中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (29): 65-74.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0062
刘仟龙1(), 刘瑞华1,2, 李刚1, 修伟明1, 杨殿林1, 刘红梅1(
), 赵建宁1(
)
收稿日期:
2024-01-12
修回日期:
2024-07-21
出版日期:
2024-10-15
发布日期:
2024-10-14
通讯作者:
作者简介:
刘仟龙,男,2000年出生,湖南邵阳人,硕士研究生,研究方向:农业面源污染与生态治理。通信地址:300191 天津市南开区复康路31号 农业农村部环境保护科研监测所,Tel:022-23611820,E-mail:806621205@qq.com。
基金资助:
LIU Qianlong1(), LIU Ruihua1,2, LI Gang1, XIU Weiming1, YANG Dianlin1, LIU Hongmei1(
), ZHAO Jianning1(
)
Received:
2024-01-12
Revised:
2024-07-21
Published:
2024-10-15
Online:
2024-10-14
摘要:
为评估转基因玉米连续种植对土壤丛枝菌根真菌群落结构的影响,以转基因玉米DBN9936和其受体玉米DBN318为材料,采用PCR-DGGE技术和PLFA技术分析土壤AM真菌群落结构特征。结果表明:在相同的种植年份和地点下,转基因和非转基因玉米的土壤AM真菌群落结构表现出较高的相似性,其香农-威纳指数、Pielou均匀度指数和丰富度均未出现显著性差异,且优势属均为Clomus(球囊霉属)。聚类分析结果显示,同一种植地点下的2种玉米土壤中AM真菌群落的相似度大多在0.60以上,而不同地点的群落相似度均小于0.60;同时,不同种植地点的两种玉米非常清晰的分布在聚类图的上下两侧,说明土壤AM真菌群落结构受种植地点影响较大,而转基因本身对其影响较为微弱。系统发育分析结果表明,不同地点下种植的两种玉米的特有条带在系统发育树上聚类在不同的类群。土壤微生物PLFA含量结果显示,转基因玉米DBN9936的种植对土壤微生物的总PLFA含量均未产生显著影响,各微生物类群的相对丰度差异也较小;而在不同种植地点下两种玉米土壤微生物的总PLFA含量均有显著性差异,且各微生物类群的相对丰度差异较大。综上,转基因玉米DBN9936较之对应的非转基因玉米对土壤AM真菌群落结构和PLFA含量无显著影响,但不同种植地点之间存在差异。
刘仟龙, 刘瑞华, 李刚, 修伟明, 杨殿林, 刘红梅, 赵建宁. 转基因玉米连续种植对土壤丛枝菌根真菌群落的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(29): 65-74.
LIU Qianlong, LIU Ruihua, LI Gang, XIU Weiming, YANG Dianlin, LIU Hongmei, ZHAO Jianning. Effects of Continuous Planting of Transgenic Maize on Community of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Soil[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(29): 65-74.
巢式PCR | 引物 | 引物序列(5′-3′) | 反应条件 |
---|---|---|---|
第一步 | AML1 | ATCAACTTTCGATGGTAGGATAGA | 94℃ 3 min;94℃ 30 s,50℃ 30 s, 72℃ 45 s,35个循环;72℃ 7 min |
AML2 | GAACCCAAACACTTTGGTTTCC | ||
第二步 | NS31 | GC-CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGGCA CGGGGGGTTGGA | 94℃ 3 min;94℃ 30 s,50℃ 30 s, 72℃ 45 s,35个循环;72℃ 7 min |
G101 | GGGCAA GTCTGGTGCC GCC TGC TTT AAA CAC TCT A |
巢式PCR | 引物 | 引物序列(5′-3′) | 反应条件 |
---|---|---|---|
第一步 | AML1 | ATCAACTTTCGATGGTAGGATAGA | 94℃ 3 min;94℃ 30 s,50℃ 30 s, 72℃ 45 s,35个循环;72℃ 7 min |
AML2 | GAACCCAAACACTTTGGTTTCC | ||
第二步 | NS31 | GC-CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGGCA CGGGGGGTTGGA | 94℃ 3 min;94℃ 30 s,50℃ 30 s, 72℃ 45 s,35个循环;72℃ 7 min |
G101 | GGGCAA GTCTGGTGCC GCC TGC TTT AAA CAC TCT A |
微生物类群 | 磷脂脂肪酸标记 |
---|---|
细菌 | i14:0,14:0,i15:0,a15:0,15:0,i16:0,16:0,16:1ω7c,i17:0,a17:0,17:0,cy17:0,18:1ω7,i19:0,a19:0,19:0,cy19:0 |
革兰氏阳性细菌 | i14:0,i15:0,a15:0,i16:0,i17:0,a17:0 |
革兰氏阴性细菌 | 16:1ω7c,16:1ω9c,cyc17:0,17:1ω8c,18:1ω7c,cyc19:0 |
真菌 | 16:1ω5c,18:1ω9c,18:2ω6c,18:3ω6c |
AM真菌 | 16:1ω5c,18:1ω7 |
厌氧菌 | A17:0,i17:0 |
微生物类群 | 磷脂脂肪酸标记 |
---|---|
细菌 | i14:0,14:0,i15:0,a15:0,15:0,i16:0,16:0,16:1ω7c,i17:0,a17:0,17:0,cy17:0,18:1ω7,i19:0,a19:0,19:0,cy19:0 |
革兰氏阳性细菌 | i14:0,i15:0,a15:0,i16:0,i17:0,a17:0 |
革兰氏阴性细菌 | 16:1ω7c,16:1ω9c,cyc17:0,17:1ω8c,18:1ω7c,cyc19:0 |
真菌 | 16:1ω5c,18:1ω9c,18:2ω6c,18:3ω6c |
AM真菌 | 16:1ω5c,18:1ω7 |
厌氧菌 | A17:0,i17:0 |
条带 编号 | GeneBank 登录号 | 同源性最高的菌株 | 相似度/% |
---|---|---|---|
1 | JQ218148.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
2 | KX809136.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 99 |
3 | KY979384.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
6 | KM365412.1 | Uncultured Glomeraceae clone | 100 |
7 | KC579419.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
8 | KY232438.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
9 | LN906586.1 | Uncultured Archaeospora clone | 99 |
10 | KU168035.1 | Uncultured Claroideoglomu | 100 |
12 | LT856617.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 99 |
13 | LT856616.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 100 |
14 | EU332725.1 | Uncultured Paraglomus clone | 98 |
15 | GQ140597.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
16 | KC588997.1 | Uncultured Glomus clone | 98 |
17 | JN559802.1 | Uncultured Glomus clone | 98 |
18 | MG835506.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
19 | KY979290.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
20 | KM085113.1 | Uncultured Archaeospora clone | 97 |
21 | KY979289.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
22 | KY232529.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
23 | HE613489.1 | Uncultured Paraglomus clone | 99 |
24 | KU668988.1 | Uncultured Claroideoglomu | 99 |
条带 编号 | GeneBank 登录号 | 同源性最高的菌株 | 相似度/% |
---|---|---|---|
1 | JQ218148.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
2 | KX809136.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 99 |
3 | KY979384.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
6 | KM365412.1 | Uncultured Glomeraceae clone | 100 |
7 | KC579419.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
8 | KY232438.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
9 | LN906586.1 | Uncultured Archaeospora clone | 99 |
10 | KU168035.1 | Uncultured Claroideoglomu | 100 |
12 | LT856617.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 99 |
13 | LT856616.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 100 |
14 | EU332725.1 | Uncultured Paraglomus clone | 98 |
15 | GQ140597.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
16 | KC588997.1 | Uncultured Glomus clone | 98 |
17 | JN559802.1 | Uncultured Glomus clone | 98 |
18 | MG835506.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
19 | KY979290.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
20 | KM085113.1 | Uncultured Archaeospora clone | 97 |
21 | KY979289.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
22 | KY232529.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
23 | HE613489.1 | Uncultured Paraglomus clone | 99 |
24 | KU668988.1 | Uncultured Claroideoglomu | 99 |
条带 编号 | GeneBank 登录号 | 同源性最高的菌株 | 相似度/% |
---|---|---|---|
1 | KY979378.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
2 | KY232438.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
3 | KY979384.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
4 | KX154256.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 100 |
5 | KY173792.1 | Uncultured Glomus clone | 97 |
6 | KY232420.1 | Uncultured Glomus clone | 98 |
7 | LN621194.1 | Uncultured Claroideoglomus | 100 |
8 | MG835539.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 100 |
9 | KU361755.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
10 | KU668988.1 | Uncultured Claroideoglomus | 100 |
11 | KY232471.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
12 | MF567532.1 | Uncultured Glomeromycotina clone | 99 |
13 | HG425740.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
14 | KX462871.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 99 |
15 | KF601851.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
16 | KT238942.1 | Uncultured Glomeromycotina clone | 100 |
17 | KY979306.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
18 | KY232617.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
19 | MF567532.1 | Uncultured Glomeromycotina clone | 100 |
20 | LT672514.1 | Uncultured Claroideoglomus | 99 |
21 | KY232529.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
条带 编号 | GeneBank 登录号 | 同源性最高的菌株 | 相似度/% |
---|---|---|---|
1 | KY979378.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
2 | KY232438.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
3 | KY979384.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
4 | KX154256.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 100 |
5 | KY173792.1 | Uncultured Glomus clone | 97 |
6 | KY232420.1 | Uncultured Glomus clone | 98 |
7 | LN621194.1 | Uncultured Claroideoglomus | 100 |
8 | MG835539.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 100 |
9 | KU361755.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
10 | KU668988.1 | Uncultured Claroideoglomus | 100 |
11 | KY232471.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
12 | MF567532.1 | Uncultured Glomeromycotina clone | 99 |
13 | HG425740.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
14 | KX462871.1 | Uncultured Rhizophagus clone | 99 |
15 | KF601851.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
16 | KT238942.1 | Uncultured Glomeromycotina clone | 100 |
17 | KY979306.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
18 | KY232617.1 | Uncultured Glomus clone | 99 |
19 | MF567532.1 | Uncultured Glomeromycotina clone | 100 |
20 | LT672514.1 | Uncultured Claroideoglomus | 99 |
21 | KY232529.1 | Uncultured Glomus clone | 100 |
种植年份 | 种植地点 | 品种 | 香农-威纳指数(H') | 丰富度(S) | 均匀度指数(J) |
---|---|---|---|---|---|
2016年 | 河北省 | DBN9936 | 2.94±0.12Aa | 21.67±1.53Aa | 0.96±0.02Aa |
DBN318 | 2.94±0.12Aa | 21.67±1.53Aa | 0.96±0.02Aa | ||
吉林省 | DBN9936 | 2.83±0.14Aa | 20.67±2.08Aa | 0.94±0.02Aa | |
DBN318 | 2.83±0.14Aa | 20.67±2.08Aa | 0.94±0.02Aa | ||
2017年 | 河北省 | DBN9936 | 3.23±0.02Ab | 29.33±0.58Ab | 0.95±0.01Aa |
DBN318 | 3.10±0.11Ab | 26.33±2.31Ab | 0.95±0.01Aa | ||
吉林省 | DBN9936 | 3.33±0.10Aa | 31.67±2.08Aa | 0.96±0.10Aa | |
DBN318 | 3.28±0.11Aa | 30.33±2.31Aa | 0.96±0.01Aa |
种植年份 | 种植地点 | 品种 | 香农-威纳指数(H') | 丰富度(S) | 均匀度指数(J) |
---|---|---|---|---|---|
2016年 | 河北省 | DBN9936 | 2.94±0.12Aa | 21.67±1.53Aa | 0.96±0.02Aa |
DBN318 | 2.94±0.12Aa | 21.67±1.53Aa | 0.96±0.02Aa | ||
吉林省 | DBN9936 | 2.83±0.14Aa | 20.67±2.08Aa | 0.94±0.02Aa | |
DBN318 | 2.83±0.14Aa | 20.67±2.08Aa | 0.94±0.02Aa | ||
2017年 | 河北省 | DBN9936 | 3.23±0.02Ab | 29.33±0.58Ab | 0.95±0.01Aa |
DBN318 | 3.10±0.11Ab | 26.33±2.31Ab | 0.95±0.01Aa | ||
吉林省 | DBN9936 | 3.33±0.10Aa | 31.67±2.08Aa | 0.96±0.10Aa | |
DBN318 | 3.28±0.11Aa | 30.33±2.31Aa | 0.96±0.01Aa |
种植地点 | 品种 | 2016年总PLFA含量/(nmol/g) | 2017年总PLFA含量/(nmol/g) |
---|---|---|---|
河北省 | DBN9936 | 45.19±2.93Ab | 45.27±3.02Ab |
DBN318 | 48.13±3.46Ab | 44.13±4.01Ab | |
吉林省 | DBN9936 | 55.59±3.44Aa | 63.16±6.42Aa |
DBN318 | 59.42±3.65Aa | 55.14±3.75Aa |
种植地点 | 品种 | 2016年总PLFA含量/(nmol/g) | 2017年总PLFA含量/(nmol/g) |
---|---|---|---|
河北省 | DBN9936 | 45.19±2.93Ab | 45.27±3.02Ab |
DBN318 | 48.13±3.46Ab | 44.13±4.01Ab | |
吉林省 | DBN9936 | 55.59±3.44Aa | 63.16±6.42Aa |
DBN318 | 59.42±3.65Aa | 55.14±3.75Aa |
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