烟草青枯病发病烟株根际土壤细菌群落分析

  目的  研究青枯病发生对根际土壤细菌群落组成的影响, 探明影响根际土壤细菌群落的环境因子。  方法  采用宏基因组学高通量测序技术, 比较发病烟株和健康烟株根际土壤细菌群落差异。  结果  (1) 健康烟株根际土壤细菌Ace指数、Chao指数和Shannon指数有高于发病烟株的趋势, 而Simpson指数有低于发病烟株的趋势; (2)发病烟株根际土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和链霉菌属(Streptomyces)等益生菌减少, 而劳尔氏菌属(Ralstonia)和Rudaea等病原菌增加; (3)土壤pH、有效磷(AP)、交换性钙(Ca)和有效铜(Cu)含量在发病烟株根际土壤中显著减少, 而速效钾(AK)含量显著增加。  结论  与健康烟株根际土壤相比, 发病烟株根际土壤细菌多样性、有益菌丰度、土壤pH和养分含量都较低; pH、P、K、Ca、Cu是对根际土壤细菌群落影响较大的土壤环境因子。      

感染青枯病与黑胫病烟株的根际土壤、根及茎秆微生物代谢特征分析

为明确感染青枯病、黑胫病烟株的根际土壤、根及茎秆中微生物代谢特征,采用Biolog-ECO代谢表型技术研究了微生物群落对6类31种碳源的代谢情况。结果表明：(1)同一烟株的根际土壤、根、茎秆中微生物的碳源代谢能力依次减弱;烟株感病后根和根际土壤中微生物对6类碳源的利用率无显著变化,茎秆微生物对多聚物类、氨基酸类和酚类碳源的利用率提高。(2)感染青枯病、黑胫病烟株根和根际土壤微生物均能代谢31种碳源;感染青枯病烟株茎秆微生物对除2-羟基苯甲酸以外的30种碳源均能正常代谢;感染黑胫病烟株茎秆微生物不能代谢D-甘露醇、葡萄糖-1-磷酸盐、D-葡萄糖胺酸等10种碳源。(3)感染黑胫病烟株的根和根际土壤微生物的平均颜色变化率（Average well color development,AWCD）显著低于健康烟株,茎秆微生物AWCD值略高于健康烟株;感染青枯病烟株茎秆微生物的AWCD值显著高于健康烟株,根和根际土壤微生物AWCD值与健康烟株无显著差异。(4)感病烟株的根和根际土壤微生物的香农-威纳指数（Shannon-Wiener）、辛普森指数（Simpson）和皮诺（Pielou）指数较健康烟...     

生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用

  目的  探究不同用量的生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用  方法  采用稀释平板法,研究生物炭对青枯菌的吸附作用及对其生长和运动性的影响;盆栽试验研究生物炭对烟草生长及青枯病发病情况和土壤基本理化性质的影响;利用高通量测序技术,比较各处理土壤细菌群落差异。  结果  （1）生物炭对青枯菌具有抑制作用,可吸附青枯菌、抑制其生长及运动性,用量超过1.5%时效果显著;（2）生物炭提高了土壤pH、有机质、速效磷和速效钾含量,利于烟草的生长。相关性分析发现,生物炭对土壤pH和化学性质的改善,是抑制烟草青枯病发生的主要原因;（3）生物炭提高了根际土壤微生物群落的Alpha多样性和放线菌门中链霉菌属的相对丰度;（4）根际土壤细菌结构的多样性与土壤理化性质有一定的相关性,其中有效钾影响最大。  结论  生物炭通过对青枯菌的抑制作用和对土壤微生态的改善,创造了利于烟草生长的环境条件,减少了烟草青枯病的发生。      

基于FUNGuild的镰刀菌根腐病发病烟株根际真菌群落研究

为了解镰刀菌根腐病发病烟株与未发病烟株在根际真菌群落结构与功能上的差异,联合应用高通量测序和FUNGuild技术研究了镰刀菌根腐病发病烟株与未发病烟株根际土壤中的真菌群落,结果表明:（1）镰刀菌根腐病发病烟株根际真菌群落的Shannon指数为4.14,而未发病烟株则高达4.71,未发病烟株根际真菌群落多样性显著高于发病烟株,镰刀菌根腐病发病烟株与未发病烟株根际土壤中的真菌群落在组成上有显著差异;（2）镰刀菌根腐病发病烟株根际真菌以病理营养型为主,占54.64%,而未发病烟株根际真菌则以腐生营养型为主,占46.10%;（3）镰刀菌根腐病发病烟株根际的病原菌相对丰度为30.73%,显著高于未发病烟株的1.12%,镰刀菌在病原菌群落中占绝对优势地位。高通量测序与FUNGuild联用可对土传病害感病烟株的根际优势病原真菌群落进行准确鉴定,可为烟草病害的防控提供科学参考。      

基于宏基因组的烟田土壤细菌群落结构和功能分析

为探讨健康和易感病烟田土壤微生物群落结构及其功能,以凉山彝族自治州连作10年的1块健康和2块易感病（黑胫病、青枯病和根腐病）烟田为研究对象,利用宏基因组技术分析土壤细菌群落结构。结果表明：健康和易感病烟田的土壤细菌群落结构具有明显差异。烟田土壤中相对丰度大于4%的优势菌门有放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）。健康烟田土壤中优势有益菌属链霉菌属（Streptomyces）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）和分枝杆菌属（Mycobacterium）的相对丰度极显著高于易感病烟田。易感病烟田土壤中潜在病原菌罗思河小杆菌属（Rhodanobacter）的相对丰度极显著高于健康烟田。健康烟田土壤中蛋白酶活性显著高于易感病烟田。健康烟田土壤中碳代谢途径的关键酶基因丰度均高于易感病烟田;氮代谢途径中,健康烟田反硝化过程的酶基因丰度低于易感病烟田。因此,健康和易感病烟田土壤中细菌群落组成、酶活性及碳氮代谢过程中的关键酶基因丰度均存在不同程度的差异。     

生防菌使用方式对烟草青枯病的防效及根际土壤细菌群落的影响

采用大田试验和扩增子测序技术,探索了生防菌兑水灌根（GG）、生防菌拌土围根（WG）、米糠+生防菌拌土围根（MK+WG）对烟草青枯病的防效及调节土壤细菌群落的作用。结果表明:（1）不同施用方式对青枯病的防效表现为MK+WG（59.32%）> WG（55.93%）> GG（49.72%）。（2）WG和MK+WG均可显著提高烟株根际土壤细菌群落的多样性和丰富度,且MK+WG增幅最大。（3）WG和MK+WG提高了土壤中放线菌门的相对丰度,促使土壤中Gaiella、Gemmatimonas和Bradyrhizobium等一些有益微生物比例上升。综合来看,MK+WG更有利于恢复土壤健康、减轻青枯病对烟株的为害。      

钙镁磷肥对青枯病发病烟株根际土壤微生物区系的影响

采用平板计数法分析了不同生育期及发病烤烟根际可培养微生物数量的变化,并通过宏基因组测序法比较了施用钙镁磷肥的健康与发病烟株根际土壤微生物群落的差异,旨在研究钙镁磷肥对烟株根际土壤微生物群落多样性的影响。结果表明:1)施用钙镁磷肥的烤烟根际细菌和真菌数量随生育进程呈抛物线形式变化,对照则呈"N"趋势,处理和对照的根际放线菌数量变化趋势相同,呈逐渐增加的趋势。2)在旺长期,施用钙镁磷肥的根际细菌数量显著高于对照;在成熟期,处理的根际真菌数量显著高于对照;而钙镁磷肥对根际放线菌数量没有显著影响。3)相对于健康烟株根际土壤,发病烟株根际土壤中放线菌数量显著减少,细菌数量显著增加;发病根际土壤中施用钙镁磷肥的细菌和放线菌数量均显著高于对照。4)宏基因组测序结果显示根际细菌种类总数远高于根际真菌,健康根际细菌和真菌香农指数、Chao1指数和ACE指数均高于发病根际土壤。综上所述,钙镁磷肥对根际土壤微生物数量和多样性有一定的促进作用。     

有机肥长期定位施用对烟田土壤养分和烟株根际土壤细菌群落的影响

  目的  解析长期施肥对烟田土壤细菌群落结构和丰度的影响。  方法  通过田间定位试验,研究了长期单一施用化肥（T1）、化肥+稻草回田（T2）和化肥+稻草回田+饼肥（T3）等3个处理对烟田土壤化学性质及烟株根际土壤细菌多样性的影响。  结果  ① 长期采用稻草回田并施用饼肥有利于提高植烟土壤有机质、碱解氮和速效钾含量,降低土壤pH值;②稻草回田或再增加饼肥处理的烟田独有OTU个数均高于单施化肥处理;③在细菌群落组成中变形菌门（Proteobacteria）和该菌门下物种的相对丰度最高,且稻草还田并添加饼肥处理最高;④植烟土壤微生物LEf Se进化分支图表明稻草还田或增施饼肥的烟田在细菌门水平无组间显著差异,而单施化肥的烟田存在组间显著差异的疣微菌门（Elusimicrobia）和迷踪菌门（Verrucomicrobia）。  结论  长期定位施肥条件下,稻草回田并增加饼肥能够改善烟田化学性质综合指标,提高细菌群落结构和相对丰度。      

长期定位不同施肥类型对烟田土壤nifH细菌群落结构的影响

  目的  解析长期施肥对烟田土壤中含nifH细菌群落结构和丰度的影响。  方法  通过田间定位试验,研究了长期单一施用化肥（T1）、化肥+稻草回田（T2）和化肥+稻草回田+饼肥（T3）3个处理对烟田土壤无机氮及烟株根际土壤nifH细菌多样性的影响。  结果  ① 长期采用稻草回田并施用饼肥有利于提高植烟土壤无机氮含量;②稻草回田或再增加饼肥处理的烟田土壤中细菌α多样性均高于单施化肥处理;③在细菌群落组成中变形菌门（Proteobacteria）和该菌门下物种的相对丰度最高,且稻草回田并添加饼肥处理最高;④植烟土壤微生物LEf Se进化分支图表明单施化肥、化肥+稻草回田和化肥+稻草回田+饼肥的烟田土壤的细菌优势种群主要是披毛菌目（Gallionellales）、根瘤菌目（Rhizobiales）和柄杆菌目（Caulobacterales）的物种。  结论  长期定位施肥条件下,稻草回田并增加饼肥能够改善烟田土壤无机氮含量,提高细菌群落结构组成和相对丰度。      

烟草成熟期土壤细菌群落结构及多样性

为研究烟草成熟期(下部叶采收期) 根际及非根际土壤细菌群落结构和多样性,利用PCR-DGGE 技术对攀枝花市盐边县主要烟区采集的5 个烟草根际土样和5 个非根际土样进行分析。结果表明,非根际与根际土壤细菌群落结构差异显著,非根际土壤的细菌多样性甚至超越根际, 表明烟草成熟期根际效应没有显现,并且有减弱甚至负向效应出现,这可能与烟草成熟期根系分泌物的影响有关。条带克隆测序表明,根际土壤中优势细菌的群落结构更为丰富,而非根际土壤中则相对较弱。Steroidobacter菌是烟田土壤中的优势细菌;硝化螺菌属(Nitrospira) 细菌、Rhizobiales 目下未定类细菌等为烟草根际土壤中优势细菌;放线菌目(Actinomycetales) 未定类放线菌和Chitinophagaceae 科未定类细菌为非根际土壤中优势细菌。研究证明成熟期的烟草根际效应出现一定程度减弱。      

邵武烟田土壤微生物群落结构变化与烟草青枯病发生关系初报

为了研究健康和发病烟田土壤微生物群落结构的差异,分别在烟株不同生长时期采取健康和发病烟田土壤,对土壤微生物进行16S rRNA和18S rRNA基因测序,分析其群落结构和多样性的变化。结果表明:与移栽前相比,烟株旺长期土壤微生物群落结构已发生了较大变化,旺长期土壤中酸杆菌门（Acidobacteria）相对丰度平均减少了5.4%,放线菌门（Actinobacteria）增多了8.0%,子囊菌门（Ascomycota）增多了22.8%;健康土壤中unclassifed_f__Micrococcaceae相对丰度是发病土壤的2倍,而发病土壤中假霉样真菌属（Pseudallescheria）相对丰度是健康土壤的2倍;健康土壤微生物多样性较高于发病土壤。微生物群落结构在健康和发病土壤之间存在较大差异,unclassifed_f__Micrococcaceae、假霉样真菌属（Pseudallescheria）等土壤微生物是造成差异的主要物种。      

烤烟根腐病对烟株根际土壤真菌群落结构的影响

为从微生物生态学角度探求烤烟根腐病的发生原因并为其防控提供理论依据,利用Illumina MiSeq高通量测序分析了烟草根腐病发病和健康植株根际土壤真菌群落结构的差异,结果表明,烤烟根腐病发生对烤烟根际土壤真菌的丰富度有显著影响,其中健康和患病烟株根际土壤样品中真菌OTU数分别为904个和647个,健康烟株真菌OTU总数为患病烟株的1.40倍,特有OTUs数是患病烟株的2.59倍;患病烟株根际土壤真菌群落多样性水平显著低于健康烟株土壤,患病烟株根际土壤的Shannon、ACE和Chao1指数分别较健康植株降低了29.81%、40.12%和40.61%;同时,患病烟株与健康烟株根际土壤真菌群落的优势物种显著不同,患病烟株根际土壤中烤烟根腐病病原菌茄镰刀菌（F.solani）相对丰度较健康烟株根际土壤增加了303.45%,为健康烟株的4.03倍,且棘孢木霉（Trichoderma asperellum）和青霉菌（Penicillium raperi）的相对丰度亦较健康烟株分别增加了17.62%和50.46%。烟草植株根际土壤中真菌群落结构改变及物种多样性降低是烤烟根腐病发生的重要特征。研究可为该病害的早期预防或生态调控提供科学依据。     

基于代谢组学分析青枯病烟田土壤代谢标志物

  目的  分析青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物组成的差异,筛选青枯病烟田土壤代谢标志物。  方法  以青枯病烟田和健康烟田的烟株根围土壤为研究对象,采用非靶向代谢组学LC-MS/MS分析技术,对3个时期（未发病、发病中期、发病后期）土壤代谢物组成进行研究。  结果  （1）在未发病时、发病中期和发病后期,青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物有显著差异的代谢物分别为115种、159种和105种。（2）3个时期共同差异代谢物有63种,其中正离子模式代谢物有49种,负离子模式代谢物有14种。49种正离子模式代谢物可以聚为2个大类和7个小类。（3）筛选出8种代谢标志物,分别为环巴胺（Cyclopamine）、麦芽四糖（Maltotetraose）、麦黄酮（Tricine）、凯林（Khellin）、6-(alpha-D-glucosaminyl)-1D-myo-inositol、茄啶（Solanidine）、贝磷地尔（belfosdil）、硅雄酮（Silandrone）。  结论  青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物组成上存在较大差异,筛选出8种代谢标志物可为判别土壤感烟草青枯病状况提供一定参考。      

烟草青枯病不同发病阶段根际土壤微生物群落变化趋势分析

通过扩增子测序技术,探究了烟草青枯病不同发病阶段根际土壤细菌和真菌群落的变化趋势,旨在为明确微生态-青枯病互作关系提供理论基础。结果表明,青枯病烟田根际土壤细菌群落Sobs、shannon指数和OTUs数量于烤烟移栽后75 d和100 d显著降低,真菌群落多样性指数无显著变化。一些致病微生物（Ralstonia、Fusarium等）和有益微生物（Sphingomonas、Gemmatimonas、Pseudomonas、Lysobacter、Streptomyces、Trichoderma、Gibberella、Chaetomium等）的相对丰度在青枯病发生阶段明显升高。与移栽前相比,属水平上根际土壤细菌群落结构于移栽后75 d和100 d,真菌群落结构于移栽后50 d和75 d发生明显改变。     

外源橙皮素对烟草青枯病及根围土壤细菌群落的影响

为明确外源橙皮素对烟草青枯病的防效及对烟株根围土壤细菌群落的影响,基于盆栽试验和扩增子测序技术,连续两年监测了灌施不同浓度橙皮素（1、2和4 mmol/L）后烟草青枯病的发生情况,并分析了烟株根围土壤细菌群落结构。结果表明：（1）单施橙皮素对烟草青枯病的防效为40%左右。（2）灌施1 mmol/L和2 mmol/L橙皮素可以提升烟株根围土壤细菌群落OTU数量和Chao1、ACE等丰富度指数。（3）灌施1 mmol/L和2 mmol/L橙皮素可明显改变根围土壤细菌群落结构,提高土壤中Dongia、鞘脂菌属（Sphingobium）、赭黄嗜盐囊菌属（Haliangium）及拟杆菌属（Bacteroides）的相对丰度,而降低土壤中雷尔氏菌属（Ralstonia）的相对丰度。综合来看,1 mmol/L和2 mmol/L橙皮素是较适宜的灌施浓度。该研究结果为合理利用植物次级代谢产物提供了依据。     

烟草疫霉菌拮抗细菌的筛选鉴定及发酵条件优化

为了筛选对烟草疫霉菌具有拮抗作用的生防细菌菌株,本研究从烟草黑胫病病圃地采集健康烟株的根际土样,采用对峙培养法筛选得到8株对烟草黑胫病具有拮抗作用的细菌菌株,其中编号为LB-9的菌株对烟草疫霉菌的抑制作用最强且效果稳定,抑菌率为60.6%,且抑菌谱广,对其进行16S rRNA基因序列分析后将该菌株鉴定为多粘芽孢杆菌。采用单因素优化试验初步探究了多粘芽孢杆菌LB-9的最适发酵条件,明确了LB-9的最适发酵培养基、最适发酵温度、最适发酵时间和最适发酵初始pH值,对其生防制剂的开发应用具有重要意义。