康超 曾維軍 鄭旋 王萬(wàn)坤 楊玲 劉忠玄 王晶
摘要:以不同地區(qū)及連作土壤為研究對(duì)象,利用Illumina MiSeq平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序,分析不同土壤細(xì)菌和真菌物種多樣性及群落組成,并結(jié)合土壤營(yíng)養(yǎng)指標(biāo),探討羊肚菌菌絲與土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)關(guān)系。結(jié)果表明,栽培地中土壤細(xì)菌多樣性高于真菌,正常生長(zhǎng)羊肚菌可提高土壤堿解氮含量和降低土壤真菌多樣性。門(mén)水平下,細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌為放線(xiàn)菌門(mén)、變形菌門(mén)、綠彎菌門(mén),真菌為子囊菌門(mén)、擔(dān)子菌門(mén)、被孢霉門(mén);屬水平下,細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬為節(jié)桿菌屬、鞘脂單胞菌屬,連作土壤中真菌優(yōu)勢(shì)屬為被孢霉屬、頭束霉屬、青霉屬;正常生長(zhǎng)土壤為被孢霉屬、羊肚菌屬、頭束霉屬。土壤全磷與節(jié)桿菌屬、被孢霉屬、頭束霉屬呈負(fù)相關(guān),與鐮刀菌屬呈正相關(guān),全鉀與頭束霉屬呈正相關(guān),各理化因子與羊肚菌屬無(wú)明顯相關(guān)性。
關(guān)鍵詞:微生物多樣性;羊肚菌;覆土層;連作
中圖分類(lèi)號(hào):S646.701文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-1302(2023)14-0221-08
土壤微生物作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成,與其他微生物種群、動(dòng)植物、環(huán)境等因素相互作用,直接或間接地參與土壤物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換等[1-2]。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和種植規(guī)模的擴(kuò)大,不同農(nóng)藝措施對(duì)土壤本底微生物造成了明顯影響[3-7]。食用菌產(chǎn)業(yè)是中國(guó)農(nóng)業(yè)的重要產(chǎn)業(yè),部分種類(lèi)(雙孢蘑菇、大球蓋菇、竹蓀等)需要覆土才能出菇,其土壤理化性質(zhì)及微生物種類(lèi)對(duì)其菌絲生長(zhǎng)、原基分化、子實(shí)體形成具有重要作用,反之食用菌又影響著土壤理化性質(zhì)、微生物群落結(jié)構(gòu)等[3,8]。研究表明,雙孢蘑菇連作可提高土壤真菌、細(xì)菌和纖維素降解菌及有機(jī)質(zhì)、pH值,放線(xiàn)菌則減少[9],在其扭結(jié)期和出菇期時(shí)添加鞘氨醇單胞菌屬、Dongia、無(wú)色桿菌屬和假單胞菌可提高雙孢蘑菇產(chǎn)量[10]。竹蓀覆土層細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌數(shù)量隨時(shí)間增加,pH值、氮、磷、鉀、酶活性及肥力也相應(yīng)變化[11],熟料栽培覆土層微生物多樣性減少[12],連作則導(dǎo)致土壤微生物數(shù)量、功能微生物數(shù)量、脲酶、過(guò)氧化氫酶、多酚氧化酶、蛋白酶等發(fā)生變化,從而影響竹蓀正常生長(zhǎng)[13]。研究表明[14],卵孢長(zhǎng)根菇在采收期時(shí),覆土層真菌數(shù)量最大,細(xì)菌呈下降趨勢(shì),而病害發(fā)生時(shí)真菌細(xì)菌豐度、土壤營(yíng)養(yǎng)元素、pH值均降低。對(duì)天麻—冬蓀輪種覆土微生物進(jìn)行研究,冬蓀菌絲可通過(guò)抑制蜜環(huán)菌生長(zhǎng),而保持土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[15]。
羊肚菌屬典型覆土食用菌,為羊肚菌科羊肚菌屬真菌[16]。2003年,外援營(yíng)養(yǎng)袋技術(shù)助推了羊肚菌商業(yè)化栽培,栽培種類(lèi)主要為梯棱羊肚菌、六妹羊肚菌和七妹羊肚菌[17]。研究表明,不同海拔地區(qū)羊肚菌根際土壤變形菌門(mén)和放線(xiàn)菌門(mén)為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群,且變形菌門(mén)與土壤含水量、養(yǎng)分和海拔呈正相關(guān),與pH值、Ca、Mg含量呈負(fù)相關(guān);放線(xiàn)菌門(mén)與Mg含量、脲酶和芳基硫酸酯酶呈正相關(guān),與Fe、Se、速效鉀、土壤脫氫酶和堿性磷酸酶呈負(fù)相關(guān)[18]。不同土層中,以10~20 cm土層細(xì)菌多樣性最高,但多數(shù)種類(lèi)豐度較低,以變形菌門(mén)、固氮菌為主[19]。熊川等對(duì)涼山州野生羊肚菌發(fā)生地土樣進(jìn)行分析,其菌塘土壤細(xì)菌多樣性指數(shù)和豐度均高于非菌塘,以Thermosporotrichaceae、黏球菌科和紅螺菌科為主要類(lèi)群[20]。Longley等研究堆肥基質(zhì)栽培紅褐羊肚菌時(shí)發(fā)現(xiàn),其分生孢子期(菌霜期)、原基、衰退3個(gè)時(shí)期,細(xì)菌以芽孢桿菌屬、擬桿菌屬為優(yōu)勢(shì)菌;原基衰退和子實(shí)體期,真菌優(yōu)勢(shì)菌分別為Gilmaniella和頭孢霉[21]。比較未栽羊肚菌、正常生長(zhǎng)、染病羊肚菌土壤真菌多樣性變化,正常栽培后微生物多樣性降低,發(fā)霉病則增加[22]。以上文獻(xiàn)主要考察不同地區(qū)野生羊肚菌、不同栽培期及病害發(fā)生是栽培羊肚菌根際微生物變化情況,關(guān)于不同地區(qū)及連作對(duì)土壤微生物多樣性研究較少。因此,本研究通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)不同栽培地羊肚菌覆土層根際及羊肚菌連作土樣微生物群落組成、多樣性等特征進(jìn)行分析,并結(jié)合土壤理化性質(zhì)變化,探討羊肚菌菌絲與根際微生物之間的相互關(guān)系,為羊肚菌高效栽培提供理論支撐。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 樣品采集
2021年12月3日,在貴州省銅仁市石阡縣和碧江區(qū)羊肚菌栽培基地分別設(shè)置樣地,標(biāo)記為石阡縣試驗(yàn)組(SQS,羊肚菌連作第2年)、碧江區(qū)試驗(yàn)組(BJS,羊肚菌種植第1年),分別以不栽培羊肚菌的土壤為對(duì)照組,標(biāo)記為石阡縣對(duì)照組(CKS)、碧江區(qū)對(duì)照組(CKB)。2022年12月13日,每個(gè)樣地隨機(jī)設(shè)置20 m×20 m樣方,采用5點(diǎn)取樣法,每個(gè)樣點(diǎn)直接鉆取5~10 cm土層并混合,將土樣過(guò)2 mm篩網(wǎng)去雜質(zhì),保存于4 ℃冰箱和-80 ℃冰箱中,用于土壤理化性質(zhì)和土壤DNA測(cè)定分析。
1.1.2 試劑
FastPfu Polymerase(TransGen,中國(guó));agArose瓊脂糖(Biowest,西班牙);AxyPrep DNA Gel Extraction Kit(Axygen,美國(guó));NEXTFLEX[KG-*5] Rapid DNA-Seq Kit建庫(kù)試劑盒(Bioo Scientific,美國(guó));MiSeq Reagent Kit v3測(cè)序試劑盒(Illumina,美國(guó))。土壤基本營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)檢測(cè)的相關(guān)試劑(分析純)均購(gòu)置于成都金山化學(xué)試劑有限公司。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.2 DNA提取和PCR擴(kuò)增
根據(jù) FastDNA[KG-*5] Spin Kit for Soil DNA抽提試劑盒(MP Biomedicals,美國(guó))說(shuō)明書(shū)逐步進(jìn)行土樣微生物群落總DNA抽提,使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的提取質(zhì)量,使用NanoDrop 2 000(Thermo Fisher Scientific,美國(guó))測(cè)定DNA濃度和純度。以提取的總DNA為模板,采用細(xì)菌通用引物338F (5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′)、806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)對(duì)16S rRNA基因V3-V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增,用真菌通用引物ITS1F(5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′)和ITS2R(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)對(duì)ITS1基因進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增程序如下:95 ℃預(yù)變性3 min;95 ℃變性30 s,55 ℃ 退火30 s,72 ℃延伸45 s,35個(gè)循環(huán);72 ℃穩(wěn)定延伸10 min,再在10 ℃進(jìn)行保存。338F-806R引物PCR反應(yīng)體系為:5×FastPfu Buffer 緩沖液 4.0 μL,2.5 mmol/L dNTPs 4.0 μL,上游引物(5 mmol/L)0.8 μL,下游引物(5 μmol/L)0.8 μL,F(xiàn)astPfu Polymerase DNA聚合酶0.4 μL,BSA 0.2 μL,模板DNA 10 ng,ddH2O補(bǔ)足至 20.0 μL。ITS1F-ITS2R引物PCR反應(yīng)體系為:10×Buffer緩沖液2.0 μL,2.5 mmol/L dNTPs? 2.0 μL,上游引物(5 μmol/L)0.8 μL,下游引物(5 μmol/L)0.8 μL,rTaq Polymerase 0.2 μL,BSA 0.2 μL,模板DNA 10 ng,ddH2O補(bǔ)足至20.0 μL。
1.2.3 Illumina Miseq測(cè)序
將同一樣本的PCR產(chǎn)物混合后使用2%瓊脂糖凝膠回收PCR產(chǎn)物,利用AxyPrep DNA Gel Extraction Kit(Axygen Biosciences,美國(guó))進(jìn)行回收產(chǎn)物純化,2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),并用QuantusTM Fluorometer(Promega,美國(guó))對(duì)回收產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)定量。使用NEXTflexTM Rapid DNA-Seq Kit(Bioo Scientific,美國(guó))進(jìn)行建庫(kù):(1)接頭鏈接;(2)使用磁珠篩選去除接頭自連片段;(3)利用PCR擴(kuò)增進(jìn)行文庫(kù)模板的富集;(4)磁珠回收PCR產(chǎn)物得到最終的文庫(kù)。利用Illumina公司的Miseq PE300平臺(tái)(Illumina,美國(guó))進(jìn)行測(cè)序。
1.2.4 土壤理化指標(biāo)測(cè)定
土壤全氮、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀、pH值分別按照NY/T 53—1987、GB/T 9837—1988、NY/T 87—1988、NY/T 1121.7—2014、NY/T 1849—2010、NY/T 1241—1999進(jìn)行測(cè)定;土壤堿解氮按照《土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)》中的堿解擴(kuò)散法[23]進(jìn)行測(cè)定。
1.3 數(shù)據(jù)處理
使用Uparse7.0.1090進(jìn)行OTU分析,聚類(lèi)方式采用USEARCH7-uparse算法,OTU序列相似度為0.97,物種分類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)為unite8.0/its_fungi,分類(lèi)置信度為0.7。使用mothur v.1.30.2計(jì)算Shannon指數(shù),并對(duì)組間Shannon指數(shù)差異進(jìn)行t檢驗(yàn)。使用R語(yǔ)言3.3.1制作群落柱形圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同土壤樣本理化性質(zhì)變化
分別在石阡縣和碧江區(qū)羊肚菌栽培基地采集土樣35份,其中,石阡縣14份,碧江區(qū)21份。石阡縣土樣為羊肚菌連作土壤,播種羊肚菌后菌絲萌發(fā)緩慢,竄土能力差,外援營(yíng)養(yǎng)袋吃料慢,污染率高;碧江區(qū)土樣為第1年羊肚菌栽培土壤,其菌絲萌發(fā)快,生長(zhǎng)旺盛,營(yíng)養(yǎng)袋吃料快,污染率低。對(duì)不同土壤理化性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果(表1)表明,石阡縣土樣全氮含量、全鉀含量、pH值高于碧江區(qū)(P<0.05),全磷、有效磷、速效鉀含量低于碧江區(qū)(P<0.05),2個(gè)樣地試驗(yàn)組與對(duì)照組差異不顯著。碧江區(qū)試驗(yàn)組堿解氮含量最高,明顯高于對(duì)照組(P<0.05),而所有樣品有機(jī)質(zhì)差異不顯著。
2.2 不同土壤樣本中細(xì)菌、真菌物種多樣性分析
對(duì)不同土壤樣品細(xì)菌和真菌DNA進(jìn)行抽提和測(cè)序,高通量分析后,獲得8 613個(gè)細(xì)菌物種OTU,屬于45個(gè)門(mén)和1 159個(gè)屬,總序列數(shù) 1 572 726 條,各樣本序列平均數(shù)38 989~49 520條,序列平均長(zhǎng)度為407 bp;獲得4 411個(gè)真菌物種OTU,屬于16個(gè)門(mén)和780個(gè)屬,總序列數(shù)2 503 140條,各樣本序列數(shù)范圍為66 151~76 349條,序列平均長(zhǎng)度為 2 391 bp(表2)。由表2可知,碧江區(qū)土樣細(xì)菌Shannon指數(shù)高于石阡縣土樣,ACE指數(shù)和Chao1指數(shù)差異不明顯;真菌Shannon指數(shù)、ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)則存在差異,碧江區(qū)對(duì)照組最高,試驗(yàn)組降低,與對(duì)照組差異明顯(P<0.05),石阡縣也低于對(duì)照組,差異不顯著;碧江區(qū)土樣ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)高于石阡縣,2個(gè)土樣試驗(yàn)組與對(duì)照組差異不明顯。結(jié)果表明,羊肚菌栽培前后細(xì)菌多樣性和真菌多樣性均降低,菌絲正常生長(zhǎng)前后真菌變化顯著,連作前后細(xì)菌和真菌多樣性變化不明顯,推測(cè)土壤中真菌多樣性與羊肚菌菌絲長(zhǎng)勢(shì)有關(guān)。
2.3 不同土壤環(huán)境中微生物物種組成
2.3.1 細(xì)菌真菌門(mén)水平下物種相對(duì)豐度
由圖1-a 可知,門(mén)水平下放線(xiàn)菌門(mén)、變形菌門(mén)、綠彎菌門(mén)、酸桿菌門(mén)為各土樣土壤優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門(mén),以放線(xiàn)菌門(mén)占比最高,其4個(gè)優(yōu)勢(shì)門(mén)類(lèi)相對(duì)豐度平均值分別為35.07%、21.83%、12.89%、11.39%,石阡縣樣地放線(xiàn)菌門(mén)豐度高于碧江區(qū)樣地,碧江區(qū)試驗(yàn)組高于對(duì)照組。由圖1-b可知,門(mén)水平下子囊菌門(mén)、擔(dān)子菌、被孢霉門(mén)為各土樣土壤優(yōu)勢(shì)真菌門(mén),以子囊菌門(mén)占比最高,其3個(gè)優(yōu)勢(shì)門(mén)類(lèi)相對(duì)豐度平均值分別為66.10%、20.62%、10.32%,石阡縣(連作土壤)子囊菌門(mén)物種豐度減少,擔(dān)子菌門(mén)、被孢霉門(mén)增加,碧江區(qū)(正常生長(zhǎng))羊肚菌樣地3個(gè)優(yōu)勢(shì)真菌門(mén)物種豐度差異不明顯。
由圖2-a可知,在細(xì)菌主要屬水平下共有35個(gè)屬相對(duì)豐度>1%,其中,石阡縣樣地節(jié)桿菌屬、鞘脂單胞菌屬、類(lèi)諾卡氏菌、Gaiella和Vicinamibacterales、Galellales中不能注釋的屬物種豐度占比較高,均>2%,以節(jié)桿菌屬占比最高,對(duì)照組和試驗(yàn)組分別達(dá)到12.33%和13.90%;碧江區(qū)樣地物種占比相對(duì)均勻,僅試驗(yàn)組節(jié)桿菌屬占比較高(3.85%)。結(jié)果表明,2個(gè)樣地中節(jié)桿菌屬物種豐度差異大,連作土壤占比大,且播種羊肚菌后,節(jié)桿菌屬占比有一定提高。由圖2-b可知,在真菌屬水平上共有33個(gè)屬相對(duì)豐度>1%,石阡縣樣地中被孢霉屬、頭束霉屬、青霉屬物種豐度占比最大,可看出栽培羊肚菌后,被孢霉屬豐度明顯增加,頭束霉屬豐度則明顯降低、青霉屬豐度變化不大,羊肚菌屬豐度差異不顯著。碧江區(qū)樣地中被孢霉屬占比較大,栽培羊肚菌后豐度有所減少;試驗(yàn)組中羊肚菌屬物種豐度占比最大(21.15%),因羊肚菌栽培第1年,故對(duì)照組未檢測(cè)出羊肚菌屬;青霉屬物種豐度無(wú)明顯變化。碧江區(qū)土樣與對(duì)照組頭束霉屬豐度較低,差異不明顯,但明顯低于石阡縣樣地。
2.3.2 不同土壤環(huán)境真菌、細(xì)菌β多樣性分析
對(duì)樣品進(jìn)行主坐標(biāo)分析(PCoA),結(jié)果(圖3)表明,4個(gè)分組細(xì)菌、真菌物種基本匯聚在一起,同樣地對(duì)照組和試驗(yàn)組物種均有交叉,表明對(duì)照組和試驗(yàn)組間物種存在相似性,但栽培羊肚菌之后,樣地中物種組成發(fā)生了變化,樣本之間物種差異變大。2個(gè)樣地細(xì)菌真菌相對(duì)獨(dú)立匯聚在一起,樣本間距離遠(yuǎn),表明2個(gè)樣地間物種組成差異大,且碧江區(qū)樣地物種多樣性差異大于石阡縣樣地。表明樣地間物種多樣性差異要大于組內(nèi)物種多樣性。
2.3.3 不同土壤環(huán)境主要真菌、細(xì)菌物種差異分析
對(duì)2個(gè)樣地土壤細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬進(jìn)行組間差異分析,結(jié)果(圖4-a)表明,不同處理間主要物種有顯著或極顯著差異(Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn),P<0.05,P<0.01),Top 10已知物種分別為節(jié)桿菌屬、芽單胞菌屬、小單孢菌屬、溶桿菌屬,其他物種暫不能注釋?zhuān)虼丝疾烨?優(yōu)勢(shì)屬物種在不同分組間的差異性。由圖4-b、圖4-d可知,石阡縣試驗(yàn)組中節(jié)桿菌屬、小單孢菌屬豐度最高,明顯高于碧江區(qū)樣地物種豐度(P<0.01),略高于對(duì)照組,但不顯著;由圖 4-c 可知,碧江區(qū)試驗(yàn)組芽單胞菌屬豐度明顯高于石阡縣樣地(P<0.01),略高于對(duì)照組,但不顯著。
對(duì)2個(gè)樣地土壤真菌優(yōu)勢(shì)屬進(jìn)行組間差異分析,結(jié)果(圖5-a)表明,不同處理間主要物種有顯著或極顯著差異(Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn),P<0.05,P<0.01),Top 10已知物種分別為被孢霉屬、頭束霉屬、羊肚菌屬、鐮刀菌屬、籃狀菌屬、毛殼屬、Gibellulopsis、Albifimbria、芽枝霉屬,1個(gè)種類(lèi)暫無(wú)明確分類(lèi)地位,因此考察前3優(yōu)勢(shì)屬物種在不同分組間的差異性,由圖5-b可知,石阡縣試驗(yàn)組中被孢霉屬豐度最高。由圖5-d可知,石阡縣對(duì)照組頭束霉屬豐度最高,兩者明顯高于碧江區(qū)樣地物種豐度(P<0.01);由圖5-c可知,碧江區(qū)試驗(yàn)組羊肚菌屬豐度明顯高于石阡縣樣地(P<0.01)。
2.4 不同土壤環(huán)境微生物群落與土壤營(yíng)養(yǎng)的相關(guān)性分析
考察土壤理化性質(zhì)與土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)關(guān)系,為確定共線(xiàn)性較小的環(huán)境因子,分別對(duì)細(xì)菌物種和真菌物種進(jìn)行方差膨脹因子(VIF)分析?;诤Y選出的主要土壤營(yíng)養(yǎng)因子進(jìn)行RDA/CCA分析,結(jié)果(圖6-a)表明,速效鉀、有效磷、堿解氮、有機(jī)質(zhì)與碧江區(qū)土樣細(xì)菌群落組成呈正相關(guān),pH值、全鉀與石阡縣土樣細(xì)菌群落組成呈正相關(guān)。速效鉀、有效磷、堿解氮、有機(jī)質(zhì)之間呈正相關(guān),與全磷、全鉀呈負(fù)相關(guān),以全鉀對(duì)石阡縣試驗(yàn)組細(xì)菌群落組成影響最大,以速效鉀、有效磷對(duì)碧江區(qū)群落組成影響最大。由圖6-b可知,全鉀、pH值與石阡縣對(duì)照組真菌群落組成呈正相關(guān),速效鉀、有效磷與碧江區(qū)試驗(yàn)組真菌群落組成呈正相關(guān),有效磷、速效鉀與全鉀、pH值之間呈負(fù)相關(guān),彼此之間呈負(fù)相關(guān),以有效磷對(duì)碧江區(qū)真菌群落組成影響最大。
2.5 不同土壤環(huán)境中土壤微生物物種與土壤營(yíng)養(yǎng)的相關(guān)性分析
由圖7可知,不同樣地中的理化性質(zhì)指標(biāo)均與相對(duì)基因豐度排名前10的細(xì)菌屬有一定相關(guān)性,其中細(xì)菌屬中速效鉀與Vicinamibacterales無(wú)法注釋的屬呈正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為48.29%,有效磷與節(jié)桿菌屬呈負(fù)相關(guān)(P<0.01)(圖7-a),真菌屬中有效磷與鐮刀菌屬、青霉屬、籃狀菌屬,全鉀與毛殼屬、頭束霉屬均呈正相關(guān)(P<0.01,P<0.05),速效鉀與毛殼屬、沙蜥屬,有效磷與被孢霉屬、頭束霉屬呈負(fù)相關(guān)(P<0.01,P<0.05)(圖7-b),其他理化性質(zhì)與物種之間無(wú)相關(guān)性或呈弱相關(guān)性。結(jié)果表明,土壤中理化性質(zhì)對(duì)物種豐度影響較小。
3 討論與結(jié)論
土壤微生物多樣性和外源微生物的種類(lèi)和數(shù)量呈正相關(guān)[7,24],本研究考察不同地區(qū)連作羊肚菌覆土層土壤,未栽培羊肚菌(對(duì)照組)和栽培羊肚菌(試驗(yàn)組)之間土壤理化性質(zhì)和細(xì)菌真菌多樣性變化情況。結(jié)果表明,碧江區(qū)試驗(yàn)組覆土層堿解氮明顯增加,可能在于正常生長(zhǎng)羊肚菌菌絲多,活力強(qiáng),可轉(zhuǎn)變土壤中氮素形態(tài),增加效養(yǎng)分含量[25-26]。比較不同樣地細(xì)菌、真菌多樣性差異,細(xì)菌多樣性高于真菌多樣性,同一樣地試驗(yàn)組和對(duì)照組細(xì)菌多樣性差異不大。碧江區(qū)樣地(正常生長(zhǎng))真菌多樣性低于對(duì)照組,可能在于連作時(shí)本底微生物及理化性質(zhì)抑制了羊肚菌菌絲生長(zhǎng),則真菌多樣性變化不大,而羊肚菌菌絲正常生長(zhǎng),成為優(yōu)勢(shì)菌群,從而抑制了本底微生多樣性,與前人研究[22,27]一致。對(duì)不同樣地土壤微生物主要屬水平物種進(jìn)行分析,石阡縣和碧江區(qū)樣地差異較大,即地域之間物種差異性大于栽培前后差異性。連作土壤中細(xì)菌主要物種為節(jié)桿菌屬,且對(duì)照組和試驗(yàn)組物種豐度分別達(dá)12.33%和13.90%。從2個(gè)樣地栽培前后看,羊肚菌栽培后節(jié)桿菌屬豐度均有一定程度的增加,表明羊肚菌栽培及連作可增加節(jié)桿菌屬豐度,且是連作過(guò)程中的代表物種[28-29]。屬水平下真菌物種主要有被孢霉屬、頭束霉屬、羊肚菌屬。針對(duì)被孢霉屬物種豐度,石阡縣樣地明顯高于碧江區(qū),前者在連作后物種豐度增加,后者則有一定降低,但不明顯。研究表明,頭束霉屬在羊肚菌原基退化時(shí)有明顯豐度[21],本研究發(fā)現(xiàn)連作土樣中該物種占比很大,對(duì)其原基分化有明顯影響,栽培結(jié)果表明石阡縣土樣在原基分化后無(wú)法正常生長(zhǎng),或衰退,或無(wú)法形成成熟子實(shí)體。Longley等發(fā)現(xiàn),在羊肚菌菌絲生長(zhǎng)和成熟時(shí)期,芽孢桿菌屬、擬桿菌屬、Gilmaniella是覆土層優(yōu)勢(shì)菌[21],本研究則未發(fā)現(xiàn)這2個(gè)種類(lèi),與文獻(xiàn)有差異。鐮刀菌被認(rèn)為是一類(lèi)重要植物病原菌類(lèi)群,具有隨著栽植代數(shù)增加而顯著增加的趨勢(shì)[27,30],本研究發(fā)現(xiàn)連作后鐮刀菌豐度與對(duì)照物種豐度差異不明顯,原因可能在于地區(qū)及土壤生態(tài)系統(tǒng)中物種的差異影響,有待進(jìn)一步研究。而栽培羊肚菌,碧江區(qū)對(duì)照組鐮刀菌屬物種豐度明顯降低,推測(cè)羊肚菌菌絲有抑制鐮刀菌屬真菌的作用,有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。
本研究通過(guò)對(duì)不同地區(qū)和連作土壤理化性質(zhì)、微生物(真菌、細(xì)菌)群落組成結(jié)構(gòu)、多樣性等特征進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)羊肚菌屬物種豐度可轉(zhuǎn)變土壤中氮素,提高堿解氮含量。不同土樣細(xì)菌多樣性高于真菌,連作土壤細(xì)菌、真菌多樣性差異不顯著,正常生長(zhǎng)羊肚菌可降低真菌多樣性。在門(mén)水平下,細(xì)菌優(yōu)勢(shì)物種為放線(xiàn)菌門(mén)、變形菌門(mén)、綠彎菌門(mén),真菌優(yōu)勢(shì)物種為子囊菌門(mén)、擔(dān)子菌門(mén)、被孢霉門(mén)。屬水平下,細(xì)菌優(yōu)勢(shì)物種為節(jié)桿菌屬、鞘脂單胞菌屬;連作土壤中真菌優(yōu)勢(shì)屬為被孢霉屬、頭束霉屬、青霉屬;碧江區(qū)樣地為被孢霉屬、羊肚菌屬、青霉屬。相關(guān)分析表明,全磷與節(jié)桿菌屬呈負(fù)相關(guān),與鐮刀菌屬呈正相關(guān),全鉀與頭束霉屬均呈正相關(guān),全磷與被孢霉屬、頭束霉屬呈負(fù)相關(guān),各理化因子與羊肚菌屬無(wú)明顯相關(guān)性。
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收稿日期:2022-10-05
基金項(xiàng)目:貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):黔科合支撐[2022]114、黔科合服企[2019]4007-6)。
作者簡(jiǎn)介:康 超(1987—),男,貴州仁懷人,碩士,高級(jí)工程師,從事食藥用菌菌種繁育及栽培技術(shù)研究。E-mail:464286916@qq.com。