黃昆鵬　董昆樂　李芳芳　田效園　姚建　吳疆　李洪臣　王曉強(qiáng)　周俊學(xué)　孫聚濤

摘要：為探究抗病嫁接對(duì)煙草根際土壤微生物多樣性的影響以及抗病增強(qiáng)的機(jī)制，為煙草嫁接抗病和篩選有益微生物提供理論基礎(chǔ)。以煙草抗病品系8306作為砧木，以中煙100和NC89作為接穗進(jìn)行嫁接，并以中煙100和NC89自根植株嫁接作為對(duì)照，利用高通量測(cè)序技術(shù)分析煙草根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明，抗病嫁接明顯改變了煙草根際土壤中細(xì)菌和真菌的群落組成，增加了細(xì)菌OTU總數(shù)和特有OTU數(shù)量，提高了α多樣性指數(shù)；降低了真菌OTU總數(shù)、特有OTU數(shù)量以及α多樣性指數(shù)。與自根植株相比，中煙100/8306和NC89/8306根際土壤微生物中酸桿菌門相對(duì)豐度增幅分別為18.60%、12.02%；擔(dān)子菌門相對(duì)豐度增幅分別為19.54%、17.24%，被孢霉門相對(duì)豐度增幅分別為97.78%、14.54%；RB41相對(duì)豐度增幅分別為28.52%、21.37%；土壤紅桿菌屬相對(duì)豐度增幅分別為1.41%、10.78%；被孢霉屬相對(duì)豐度增幅分別為91.67%、14.16%；木霉屬相對(duì)豐度增幅分別為43.30%、102.51%；毛殼菌屬相對(duì)豐度增幅分別為1.80%、29.73%；鐮刀菌屬相對(duì)豐度分別降低了15.58%、51.09%，赤霉菌屬相對(duì)豐度分別降低了76.79%、19.33%。研究表明，煙草抗病嫁接能夠明顯改變煙草根際土壤細(xì)菌和真菌群落的組成和數(shù)量，減少了病原微生物數(shù)量，增加了有益功能優(yōu)勢(shì)菌的相對(duì)豐度，有益功能優(yōu)勢(shì)菌的增加改善了根際土壤微生物環(huán)境，增加了土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)植株根系發(fā)育，這是煙株嫁接抗病性增強(qiáng)的重要原因之一。

關(guān)鍵詞：煙草；嫁接；真菌；根際土壤；多樣性；高通量測(cè)序

中圖分類號(hào)：S435.72；S572.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）20-0239-09

煙草是我國(guó)重要作物，為煙農(nóng)提供了諸多經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)，而土傳病害在國(guó)內(nèi)烤煙主產(chǎn)區(qū)危害呈加重趨勢(shì)，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。土傳病害與根際土壤微生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)，根際土壤微生態(tài)環(huán)境由植物、土壤和微生物群落組成［1-3］。土壤微生物中，細(xì)菌的數(shù)量是最多的，在維護(hù)土壤健康、拮抗土傳病害、養(yǎng)分循環(huán)等方面起到關(guān)鍵作用［4］；土壤真菌具有降解有機(jī)質(zhì)、釋放營(yíng)養(yǎng)和微量元素及調(diào)控土壤養(yǎng)分的作用，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，以及植物生長(zhǎng)過程中扮演著重要角色［5-7］。根系健康的微生物一方面可抑制植物病原菌過度繁殖，另一方面可酶解產(chǎn)生誘導(dǎo)物質(zhì)并積累大量次生抗病物質(zhì)，提高作物的抗病性，根莖通過增強(qiáng)養(yǎng)分和水分的吸收影響整體，增加內(nèi)源激素的合成，提高對(duì)惡劣環(huán)境的抗性［8-9］。有研究發(fā)現(xiàn)，嫁接能夠改變茄子、辣椒、番茄等茄科作物根系分泌物質(zhì)組成及根際微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響植株對(duì)土傳病害的抗性［10-14］。長(zhǎng)期的實(shí)踐生產(chǎn)已證實(shí)，嫁接能克服連作障礙，并且對(duì)煙草黑脛病、煙草青枯病等有較好的防治效果［15-16］。然而關(guān)于嫁接引起的煙草根際微生物相互作用和群落組合的變化卻知之甚少。

高通量測(cè)序技術(shù)不僅能檢測(cè)土壤微生物的優(yōu)勢(shì)物種，亦可檢測(cè)稀有物種及部分未知物種［14］。本研究采用嫁接技術(shù)，以土傳病害高抗煙草品系8306砧木與煙草感病品種中煙100和NC89進(jìn)行嫁接栽培，利用Illumina MiSeq高通量測(cè)序技術(shù)，分析抗病嫁接對(duì)煙草植株根際土壤微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)的影響，旨在探究煙草嫁接增強(qiáng)植株抗性的機(jī)制，并為利用嫁接技術(shù)防控?zé)煵萃羵鞑『μ峁┮欢ɡ碚撘罁?jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021年在河南省許昌市襄城縣汾陳鎮(zhèn)（33°58′11.50″N，113°32′5.82″E）進(jìn)行，供試大田土壤為黃壤，該地近年均溫14.7 ℃，日照時(shí)長(zhǎng)2 280 h，年均年降水量579 mm，平均無霜期217 d。供試煙草包括抗病品系8306、河南當(dāng)前主栽品種中煙100、河南曾經(jīng)主栽品種NC89，由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草育種實(shí)驗(yàn)室提供。在溫室中按漂浮育苗方法育苗，煙苗培育至6～7張真葉期，用于嫁接處理，嫁接方式參照文獻(xiàn)［15］。以中煙100、NC89的煙苗作接穗，以8306的煙苗作砧木，并以中煙100、NC89自根苗嫁接作對(duì)照，共設(shè)4組嫁接，嫁接編號(hào)見表1。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品采集 在煙草移栽80 d時(shí)，在試驗(yàn)田進(jìn)行樣品采集。取樣時(shí)去除地表雜物，然后將煙株整株挖起，去除主體根圍土，采用抖根法收集須根 2 mm 范圍內(nèi)的土壤［17］。

1.2.2 檢測(cè)項(xiàng)目及方法 按5點(diǎn)取樣法進(jìn)行取樣，每個(gè)處理取 5 株，收集完成后混勻并分為兩部分，一部分土壤樣品用于土壤真菌高通量測(cè)序，用 10 mL 無菌離心管裝好置于干冰保藏箱中，快速帶回實(shí)驗(yàn)室于-80 ℃超低溫冰箱保存?zhèn)溆?；另一部分土壤樣品用于化學(xué)性質(zhì)檢測(cè)，用自封袋裝好帶回實(shí)驗(yàn)室，自然陰干，研磨過篩后備用，參照文獻(xiàn)［18］中的方法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2。

1.2.3 基因組DNA的提取 樣品DNA提取由上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司完成。根據(jù) E.Z.N.A. soil DNA kit （Omega Bio-tek，Norcross，GA，U.S.）說明書進(jìn)行根際土壤微生物總 DNA 的提取，使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的提取質(zhì)量，使用NanoDrop2000 UV-Vis 分光光度計(jì)（Thermo Fisher Scientific，Wilmington，NC，United States），測(cè)定DNA 濃度和純度。

1.2.4 目的基因擴(kuò)增及 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，引物序列為ITS1F（5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′）和ITS2R（5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′）。利用凝膠回收試劑盒［AxyPrep DNA Gel Extraction Kit （Axygen Biosciences，Union City，CA，USA）］ 進(jìn)行回收產(chǎn)物純化，用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)，并用QuantusTM Fluorometer （Promega，USA） 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)，PCR 產(chǎn)物由上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司利用 HiSep 測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序。

利用軟件平臺(tái)Usearch（version 7.0）對(duì)相似度在97%條件下的操作分類單元（OTU）進(jìn)行質(zhì)控拼接和Tag聚類去嵌合體，獲得4 組 16 個(gè)樣品的 OTU 的豐度和 OTU 代表序列。由圖1可知，各不同嫁接處理樣品細(xì)菌和真菌的OTU水平的Shannon指數(shù)曲線均在測(cè)序量約為5 000條時(shí)趨于平緩，證明本次測(cè)序數(shù)據(jù)量能夠比較真實(shí)地反映土壤樣本的微生物群落。表明本研究測(cè)序深度所產(chǎn)生的測(cè)序數(shù)據(jù)可滿足后續(xù)試驗(yàn)要求。

1.3 數(shù)據(jù)分析

對(duì)原始測(cè)序序列進(jìn)行質(zhì)控、拼接、OTU 聚類并剔除嵌合體。利用[JP+1]Mothur（version v.1.30.2 ）軟件指數(shù)分析樣本的α多樣性分析，通過Ace 指數(shù)、Chao 1 指數(shù)、香農(nóng) （Shannon）指數(shù)和辛普森 （Simpson）指數(shù)反映微生物群落的豐富度和多樣性［19］。利用主坐標(biāo)分析（PCoA）法進(jìn)行β多樣性分析，PCoA是基于距離矩陣進(jìn)行降維分析，以百分比評(píng)估各坐標(biāo)軸對(duì)菌群結(jié)構(gòu)總體差異的解釋度。用 Microsoft Excel 2016和IBM Statistics SPSS 21.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和正態(tài)分布檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同嫁接處理根際土壤細(xì)菌和真菌群落 α多樣性

由表3可知，土壤細(xì)菌、真菌樣品的文庫(kù)覆蓋度分別達(dá)到了96.50%、99.50%以上，表明注釋結(jié)果反映的群落生物信息能夠代表真實(shí)環(huán)境中的微生物多樣性。通過分析得出，細(xì)菌的 α 多樣性指數(shù)明顯高于真菌的 α 多樣性，嫁接提高了細(xì)菌物種豐富度以及群落多樣性，但不具有顯著性差異。通過分析真菌的Ace 指數(shù)和Chao 1 指數(shù)可知，嫁接降低了真菌物種的豐富度以及群落多樣性。

2.2 OTU水平Venn圖分析

由圖2可知，8306作為抗病砧木對(duì)中煙100 OTU數(shù)量的影響大于對(duì)NC89 OTU數(shù)量的影響。其中由圖2-a可以看出，T1和T2的細(xì)菌OTU總數(shù)高于自根苗嫁接，其中T1特有的OTU為1 352個(gè)，CK1特有的OTU為1 283個(gè)，T2特有的OTU為 1 146 個(gè)，CK2特有的OTU為1 132個(gè)。由圖2-b可知，真菌OTU總數(shù)、特有OTU數(shù)量均低于自根苗嫁接，T1特有的OTU為435個(gè)，而CK1特有的OTU為606個(gè)；T2特有的OTU為431個(gè)，CK2特有的OTU為436個(gè)。綜合分析，嫁接增加了細(xì)菌的OTU數(shù)量及特有OTU數(shù)量，降低了真菌的OTU數(shù)量及特有OTU數(shù)量。

2.3 根際土壤微生物群落組成分析

2.3.1 基于門分類水平的微生物群體結(jié)構(gòu)分析 由圖3-a 可知，基于門分類水平分析發(fā)現(xiàn)，不同嫁接處理根際土壤中前4個(gè)優(yōu)勢(shì)菌門相對(duì)豐度累計(jì)總和為72.45%～74.93%。其中，放線菌門 （Actinobacteriota）在各嫁接處理中相對(duì)豐度占比最高 均值在25.48%～26.80%之間 各嫁接處理之間無明顯差異；其次是變形菌門 （Proteobacteria），其占比在19.61%～24.65%之間，與自根植株嫁接相比，T1、T2處理變形菌門的相對(duì)豐度分別降低了14.82%、11.02%；酸桿菌門 （Acidobacteria）分別增加了18.60%、12.02%；綠彎菌門 （Chloroflexi）分別增加了2.08%、8.16%；黏菌門（Myxococcota）分別增加了3.55%、3.92%、Methylomirabilota分別增加了118.58%、10.91%；浮霉菌門 （Planctomycetota）分別增加了42.89%、4.28%；unclassified_k__norank_d__Bacteria分別增加了38.35%、20.71%；腸桿菌門（Entotheonellaeota）分別增加了48.15%、17.71%；Latescibacterota分別增加了174.7%、79.59%；NB1-j分別增加了118.58%、10.91%；髕骨細(xì)菌門（Patescibacteria）分別降低了54.62%、30.43%；蛭弧菌（Bdellovibrionota）分別降低了7.58%、13.28%；綜合對(duì)比，嫁接煙株優(yōu)勢(shì)菌門相對(duì)豐度呈現(xiàn)共同上漲趨勢(shì)的有9種，下降趨勢(shì)的有3種。由圖3-b可知，子囊菌門（Ascomycota）相對(duì)豐度占比最高，均值在55.24%～73.37%之間，與自根植株相比，中煙100/8306和NC89/8306的相對(duì)豐度分別減少24.72%、2.59%；其次是被孢霉門（Mortierellomycota），相對(duì)豐度占比在12.71%～25.14%之間，與對(duì)照相比增幅分別為97.78%、14.54%，擔(dān)子菌門（Basidiomycota）相對(duì)豐度增幅分別為19.54%、17.24%；Aphelidiomycota 相對(duì)豐度增幅分別為242.86%、97.01%；毛霉門（Mucoromycota） 相對(duì)豐度降幅分別為93.23%、78.04%；羅茲菌門（Rozellomycota）相對(duì)豐度降幅分別為6.85%、75.58%；壺菌門（Chytridiomycota）相對(duì)豐度降幅分別為26.37%、25.41%。綜合對(duì)比，嫁接對(duì)中煙100的影響大于對(duì)NC89的影響。

2.3.2 基于屬分類水平的微生物群體結(jié)構(gòu)分析 圖4為抗病嫁接根際土壤中占比大于1.5%的優(yōu)勢(shì)菌屬以及占比小于1.5%的其他菌屬（以others表示）。如圖4-a 所示，細(xì)菌屬水平中，與自根植株相比，中煙100/8306和NC89/8306的norank_f__Vicinamibacteraceae、norank_f__norank_o__Vicinamibacterales、norank_f__Gemmatimonadaceae、RB41、norank_f__norank_o__norank_c__MB-A2-108、norank_f__norank_o__Rokubacteriales、土壤紅桿菌屬（Solirubrobacter）、norank_f__norank_o__norank_c__KD4-96、鏈霉菌屬（Streptomyces）和norank_f__norank_o__norank_c__bacteriap25 菌屬的相對(duì)豐度呈現(xiàn)相對(duì)增加的趨勢(shì)，其中RB41相對(duì)豐度增幅分別為28.52%、21.37%，而芽殖球菌屬（Blastococcus）、鏈霉菌屬（Streptomyces）、鞘脂單胞菌屬（Sphingomonas）呈現(xiàn)相對(duì)豐度降低的趨勢(shì)，嫁接煙株優(yōu)勢(shì)菌屬相對(duì)豐度呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)的有10種，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)的有3種。

由圖4-b可知，真菌屬水平中被孢霉屬（Mortierella）的相對(duì)豐度占比最高，4組處理的均值在12.53%～24.01%之間，與自根植株相比，中煙100/8306和NC89/8306被孢霉屬相對(duì)豐度增幅分別為91.67%、14.16%；木霉屬（Trichoderma）相對(duì)豐度增幅分別為43.30%、102.51%；毛殼菌屬（Chaetomium）相對(duì)豐度增幅分別為1.80%、29.73%；除上述3種菌屬外unclassified_p_Ascomycota、Solicoccozyma、unclassified_o__Hypocreales、unclassified_o__Pleosporales、Pyrenochaetopsis、unclassified_o__Agaricales 菌屬的相對(duì)豐度呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，其中unclassified_o__Agaricales增加幅度較大，相對(duì)豐度增幅分別是 6 480.00%、579.30%。相對(duì)豐度降低的菌屬有鐮刀菌屬（Fusarium），相對(duì)豐度降幅分別為15.58%、51.09%，赤霉菌屬（Gibberella），相對(duì)豐度降幅分別為76.79%、19.33%，除此之外，新赤殼屬（Neocosmospora ）、青霉屬（Penicillium）、短梗蠕孢屬（Trichocladium）、unclassified_o__Sordariales、unclassified_c__Sordariomycetes、Cercophora、Plectosphaerella的相對(duì)豐度也呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。

2.4 不同嫁接根際土壤微生物 β 多樣性分析

PCoA 基于距離矩陣進(jìn)行降維分析，以百分比評(píng)估各坐標(biāo)軸對(duì)菌群結(jié)構(gòu)總體差異的解釋度，一般PCoA1和PCoA2總和達(dá)到50%以上較好［20］。由圖 5-a 可知，T1和CK1、T2和CK2第1主成分（PC1）和第2主成分（PC2）對(duì)嫁接處理樣品差異的貢獻(xiàn)值之和分別為71.56%、 64.41%，大于50%，說明坐標(biāo)軸對(duì)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)總體解釋度較好，T1和CK1的非度量多維標(biāo)度（NMDS）分析結(jié)果為0.009，T2和CK2的NMDS分析結(jié)果為0.037，均小于0.1，說明模型模擬效果好，可靠性高。2個(gè)樣本之間距離越接近，表示樣本組成結(jié)構(gòu)相似度越高，T1與CK1之間和T2與CK2之間相比，T1、CK1 2個(gè)樣本之間距離較大，群落結(jié)構(gòu)差異也較大。由圖5-b可知，T1和CK1、T2和CK2的PC1和PC2對(duì)嫁接處理樣品差異的貢獻(xiàn)值之和分別為71.24%、51.05%，均大于50%，T1和CK1、T2和CK2的NMDS分析結(jié)果均小于0.1，模型符合數(shù)據(jù)要求。T1與CK1和T2與CK2 2個(gè)樣本之間的距離相差不大，說明嫁接對(duì)真菌群落結(jié)構(gòu)影響在2個(gè)品種之間基本一致。

2.5 不同嫁接根際土壤理化性質(zhì)與微生物群落關(guān)聯(lián)分析

冗余分析（RDA）又稱多元直接梯度分析，將對(duì)應(yīng)分析與多元回歸分析相結(jié)合，使用二維平面展示環(huán)境因子、樣品、菌群三者之間的關(guān)系。由圖6可知，不同嫁接處理根際土壤細(xì)菌（圖6-a）、真菌（圖6-b）RDA1與RDA2之和分別為55.82%、70.44%，說明排序軸能夠很好地反映環(huán)境因子與菌群之間的關(guān)系。在細(xì)菌屬水平上（圖6-a），斯皮爾曼（Spearman）相關(guān)系數(shù)顯示，土壤堿解氮含量對(duì)細(xì)菌的影響比較顯著，土壤堿解氮含量與norank_f__Vicinamibacteraceae、norank_f__norank_o__Vicinamibacterales、norank_f__norank_o__norank_c__MB-A2-108、 RB41的相對(duì)豐度呈顯著正相關(guān)，其中與RB41的R=0.562（P<0.01）；與芽殖球菌屬（Blastococcus）、土壤紅桿菌屬（Solirubrobacter）的相對(duì)豐度呈極顯著負(fù)相關(guān)，其中與土壤紅桿菌屬（Solirubrobacter）的R=-0.523（P<0.01）；土壤速效鉀含量與土壤紅桿菌屬（Solirubrobacter）（R=-0.552，P<0.01）的相對(duì)豐度呈顯著負(fù)相關(guān)。在真菌屬水平上（圖6-b），斯皮爾曼（Spearman）相關(guān)系數(shù)顯示，土壤pH值和土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)真菌屬的影響比較顯著，其中土壤pH值與被孢霉屬（Mortierella）（R=0.674，P<0.01）的相對(duì)豐度呈極顯著正相關(guān)，與赤霉菌屬（Gibberella）（R=-0.602，P<0.05）的相對(duì)豐度呈顯著負(fù)相關(guān)；土壤有機(jī)質(zhì)含量與木霉屬（Trichoderma）（R=-0.579，P<0.05）的相對(duì)豐度呈顯著負(fù)相關(guān)；土壤堿解氮含量與被孢霉屬（R=0.547，P<0.05）的相對(duì)豐度呈顯著正相關(guān)。土壤堿解氮、土壤pH值和土壤有機(jī)質(zhì)含量是影響根際微生物群落組成的重要土壤理化性質(zhì)。

3 討論

本研究結(jié)果表明，抗病嫁接明顯改變了煙株根際土壤細(xì)菌和真菌的群落結(jié)構(gòu)，其中嫁接增加了細(xì)菌OTU數(shù)量和特有OTU數(shù)量，這與劉娜等的研究結(jié)果［1］一致。嫁接后根際土壤優(yōu)勢(shì)菌門、優(yōu)勢(shì)菌屬相同，嫁接改變了優(yōu)勢(shì)菌的相對(duì)豐度，其中細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌呈現(xiàn)增加趨勢(shì)的數(shù)量大于降低的優(yōu)勢(shì)菌。煙草抗病嫁接對(duì)根際土壤細(xì)菌和真菌的α多樣性指數(shù)的改變不具有顯著性差異，但2個(gè)嫁接品種的結(jié)果與對(duì)照相比，改變趨勢(shì)相同。通過根際土壤理化性質(zhì)與微生物群落關(guān)聯(lián)分析得出，土壤堿解氮含量、土壤pH值和土壤有機(jī)質(zhì)含量是影響根際微生物群落組成的重要土壤理化性質(zhì)，這與文獻(xiàn)的研究結(jié)論［21］一致。

基于門分類水平分析，中煙100/8306和NC89/8306與自根植株相比，酸桿菌門、綠彎菌門等的相對(duì)豐度呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，敖金成等研究發(fā)現(xiàn)煙草連作種植和根腐病發(fā)病的植株根際土壤中酸桿菌門、綠彎菌門的相對(duì)豐度呈明顯降低趨勢(shì)，說明健康的根際土壤微生物中酸桿菌門、綠彎菌門具有重要作用［22］。有研究表明，綠彎菌門能夠分解纖維素，酸桿菌門可以通過降解木質(zhì)素和纖維素增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤養(yǎng)分含量［23-25］。變形菌門包含有大量的動(dòng)植物致病菌，其相對(duì)豐度的降低能夠提高土壤環(huán)境抗逆性，降低植株的病害損失［26］。擔(dān)子菌門的相對(duì)豐度提高了19.54%、17.24%，擔(dān)子菌門真菌作為土壤中主要分解者，與植物共生形成菌根，豐度的提高有利于植物生長(zhǎng)，提高植株的抵抗力，增強(qiáng)抗病性［27-28］。被孢霉門的相對(duì)豐度增幅分別為97.78%、14.54%，被孢霉門屬于真菌中的好氧型，偏好透氣性良好的土壤環(huán)境，具有分解半纖維素、纖維素和木質(zhì)素等物質(zhì)的能力，并將土壤中的糖類物質(zhì)進(jìn)行自身的生長(zhǎng)代謝，進(jìn)而增加土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量［29］?；趯俜诸愃椒治?，RB41、土壤紅桿菌屬等的相對(duì)豐度呈增加趨勢(shì)，其中RB41的相對(duì)豐度增幅分別為28.52%、21.37%。研究表明在所有生態(tài)系統(tǒng)中常見的屬中，RB41和根瘤菌、鏈霉菌通過細(xì)菌生產(chǎn)力和呼吸共同構(gòu)成了45%～57%的碳流，是碳循環(huán)的重要組成部分。土壤紅桿菌屬豐度增加有利于促進(jìn)根系發(fā)育，植株的生長(zhǎng)，提高植株得抵抗力［30］。被孢霉屬的相對(duì)豐度增幅分別為91.67%、14.16%，有研究表明在土壤中添加被孢霉可顯著增加鉀、鈣、鎂和硼等元素的含量，能夠增強(qiáng)土壤肥力［31-32］；而且其分泌的不飽和脂肪酸是土壤微生物吸收利用的重要碳源，可以改變土壤微生物生境，進(jìn)而影響土壤微生物群落組成［33］。木霉屬的相對(duì)豐度增幅分別為43.30%、102.51%，木霉菌產(chǎn)生木聚糖、低聚糖、內(nèi)肽化合物等小分子量化合物誘導(dǎo)植物產(chǎn)生防御反應(yīng)［34-35］，以空間競(jìng)爭(zhēng)、營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、重寄生、分泌抗菌物質(zhì)等途徑抑制或殺滅病原菌［36］，而且木霉菌同時(shí)具有一定促進(jìn)作物增產(chǎn)的效果，目前木霉菌被廣泛用于防治煙草黑脛?。?7-39］；毛殼菌屬的相對(duì)豐度增幅分別為1.80%、29.73%，有研究表明毛殼菌屬是一種分布非常廣泛的腐霉真菌，可以產(chǎn)生豐富的降解纖維素的酶，產(chǎn)生多種次生代謝物（如球毛殼素、毛殼素等），能夠?qū)Χ喾N病原菌起到良好的抑制作用［40-41］。鐮刀菌屬的相對(duì)豐度分別降低了15.58%、51.09%，赤霉菌屬的相對(duì)豐度分別降低了76.79%、19.33%。研究表明，鐮刀菌屬可引發(fā)多種植物患病，是土壤中常見的致病菌，在煙草作物上可引起煙草枯萎病和根腐?。?2-43］；所有的赤霉菌都是鐮刀菌的有性階段，許多赤霉菌可以引起具有破壞性的植物病害，例如小麥赤霉病、玉米穗腐病、水稻惡苗病和馬鈴薯塊莖干腐病等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上重要的糧食作物［44］，因此，鐮刀菌屬和赤霉菌屬相對(duì)豐度的降低，有利于降低植株病害的發(fā)生。

4 結(jié)論

本研究通過Illumina MiSeq對(duì)抗病嫁接烤煙根際土壤進(jìn)行宏基因組測(cè)序，探明了煙草抗病嫁接對(duì)土壤細(xì)菌、真菌群落結(jié)構(gòu)的影響，嫁接富集了酸桿菌門、綠彎菌門、黏菌門、擔(dān)子菌門、被孢霉門、RB41、土壤紅桿菌屬、被孢霉屬、木霉屬、毛殼菌屬等有益菌，其中酸桿菌門、綠彎菌門、被孢霉門、毛殼菌屬具有提高纖維素分解的能力，從而增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤養(yǎng)分含量；木霉屬、毛殼菌屬對(duì)多種病原菌具有強(qiáng)大的拮抗能力，能夠改善植株根際微環(huán)境，降低根際土壤環(huán)境中的病原菌；擔(dān)子菌門、土壤紅桿菌屬相對(duì)豐度增加有利于促進(jìn)根系發(fā)育，植株的生長(zhǎng)，提高植株自身的病害抵抗力。由此推斷，富集有益微生物，減少病原微生物的方式是嫁接植株抗性增強(qiáng)的重要機(jī)制之一。

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收稿日期：2023-01-01

基金項(xiàng)目：中國(guó)煙草總公司河南省公司重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：2021410000240021）；河南省煙草公司許昌市公司重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：2020411000240069）；河南省煙草公司平頂山市公司重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：2022.41.04.01.24.0105）。

作者簡(jiǎn)介：黃昆鵬（1994—），男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向?yàn)闊煵菘共∮N。E-mail：kph615@126.com。

通信作者：周俊學(xué)，農(nóng)藝師，從事煙草栽培、生產(chǎn)管理等研究，E-mail：910675295@qq.com；孫聚濤，博士，講師，主要從事煙草抗病育種研究，E-mail：1sjt@163.com。