東北地理所在大豆長期連作對土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的影響方面取得進(jìn)展
真菌是土壤微生物的重要組成部分，在土壤的生態(tài)過程中起著至關(guān)重要的作用，根據(jù)其對作物根系生長發(fā)育的影響可分為病原菌和有益菌。大豆是重要的經(jīng)濟(jì)作物和糧食作物，長期連作后影響土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性。由于病原真菌是大豆土傳病害的主要病原，所以以往關(guān)于大豆連作土壤真菌的研究多集中于特定的幾種真菌病害，對大豆連作后土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的整體變化研究較少，并且由于以往研究中方法技術(shù)的限制，只能觀察到豐度較高的真菌類群，忽略了低豐度類群，以至不能深入的了解大豆長期連作后土壤真菌群落結(jié)構(gòu)及功能類群的變化。
東北地理所土壤物質(zhì)循環(huán)學(xué)科組科研人員以大豆-玉米-小麥輪作（RS），大豆短期連作（小麥-大豆-大豆）（SS）和大豆長期連作（CS）的大豆根圍土壤為研究對象，采用qPCR及高通量測序（MiSeq）技術(shù)，探索長期連作對大豆田土壤真菌豐度、群落結(jié)構(gòu)和一些功能菌群的影響。結(jié)果表明：大豆長期連作土壤真菌豐度顯著高于大豆輪作和大豆短期連作（圖1）。大豆輪作和短期連作土壤中真菌優(yōu)勢菌門是Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota，但長期連作土壤中Basidiomycota不再是優(yōu)勢菌門（圖2）。主坐標(biāo)分析（PCoA）顯示，連作對土壤真菌群落組成和結(jié)構(gòu)影響顯著，長期連作和短期連作對土壤真菌群落影響也不同（圖3）。Lefse分析表明潛在的致病菌（Alternaria和Boeremia）在大豆短期連作中起主要作用，潛在的有益菌（Clonostachys、Metacordyceps和Metarhizium）在大豆長期連作中起主要作用（圖4）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)大豆連作后分別有10個潛在的致病菌和有益菌相對豐度發(fā)生顯著變化，大豆連作后致病菌相對豐度增加的同時有益菌相對豐度也在顯著增加（圖5）。
相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Frontiers in Microbiology上，劉杭博士和潘鳳娟副研究員為第一作者，韓曉增研究員和宋鳳斌研究員為通訊作者。研究得到了國家重點研發(fā)項目（2016YFD0200300，2016YFD0300806）和國家自然科學(xué)基金(41771327）的聯(lián)合資助。
論文信息：Liu H, Pan F, Han X, Song F, Zhang Z, Yan J and Xu Y (2019) Response of Soil Fungal Community Structure to Long-Term Continuous Soybean Cropping. Frontiers in Microbiology. 9:3316. doi: 10.3389/fmicb.2018.03316
圖1 大豆連作對真菌豐度的影響 圖2 大豆輪作和連作條件下真菌在門水平上的群落組成
圖3基于Bray（a）和Binary（b）距離矩陣大豆輪作和連作真菌群落的主坐標(biāo)分析（PCoA）
圖4大豆輪作和連作條件下真菌群落LEfSe分析進(jìn)化分枝圖
圖5 大豆連作對潛在的致病菌和有益菌相對豐度的影響
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