种植中精准选址、品种选育、土壤改良、施肥管理、病害防控等关键问题,实现三七栽培的精准化及最优化,建立了三七 持续种植复合技术体系,该体系包括：三七抗病新品种的选育、土壤复合改良技术、三七栽培技术及质量追溯技术。获得首个三七抗病新品种,为其持续种植提供可行性前提。建立三七连作土壤复合改良技术并应用于大 田,连作土壤的修复及改良为三七持续种植提供保障。发布了首个无公害三七质量标准,为其高品质树立规 范。完成了品质溯源体系,保障了三七的质量可控。该复合技术体系为其它中药材精细栽培提供借鉴。