宋 宇

（遼東學(xué)院，遼寧 丹東 118003）

長期以來大量施用化肥和農(nóng)藥提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，同時也造成了一系列的生態(tài)環(huán)境污染，危害農(nóng)業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展。截至目前，已通過在稻田中配施生物有機(jī)肥、微生物菌劑等起到了預(yù)防土傳病害、增加土壤肥力、凈化和修復(fù)土壤、減少化肥使用，并提高水稻產(chǎn)量和稻米安全的作用[1-5]。近些年來，將動物引進(jìn)稻田的共作模式也受到人們的廣泛關(guān)注。該模式不僅能改善土壤環(huán)境、提高養(yǎng)分循環(huán)效率，還能提高水稻的產(chǎn)量[6-7]。

根際土存在于植物根系周圍，對根系生長影響巨大[8]。根際土壤微生物是根際微生態(tài)的重要組成部分，其對環(huán)境變化非常敏感，且在根際土壤有機(jī)質(zhì)分解、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、病害防治和增強(qiáng)植物免疫力等方面發(fā)揮著重要作用[9-11]。在根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)研究方面，分析手段有了實質(zhì)性進(jìn)展，已由具有一定局限性的DGGE（變性梯度凝膠電泳）、PLFA（磷脂脂肪酸）法、CLPPs（微生物群落水平生理圖譜）[12-13]等技術(shù)發(fā)展到能全面分析微生物群落分類、系統(tǒng)發(fā)育和功能多樣性的高通量測序技術(shù)[14-16]。目前，關(guān)于稻田中引入魚、鴨、龍蝦等進(jìn)行共作種養(yǎng)模式的研究多集中在對微生物群落結(jié)構(gòu)、多樣性的影響及不同品種、不同播種期對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[7，17-18]上，而對共作稻田中根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、功能及其與水稻生長和產(chǎn)量相關(guān)性研究方面還未見報道。鑒于此，擬基于NOVAseq平臺的宏基因組測序分析施入生物有機(jī)肥的稻蟹共作稻田中根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、功能、多樣性及其與水稻生長和產(chǎn)量的相關(guān)性，以探討稻蟹共作稻田水稻促生機(jī)制，為稻田共作水稻栽培提供參考。

1 材料和方法

1.1 大田試驗設(shè)計

供試水稻品種為越光大米，試驗地點(diǎn)設(shè)在丹東市東港市北井子鎮(zhèn)蓋家壩有機(jī)種植農(nóng)場。試驗設(shè)2個處理：僅施生物有機(jī)肥（YJTCS，對照）、稻蟹共作（HXTCS）。YJTCS、HXTCS 處理中的生物有機(jī)肥相同，購自日照益康有機(jī)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司（有機(jī)質(zhì)＞50%，生物活菌數(shù)＞2 億個/g）。YJTCS、HXTCS處理均分別于2020 年3 月和7 月施入生物有機(jī)肥1.35 kg/hm2，其中HXTCS 處理于4 月末按0.5 kg/hm2投放河蟹苗，10月末收蟹。其他管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)操作。

1.2 樣品采集

在水稻成熟期，根據(jù)5 點(diǎn)采樣法采集水稻植株根際土壤，混勻后放入收集袋，置于盛有冰袋的收集盒中，迅速送至實驗室，液氮冷凍后放入-80 ℃冰箱保存。樣品送至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進(jìn)行DNA 提取和宏基因組測序。每個處理各設(shè)3 次生物學(xué)重復(fù)。同時，測量水稻根長、株高和穗長，統(tǒng)計單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量。

1.3 土壤DNA提取、宏基因組測序及分析

利用E.Z.N.A.?Soil DNA Kit（Omega Bio-tek，美國）進(jìn)行DNA 抽提，測定DNA 濃度。量取2μg DNA樣品送上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司，采用Illumina NovaSeq 高通量測序平臺進(jìn)行宏基因組測序。使用fastp[19]對read 3′端和5′端的adapter 序列進(jìn)行質(zhì)量剪切；使用基于succinct de Bruijn graphs的拼接軟件MEGAHIT[20]對優(yōu)化序列進(jìn)行拼接組裝，篩選≥300 bp 的contig 作為最終的組裝結(jié)果；使用MetaGene[12]對contig 進(jìn)行ORF 預(yù)測。選擇核酸長度≥100 bp 的基因，將其翻譯為氨基酸序列；用CDHIT[13]對預(yù)測出來的基因序列進(jìn)行聚類，每類取最長的基因作為代表序列，構(gòu)建非冗余基因集；使用SOAPaligner[14]軟件，分別將每個樣品的高質(zhì)量read與非冗余基因集進(jìn)行比對，統(tǒng)計基因在對應(yīng)樣品中的豐度信息；使用Diamond 將非冗余基因集的氨基酸序列與NR 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對[21]，并通過NR 數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的分類學(xué)信息數(shù)據(jù)庫獲得物種注釋，然后使用物種對應(yīng)的基因豐度總和計算該物種的豐度。

2 結(jié)果與分析

2.1 河蟹對稻田水稻生長和產(chǎn)量的影響

以根長、株高、穗長、單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量作為水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)來衡量水稻的生長和產(chǎn)量。如表1 所示，稻蟹共作（HXTCS）稻田的根長高于對照但差異不顯著；株高、穗長顯著低于對照（YJTCS）（P＜0.05）；單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量則顯著高于YJTCS（P＜0.05），分別提高了81.3%、11.39%。表明河蟹利于提高生物有機(jī)肥稻田的水稻產(chǎn)量。

表1 2種稻田水稻的生長和產(chǎn)量指標(biāo)Tab.1 Growth and yield indexes of rice of two paddy fields

2.2 河蟹對稻田根際土壤微生物群落組成的影響

利用Illumina NovaSeq 測序平臺對2 種稻田根際土壤樣品進(jìn)行了宏基因組測序，共獲得1 594 699個非冗余基因用于生物信息學(xué)分析。結(jié)果（圖1）顯示，2 種樣品的優(yōu)勢物種為變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、酸桿菌門（Acidobacteria）、隸屬于芽單胞菌門的一種細(xì)菌（Gemmatimonadetes_d_Bacteria）、廣古菌門（Euryarchaeota）、未分類的一種細(xì)菌 Unclassified_d_Bacteria、硝化螺旋菌門（Nitrospirae）、擬桿菌門（Bacteroidetes）和疣微菌門（Verrucomicrobia）。河蟹引入生物有機(jī)肥稻田后，在水稻的成熟期變形菌門、放線菌門和廣古菌門的相對豐度分別下降了5.71%、16.12%、51.01%，綠彎菌門、酸桿菌門、疣微菌門的相對豐度則分別增加了23.35%、41.36%、50.00%。

圖1 2種稻田根際土壤微生物門水平群落組成Fig.1 Composition of microbial community at the phyla level in rhizosphere soil of two paddy fields

2.3 河蟹對稻田根際土壤微生物α多樣性的影響

2 種稻田根際土壤微生物α 多樣性分析結(jié)果如表2 顯示，HXTCS 根際土壤中的微生物α 多樣性均低于YJTCS，Chao 指數(shù)、Ace 指數(shù)、Shannon 指數(shù)、OTU數(shù)分別較YJTCS降低了11.22%、7.54%、2.00%、15.60%。其中，Ace指數(shù)和OTU數(shù)在YJTCS、HXTCS中差異達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）。這可能和河蟹引入稻田后降低了變形菌門、放線菌門和廣古菌門的相對豐度有關(guān)。

表2 2種稻田根際土壤微生物α多樣性Tab.2 α diversity of microbes in rhizosphere soil of two paddy fields

2.4 河蟹對稻田根際土壤微生物β多樣性的影響

β多樣性分析可通過對不同微生物群落間的物種多樣性進(jìn)行比較，明確不同樣本間群落組成的相似性或差異性。常用的β多樣性分析方法有樣本層級聚類分析、PCA（主成分分析）、PCoA（主坐標(biāo)分析）等。其中，PCA 可根據(jù)樣本間距離的遠(yuǎn)近來判斷樣本結(jié)構(gòu)的差異性或相似性。HXTCS 與YJTCS根際土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)PCA 結(jié)果如圖2 所示，二者微生物群落是明顯分開的，表明2 種稻田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)差異較大。

圖2 2種稻田根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)PCA分析Fig.2 PCA analysis of microbial community structure in rhizosphere soil of two paddy fields

2.5 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與微生物群落組成和多樣性的相關(guān)性分析

水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與微生物群落組成和多樣性的Spearman 相關(guān)性分析結(jié)果見表3。由表3 可知，株高和穗長與綠彎菌門均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為-0.885 71、-0.828 57。單穗粒數(shù)與放線菌門呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為-0.942 86；單穗粒數(shù)與酸桿菌門、Gemmatimonadetes_d__Bacteria、擬桿菌門均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.828 57、0.828 57、0.885 71；單穗粒數(shù)與疣微菌門呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.942 86。千粒質(zhì)量與廣古菌門呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為-0.828 57。單穗粒數(shù)與Ace 指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為-0.885 71；單穗粒數(shù)與Chao 指數(shù)和Shannon指數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)均為-0.942 86。說明河蟹引入稻田后富集的相關(guān)物種在促進(jìn)水稻生長發(fā)育過程中發(fā)揮了重要作用。

表3 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與微生物群落組成和多樣性的相關(guān)性Tab.3 Correlation of rice growth and yield indexes with microbial community composition and diversity

續(xù)表3 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與微生物群落組成和多樣性的相關(guān)性Tab.3（Continued） Correlation of rice growth and yield indexes with microbial community composition and diversity

2.6 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與COG功能注釋的相關(guān)性分析

利用宏基因組測序，通過比對EggNOG（Evolutionary genealogy of genes：Non-supervised orthologous groups，基因進(jìn)化譜系：非監(jiān)督直系同源群）數(shù)據(jù)庫可獲得基因?qū)?yīng)的COG（Cluster of orthologous groups of proteins，蛋白質(zhì)相鄰類的聚簇）功能注釋共計273 20 個，分屬于細(xì)胞過程及信號、信息存儲和處理、代謝以及未知的功能等四大功能。其中，代謝是主要的COG 功能注釋，分類水平總豐度前20 位的代謝功能與水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行Spearman 相關(guān)性分析結(jié)果見表4。由表4 可知，根長與催化醋酸鹽轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A 呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為-0.869 66。株高與烯酰輔酶A 水合酶呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.828 57；株高與磷酸轉(zhuǎn)移酶呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.942 86。穗長與P-型ATP 酶呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.885 71。Amp依賴性合成酶和連接酶與根長、株高和穗長均呈正相關(guān)但相關(guān)性不顯著，相關(guān)系數(shù)分別為0.376 85、0.714 29、0.657 14；Amp 依賴性合成酶和連接酶與單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.942 86、-0.542 86，其中與單穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。醛氧化酶和黃嘌呤脫氫酶與單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.942 86、0.714 29，其中與單穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。乙酰乳酸合酶、磷酸轉(zhuǎn)移酶與單穗粒數(shù)均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)均為-0.828 57。糖基轉(zhuǎn)移酶與千粒質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)是-0.942 86。說明相關(guān)酶在水稻的生長發(fā)育過程中起到一定的作用。

表4 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與COG功能注釋的相關(guān)性Tab.4 Correlation of rice growth and yield indexes with COG function annotation

續(xù)表4 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與COG功能注釋的相關(guān)性Tab.4（Continued） Correlation of rice growth and yield indexes with COG function annotation

2.7 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與主要KEGG代謝通路的相關(guān)性分析

宏基因組測序結(jié)果顯示，共有159 469 9個非冗余基因注釋到KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，京都基因及基因組百科全書）的代謝通路中，共有421類代謝通路，主要代謝功能與水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)的Spearman 相關(guān)性分析結(jié)果見表5。由表5可知，根長與氨酰-tRNA 生物合成呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.811 68。株高與群體感應(yīng)在0.001 水平上呈負(fù)相關(guān)（P＜0.001），相關(guān)系數(shù)為-1.000 00。穗長與次級代謝產(chǎn)物的生物合成、雙組分系統(tǒng)和丁酸酯代謝均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.885 71、0.885 71、0.828 57；穗長與碳代謝和氧化磷酸化均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)均為0.942 86；穗長與糖酵解/糖異生在0.001 水平上呈正相關(guān)（P＜0.001），相關(guān)系數(shù)達(dá)到1.000 00；穗長與氨酰-tRNA 生物合成呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為-0.828 57。單穗粒數(shù)與氨基酸的生物合成、原核微生物的碳固定和甲烷代謝均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為-0.828 57、-0.885 71、-0.828 57；單穗粒數(shù)與丙酮酸代謝呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為-0.942 86。千粒質(zhì)量與群體感應(yīng)、氨酰-tRNA 生物合成均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.828 57、0.885 71；千粒質(zhì)量與乙醛酸和二羧酸的代謝呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.942 86；千粒質(zhì)量與糖酵解/糖異生和甲烷代謝均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為-0.885 71、-0.771 43。說明代謝通路在促進(jìn)水稻產(chǎn)量提升方面發(fā)揮著重要作用。

表5 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與主要KEGG代謝通路的相關(guān)性Tab.5 Correlation of rice growth and yield indexes with main KEGG metabolic pathway

2.8 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與碳水化合物活性酶相關(guān)性分析

CAZy（Carbohydrate-active enzymes database）是碳水化合物活性酶專業(yè)數(shù)據(jù)庫，其包括能催化碳水化合物降解、修飾，以及生物合成的相關(guān)酶系家族。包含5 個主要分類：糖苷水解酶（Glycoside hydrolase）、糖基轉(zhuǎn)移酶（Glycosyltransferase）、多糖裂解酶（Polysaccharide lyase）、碳水化合物酯酶（Carbohydrate esterase）和氧化還原酶（Auxiliary activity）。此外，還包含與碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域（Carbohydrate-binding module）。水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與碳水化合物活性酶的Spearman 相關(guān)性分析結(jié)果見表6。由表6 可知，株高與與碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.942 86；單穗粒數(shù)與糖基轉(zhuǎn)移酶呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.885 71；千粒質(zhì)量與與碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為-0.942 86。

表6 水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與碳水化合物活性酶的相關(guān)性Tab.6 Correlation of rice growth and yield indexes with carbohydrate-active enzymes

3 結(jié)論與討論

3.1 稻蟹共作稻田根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與水稻生長和產(chǎn)量的關(guān)系

水稻可以通過特異根際微生物提高對有機(jī)氮源的利用效率，進(jìn)而促進(jìn)水稻生長[22]。本研究宏基因組測序結(jié)果表明，河蟹引入生物有機(jī)肥稻田后綠彎菌門、酸桿菌門和疣微菌門相對豐度提升，變形菌門、放線菌門和廣古菌門的相對豐度下降，進(jìn)而造成根際土壤微生物α多樣性下降和較大的群落結(jié)構(gòu)差異。有研究認(rèn)為，綠彎菌門可參與硝化作用中亞硝酸根離子的氧化，促進(jìn)農(nóng)作物對氮素營養(yǎng)的吸收和產(chǎn)量的提升[23]。酸桿菌門具有光合能力，同時具有可參與鐵循環(huán)和單碳化合物代謝及降解植物殘體的功能[24]。ZHAO 等[25]的研究認(rèn)為，水體中的疣微菌門與碳源利用呈正相關(guān)。本研究中，水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與微生物群落組成的相關(guān)性結(jié)果顯示，綠彎菌門與單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均呈正相關(guān)，與株高和穗長均呈顯著負(fù)相關(guān)，說明根際土壤富集綠彎菌門有助于水稻產(chǎn)量的提升，這與FAN 等[26]的研究結(jié)果一致。單穗粒數(shù)與酸桿菌門和疣微菌門呈顯著或極顯著正相關(guān)，而與α 多樣性指數(shù)（Chao指數(shù)、Ace 指數(shù)和Shannon 指數(shù)）呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），推測稻蟹共作稻田的水稻產(chǎn)量提升可能和綠彎菌門、酸桿菌門和疣微菌門相對豐度提升有關(guān)，但需進(jìn)一步研究證實。

3.2 稻蟹共作稻田根際土壤微生物COG功能注釋與水稻生長和產(chǎn)量的關(guān)系

Amp 依賴性合成酶和連接酶是維持木質(zhì)素和類黃酮等植物苯丙素類生物合成代謝的一系列重要酶類，是植物正常生長的必需酶類[27]。P-型ATP酶是一類廣泛存在于生物體內(nèi)并可通過ATP 降解驅(qū)動的陽離子泵[28]。醛氧化酶和黃嘌呤脫氫酶都屬于鉬酶。醛氧化酶可氧化醛類物質(zhì)和將含氮雜環(huán)物質(zhì)羥基化，在機(jī)體代謝過程中起重要作用。黃嘌呤脫氫酶廣泛分布在細(xì)菌、真核生物和古細(xì)菌中，可催化黃嘌呤和次黃嘌呤生成酰脲類物質(zhì)，且與氮同化、激素代謝等過程相關(guān)[29]。水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)與COG 功能注釋的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，Amp依賴性合成酶和連接酶與根長、株高和穗長均呈正相關(guān)但與單穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明該酶促進(jìn)水稻生長但不利于產(chǎn)量提升。P-型ATP 酶與穗長呈顯著正相關(guān)，與單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均呈負(fù)相關(guān)，說明P-型ATP酶同樣能促進(jìn)水稻生長，但不利于產(chǎn)量提升。醛氧化酶和黃嘌呤脫氫酶均與單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量呈正相關(guān)，且與單穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，說明2 種酶均有助于水稻產(chǎn)量增加。磷酸轉(zhuǎn)移酶與株高呈極顯著正相關(guān)而與單穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，表明該酶對水稻生長有利。

3.3 稻蟹共作稻田根際土壤微生物的KEGG代謝通路與水稻生長和產(chǎn)量的關(guān)系

氨酰-tRNA 具有將氨基酸運(yùn)轉(zhuǎn)到核糖體合成蛋白質(zhì)的功能。廣泛存在于革蘭氏陰陽性細(xì)菌中的群體感應(yīng)系統(tǒng)是細(xì)菌種內(nèi)、種間及細(xì)菌與宿主間信息交流的重要途徑，可調(diào)控細(xì)菌許多重要的生理功能[30]。有研究認(rèn)為，微生物在脅迫條件下乙醛酸和二羧酸的代謝產(chǎn)物會增加[31]；碳代謝和氧化磷酸化代謝是淹水條件下稻田土壤微生物的主要代謝過程，可在代謝過程中產(chǎn)生能量[32]；糖酵解是微生物最古老的一種在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行的獲能方式。本研究中，水稻的生長和產(chǎn)量指標(biāo)與主要KEGG代謝通路的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，氨酰-tRNA生物合成與根長和千粒質(zhì)量均呈顯著正相關(guān)，與穗長呈顯著負(fù)相關(guān)，表明氨酰-tRNA 生物合成利于根長和千粒質(zhì)量的增加，但不利于穗長增加。群體感應(yīng)與株高在0.001 水平上呈負(fù)相關(guān)，與千粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，表明群體感應(yīng)不利于株高增加，而利于千粒質(zhì)量增加，有助于提升水稻產(chǎn)量。乙醛酸和二羧酸的代謝與千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，表明其代謝產(chǎn)物有助于水稻產(chǎn)量提升。碳代謝、氧化磷酸化和糖酵解均與穗長呈正相關(guān)而與單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)，表明能量代謝雖能提高穗長，但不利于產(chǎn)量提升。

3.4 稻蟹共作稻田根際土壤微生物的碳水化合物活性酶與水稻生長和產(chǎn)量的關(guān)系

與碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域可將酶連接到聚合物表面并增加基質(zhì)的局部濃度，從而導(dǎo)致更有效的催化作用[33]。糖基轉(zhuǎn)移酶催化生物體內(nèi)糖的活化，使它們能夠與不同的受體分子（如蛋白質(zhì)、核酸和低聚糖）連接，因此，糖基轉(zhuǎn)移酶可以表現(xiàn)出與任何酶類的底物和產(chǎn)物相關(guān)的最大化學(xué)多樣性[34]。本研究中，水稻的生長和產(chǎn)量指標(biāo)與碳水化合物活性酶相關(guān)性分析結(jié)果表明，與碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域與株高呈極顯著正相關(guān)，與千粒質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明該結(jié)構(gòu)域有利于株高提升，但不利于千粒質(zhì)量提升。單穗粒數(shù)與糖基轉(zhuǎn)移酶呈顯著正相關(guān)，表明該酶有利于單穗粒數(shù)提升，從而可能有助于產(chǎn)量增加。

綜上，河蟹引入生物有機(jī)肥稻田后沒有促進(jìn)株高和穗長的增長，但顯著提升了水稻的單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，進(jìn)而有助于提高產(chǎn)量。宏基因組測序技術(shù)分析結(jié)果表明，水稻生長和產(chǎn)量指標(biāo)的變化與根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的變化都有一定相關(guān)性。