東北地理所在大豆長(zhǎng)期連作對(duì)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(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，根據(jù)其對(duì)作物根系生長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)期連作（CS）的大豆根圍土壤為研究對(duì)象，采用qPCR及高通量測(cè)序（MiSeq）技術(shù)，探索長(zhǎng)期連作對(duì)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(zhǎng)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(shì)菌門是Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota，但長(zhǎng)期連作土壤中Basidiomycota不再是優(yōu)勢(shì)菌門（圖2）。主坐標(biāo)分析（PCoA）顯示，連作對(duì)土壤真菌群落組成和結(jié)構(gòu)影響顯著，長(zhǎng)期連作和短期連作對(duì)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(zhǎng)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(gè)潛在的致病菌和有益菌相對(duì)豐度發(fā)生顯著變化，大豆連作后致病菌相對(duì)豐度增加的同時(shí)有益菌相對(duì)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2016YFD0200300，2016YFD0300806）和國(guó)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(duì)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(duì)潛在的致病菌和有益菌相對(duì)豐度的影響
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