稻虾共作模式下稻田土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的特征

论文摘要

【目的】研究稻虾共作模式下土壤氨氧化微生物数量、群落多样性及群落结构,深入了解该模式下的土壤微生态环境的演变。【方法】试验点在湖北省荆州市长江大学农学院基地,设置稻虾共作模式(CR)与常规中稻种植模式(MR),借助荧光定量PCR技术与Illumina Miseq高通量测序平台,分析了土壤氨氧化细菌(AOB)与古菌(AOA)丰度、多样性及群落结构。【结果】与MR模式相比,CR模式显著提高了土壤硝态氮、总碳及总氮含量,对土壤p H、碱解氮及土壤碳氮比无显著影响。CR模式土壤AOA与AOB amo A基因拷贝数为3.13×10~5和7.01×10~5 copies/g干土,MR模式土壤AOA、AOB amoA基因拷贝数为1.41×10~5和3.87×10~5 copies/g干土,两个模式土壤AOB的数量均显著高于AOA,CR模式土壤AOA、AOB的数量均显著高于MR模式(P <0.05)。α群落多样性指数表明,相比MR,CR模式显著降低了土壤AOA群落多样性,对AOB群落多样性无显著影响。Venn结果分析,CR模式增加了AOA amoA基因的物种,改变了AOB amoA基因的物种组成,且AOB amoA物种数量下降。在属水平上,norank_c_environmental_samples_p_Thaumarchaeota、unclassified_k_norank_d_Archaea、norank_c_environmental_samples_p_Crenarchaeota、norank_p_environmental_samples_k_norank为AOA的优势类群,相对丰度占AOA amoA基因总序列的99.25%～99.46%,CR模式显著提高了norank_c_environmental_samples_p_Crenarchaeota在AOA群落属水平的相对丰度;unclassified_k_norank_d_Bacteria、norank_f_environmental_samples、norank_o_environmental_samples_c_Betaproteobacteria、unclassified_o_Nitrosomonadales为AOB的优势类群,相对丰度共占97.78%～98.49%,且CR模式显著增加了norank_o_environmental_samples_c_Betaproteobacteria与unclassified_o_Nitrosomonadales在AOB群落属水平的相对丰度。冗余分析(RDA)结果显示,土壤基本理化性质对于土壤AOA、AOB群落结构影响有着相似的趋势,其中对AOA、AOB群落结构影响最大的因子是硝态氮,其次分别为总碳、铵态氮、碱解氮、pH。根据RDA投影距离分析,稻虾共作模式对土壤AOA群落结构的影响大于AOB,且MR与稻虾共作模式土壤AOB的群落结构具有一定的相似度。【结论】稻虾共作模式显著降低了AOA群落多样性,而对AOB群落无显著影响;稻虾共作模式显著增加了AOA与AOB的丰度并显著影响了群落结构组成。土壤硝态氮、总碳、铵态氮、碱解氮、pH含量是导致土壤微生物数量、多样性及群落结构变化的主要原因。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王蓉,朱杰,金涛,刘章勇

关键词: 稻虾共作,氨氧化细菌,氨氧化古菌,微生物丰度,群落多样性,高通量测序

来源: 植物营养与肥料学报 2019年11期

年度: 2019

分类: 农业科技,基础科学

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学,农作物,水产和渔业

单位: 长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心,湖北省襄阳市农业科学院

基金: 国家重点研发计划项目（2017YFD0301400,2017YFD0800102）

分类号: S154.3;S511;S966.12

页码: 1887-1899

总页数: 13

文件大小: 1126K

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