3.討論

3.1 百香果不同連作年限土壤細(xì)菌多樣性

基于IlluminaMiseq高通量測(cè)序平臺(tái)，對(duì)不同連作年限百香果土壤進(jìn)行細(xì)菌16SrRNA序列V3-V4區(qū)的高通量測(cè)序，以研究百香果不同連作年限下土壤細(xì)菌群落變化，結(jié)果表明，百香果不同種植年限間土壤細(xì)菌多樣性指數(shù)差異顯著，細(xì)菌豐富度和多樣性隨著種植年限的增加均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)，其中Ace和Chao指數(shù)在種植第二年時(shí)達(dá)到最大，Shannon多樣性指數(shù)在連作第三年時(shí)達(dá)到峰值，Simpson指數(shù)在前三年逐漸降低，連作4年時(shí)與撂荒地相近。與張偉等對(duì)棉花長(zhǎng)期連作的研究結(jié)果相似，原因可能是開(kāi)墾直接改變了原生系統(tǒng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化，撂荒地開(kāi)墾后，隨著有機(jī)肥等養(yǎng)分輸入，增加了細(xì)菌的豐富度和多樣性，但長(zhǎng)時(shí)間連作后又使土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。有研究表明，施肥和耕作年限對(duì)土壤微生物有著顯著的影響，前人對(duì)苜蓿的研究也表明，苜蓿土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)和多樣性在連作10年內(nèi)呈增加趨勢(shì)，但在連作10~16年內(nèi)呈降低趨勢(shì)，與本研究表現(xiàn)出相似的趨勢(shì)。

3.2 百香果不同連作年限細(xì)菌種類組成

高通量測(cè)序結(jié)果表明，百香果種植地樣品中共鑒定細(xì)菌28門(mén)，其中變形菌門(mén)(Proteobacteria)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)、放線菌門(mén)(Actinobacteria)、綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)、浮霉菌門(mén)(Planctomycetes)是樣品中的主要優(yōu)勢(shì)門(mén)類，土壤細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌門(mén)類組成與馬鈴薯、紅薯、菠蘿、西紅柿和煙草等作為相似，其中變形菌門(mén)(Proteobacteria)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)和放線菌門(mén)(Actinobacteria)也被認(rèn)為是高通量測(cè)序下，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和其他土壤類型中最常見(jiàn)的菌門(mén)。綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)、的相對(duì)豐度隨種植年限的增加呈逐漸升高的趨勢(shì)，厚壁菌門(mén)(Firmicutes)和擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)相對(duì)豐度在前3年連作中也呈逐漸升高的趨勢(shì)，與對(duì)紅薯的研究結(jié)果相似，但與對(duì)黑胡椒(Black Pepper)、大豆和馬鈴薯等作物的研究結(jié)果相反，這可能是因?yàn)檫B作對(duì)不同作物土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響不同導(dǎo)致，以往的研究認(rèn)為，即使在相同的土壤條件下，不同植物種類和根系分泌物決定了土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。

在屬水平上，芽孢桿菌屬(Bacillus)、酸桿菌門(mén)Subgroup_6綱下未定名屬豐度隨連作年限增加而顯著增大，前者與對(duì)大豆的研究結(jié)果相似，后者與對(duì)棉花的研究結(jié)果相似。有研究認(rèn)為，芽孢桿菌屬(Bacillus)細(xì)菌可以產(chǎn)生毒素以抑制土壤內(nèi)的其他菌物和動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，一些研究認(rèn)為，芽孢桿菌屬(Bacillus)產(chǎn)生的毒素可以抑制土壤內(nèi)有害昆蟲(chóng)和病菌的生長(zhǎng)，所以作物連作時(shí)，芽孢桿菌屬(Bacillus)細(xì)菌豐度降低導(dǎo)致土傳病蟲(chóng)害增加可能是連作障礙發(fā)生的原因之一，但本研究和對(duì)大豆的研究結(jié)果表明，隨著連作年限的增長(zhǎng)，該屬細(xì)菌豐度呈顯著升高的趨勢(shì)，這也可能會(huì)因芽孢桿菌屬(Bacillus)豐度增加，其產(chǎn)生的毒素亦會(huì)對(duì)作物本身及有益菌產(chǎn)生毒害作用，從而產(chǎn)生連作障礙。

3.3不同連作年限土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)

基于樣本OUT組成及Bray-Curtis算法的主坐標(biāo)分析(PCoA)和樣本層級(jí)聚類分析結(jié)果均表明，不同連作年限樣本間細(xì)菌群落組成和結(jié)構(gòu)均存在顯著差異，而同一種植年限3個(gè)重復(fù)樣本間細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)較為相似，結(jié)果與大部分作物連作的研究得到的結(jié)論相同，即作物長(zhǎng)期連作可能會(huì)極大地影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。但，與其他作物相比，本文的研究結(jié)果中，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的相似距離并未隨著連作年限的增加而增加，而是和細(xì)菌多樣性指數(shù)的變化趨勢(shì)較為相似，即呈現(xiàn)細(xì)菌群落相似距離隨連作年限的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，其中撂荒地細(xì)菌群落與連作第三年(TT)的細(xì)菌群落相似距離最大，出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能與耕作年限有關(guān)，同時(shí)，如討論3.2中所述，雖然連作對(duì)土壤細(xì)菌整體的群落組成及結(jié)構(gòu)有顯著的影響，但因作物及物種基因型間的差異，不同作物連作對(duì)微生物種類及豐度的影響也各不相同，甚至?xí)牡较喾吹慕Y(jié)果。

4.結(jié)論

研究通過(guò)16S rRNA高通量測(cè)序研究了百香果連作土壤細(xì)菌多樣性和群落結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，百香果連作顯著影響了土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性，土壤細(xì)菌的豐富度和多樣性隨連作年限的增加表現(xiàn)為先增加后降低；變形菌門(mén)(Proteobacteria)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)和放線菌門(mén)(Actinobacteria)是百香果種植土壤中的主要優(yōu)勢(shì)菌門(mén)，連作對(duì)放線菌門(mén)(Actinobacteria)影響不顯著，綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)和厚壁菌門(mén)(Firmicutes)相對(duì)豐度隨連作年限的增加顯著升高。百香果連作對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)有顯著影響，但對(duì)細(xì)菌主要種類的影響規(guī)律與其他作物研究結(jié)果有所區(qū)別，因此，需要進(jìn)一步從更長(zhǎng)連作周期和多樣本開(kāi)展百香果連作對(duì)土壤微生物群落及百香果生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究，以探明百香果連作障礙發(fā)生機(jī)制。

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