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中川208烟草叶际与根际土壤细菌群落结构及其多样性

Microbial community structure and diversity of bacteria in the phyllosphere and rhizosphere of the tobacco variety Zhongchuan 208

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摘要土壤环境是决定作物叶际和根际微生物群落结构与物种组成的重要因素之一.以四川省攀枝花市米易县(红壤)和凉山州会东县(紫色土)2个典型烟区的中川208叶际和根际样品为研究对象,采用高通量测序与生物信息学分析方法,解析中川208叶际和根际细菌群落结构与物种组成差异,探讨植物和根际土壤养分对优势细菌菌群的调控作用.结果显示,根际土壤细菌群落Chao1指数和Shannon指数显著高于叶际,而叶际细菌Good's coverage指数显著高于根际土壤.Beta多样性分析表明米易县中川208叶际细菌群落组成与根际较为相似,而会东县烟草叶际与根际细菌菌群组成显著不同.物种组成上,米易县中川208根际土壤和叶际中均以变形菌门和放线菌门为主;而会东县各样本间的细菌门水平存在显著差异,根际土壤以变形菌门和放线菌门为主,老叶叶际以变形菌门为主,而新叶叶际以厚壁菌门和拟杆菌门为主.LEfSe分析结果表明,会东县和米易县中川208根际土壤和叶际的细菌群落构成在属水平上存在显著差异性,特别是细菌属假单胞菌、根瘤菌、鞘氨醇菌、泛菌、肠杆菌、拟杆菌、不动杆菌、金黄杆菌、贪噬菌和Lechevalieria的相对丰度差异显著.冗余分析结果表明,烟叶钾和总糖含量对叶际优势细菌拟杆菌、泛菌、肠杆菌、假单胞菌和不动杆菌的丰度具有显著影响(P<0.05,R2>0.6),而根际土壤的pH值和氮、磷、钾养分水平对根际优势细菌鞘氨醇菌、贪噬菌、根瘤菌、金黄杆菌等菌群丰度具有显著影响(P<0.05,R2>0.5).本研究表明会东县和米易县中川208叶际与根际细菌多样性和物种组成明显不同,这可能导致烟叶物质代谢与品质的差异性,结果为深入剖析微生物与高品质烟叶作用机理奠定了基础.(图4 表3 参50)