大蒜根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb19020043

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (13): 145-153.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb19020043

所属专题：园艺

大蒜根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性分析

谢玉清¹, 茆军², 王玮¹, 张志东¹, 朱静¹, 顾美英¹, 唐琦勇¹, 宋素琴¹, 黄伟¹, 王博¹, 张丽娟¹()

¹ 新疆农业科学院微生物应用研究所/新疆特殊环境微生物重点实验室,乌鲁木齐 830091
² 新疆农业科学院生物质能源研究所,乌鲁木齐 830091

收稿日期:2019-02-22 修回日期:2019-05-28 出版日期:2020-05-05 发布日期:2020-04-16
通讯作者: 张丽娟
作者简介:谢玉清,女,1976年出生,新疆吉木萨尔人,副研究员,硕士研究生,主要从事新疆特殊环境微生物资源的研究,近年主要从事土壤微生态和作物病原菌的研究。通信地址：830091 新疆乌鲁木齐沙依巴克区南昌路403号新疆农业科学院,E-mail：xyamail@sohu.com。
基金资助:
国家自然科学基金“耐辐射异球菌冷激蛋白基因对拟南芥抗逆性影响及其分子机理研究”(31560023);新疆农业科学院农业科技自主创新能力建设专项“青枯病拮抗菌的筛选、鉴定及其活性物质的初步分析”(xjnkq-2018010)

Structures and Biodiversity of Fungal Communities in Rhizosphere Soil of Root Rot Diseased Garlic

Xie Yuqing¹, Mao Jun², Wang Wei¹, Zhang Zhidong¹, Zhu Jing¹, Gu Meiying¹, Tang Qiyong¹, Song Suqin¹, Huang Wei¹, Wang Bo¹, Zhang Lijuan¹()

¹ Institute of Microbiology, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences/ Xinjiang Key Laboratory of Special Environmental Microbiology, Urumqi 830091
² Bioenergy Research Institute, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091

Received:2019-02-22 Revised:2019-05-28 Online:2020-05-05 Published:2020-04-16
Contact: Lijuan Zhang

摘要/Abstract

摘要：

研究旨在解析根腐病发生时大蒜根际土壤真菌群落结构,明确大蒜根腐病与根际土壤真菌群落多样性变化的关系,探明根腐病发生的微生态机制,为病害的防控提供理论基础。以新疆连续3年的大蒜根腐病发病田的根际土壤为研究对象,采用高通量测序方法对大蒜根际土壤总DNA的真菌ITS区序列进行大规模测序分析。结果表明,与健康对照相比,在门的水平上,子囊菌门和接合菌门真菌是大蒜根腐病根际土壤的优势真菌类群,其中高水平的子囊菌门菌群与病害发生有着密切的关系。在属的水平上,注释获得137个属,其中19个属与大蒜根腐病有较大的相关性。镰刀菌属真菌数量在病土中高于健康对照。随着连作年限的延续,根腐病的发生愈发严重,土壤中真菌群落的Shannon指数、Simpson指数、真菌属的数量逐年降低,大蒜根腐病的发生与植株根际真菌群落组成及多样性密切相关,土壤真菌类群的平衡和多样性改变是根腐病发生的一大诱因。

关键词: 大蒜, 根腐病, 高通量测序, 根际土壤, 微生物多样性

Abstract:

The aim is to investigate the difference in structure and biodiversity of rhizosphere fungi communities when root rot occurs, clarify the relationship between garlic root rot and the diversity change of rhizosphere soil fungus community, explore the microecological mechanism of root rot occurrence, and provide a theoretical basis for the prevention and control of the disease. High-throughput sequencing method was used to analyze the fungal ITS region sequences of the total DNA of garlic rhizosphere soil in the fields affected by garlic root rot for 3 consecutive years in Xinjiang. The results showed that Ascomycota and Zygomycota were the main phyla in rhizosphere soil of diseased garlic, and the high levels of Ascomycota were closely related to the occurrence of garlic root rot disease. Totally 137 genera were found by annotation, of which 19 genera had great correlation with garlic root rot. The abundance of Fusarium spp. in rhizosphere soil of diseased plants was significantly higher than that of healthy plants. With the increase of the onset time, the number and biodiversity of fungi decreased year by year. Garlic root rot disease is closely related to the structure and diversity of rhizosphere fungi community, and the change of the balance and diversity of soil fungi is a major cause of root rot.

Key words: garlic, root rot disease, high-throughput sequencing, rhizosphere soil, microbial diversity

中图分类号:

Q939.96

谢玉清, 茆军, 王玮, 张志东, 朱静, 顾美英, 唐琦勇, 宋素琴, 黄伟, 王博, 张丽娟. 大蒜根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(13): 145-153.

Xie Yuqing, Mao Jun, Wang Wei, Zhang Zhidong, Zhu Jing, Gu Meiying, Tang Qiyong, Song Suqin, Huang Wei, Wang Bo, Zhang Lijuan. Structures and Biodiversity of Fungal Communities in Rhizosphere Soil of Root Rot Diseased Garlic[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(13): 145-153.

图/表 11

参考文献 29

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样品编号	物种数	物种多样性	物种均匀度	物种丰度	测序深度	系统发育多样性
J1	559	5.968	0.965	593.628	0.999	205.432
J2	463	6.510	0.977	489.562	0.999	191.735
J3	525	4.976	0.928	571.500	0.998	199.376
J4	361	5.750	0.957	396.467	0.999	172.652
J5	418	3.788	0.81	452.628	0.999	196.448
J6	245	1.456	0.284	265.523	0.999	120.483
B2	422	6.165	0.972	452.611	0.999	169.594
B3	419	4.012	0.823	474.338	0.998	163.221
B4	349	5.639	0.956	359.014	0.999	154.986
B5	286	3.042	0.65	324.936	0.999	137.946
B6	248	3.051	0.623	274.000	0.999	132.064
J（健康组）	429	4.741	0.820	461.551	0.999	181.021
B（病害组）	345	4.382	0.805	376.980	0.999	151.562

样品编号	物种数	物种多样性	物种均匀度	物种丰度	测序深度	系统发育多样性
J1	559	5.968	0.965	593.628	0.999	205.432
J2	463	6.510	0.977	489.562	0.999	191.735
J3	525	4.976	0.928	571.500	0.998	199.376
J4	361	5.750	0.957	396.467	0.999	172.652
J5	418	3.788	0.81	452.628	0.999	196.448
J6	245	1.456	0.284	265.523	0.999	120.483
B2	422	6.165	0.972	452.611	0.999	169.594
B3	419	4.012	0.823	474.338	0.998	163.221
B4	349	5.639	0.956	359.014	0.999	154.986
B5	286	3.042	0.65	324.936	0.999	137.946
B6	248	3.051	0.623	274.000	0.999	132.064
J（健康组）	429	4.741	0.820	461.551	0.999	181.021
B（病害组）	345	4.382	0.805	376.980	0.999	151.562

Taxonomy	分组			样品
Taxonomy	J	B	B/J	J1	J2	J3	J4	J5	J6	B2	B3	B4	B5	B6
Inocybe	15	0	0.00	0	0	0	89	0	0	0	0	0	0	0
Udeniomyces	11	0	0.00	64	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Pholiotina	10	0	0.00	9	0	0	0	50	0	0	0	0	0	0
Basidiobolus	105	0	0.00	0	0	628	0	0	0	1	0	0	0	0
Lachnella	20	0	0.01	8	0	96	0	14	0	0	1	0	0	0
Phaeosphaeria	43	1	0.01	258	0	0	0	0	0	0	2	1	0	0
Coprinopsis	27	0	0.01	0	163	0	0	1	0	0	1	0	1	0
Botrytis	5181	190	0.04	295	134	497	130	29791	239	185	545	114	68	39
Kernia	42	2	0.04	17	206	3	4	20	2	2	4	2	1	0
Nematoctonus	79	4	0.06	40	431	3	0	1	0	0	21	0	1	0
Preussia	620	47	0.08	67	3107	79	424	18	23	92	63	11	23	46
Peziza	166	16	0.10	82	0	765	0	148	0	1	80	1	0	0
Tricladium	1	23	34.50	1	1	1	0	1	0	115	0	0	0	0
Wickerhamomyces	508	24680	48.61	586	578	1385	244	252	1	591	30778	2566	43009	46454
Leucosporidium	0	11	63.60	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	53
Scutellinia	14	928	64.74	9	8	60	3	6	0	6	1217	829	2	2586
Actinomucor	6	609	96.09	8	12	8	6	4	0	10	64	2738	226	5
Talaromyces	0	34	202.80	0	0	1	0	0	0	0	0	169	0	0
Torula	0	20	-	0	0	0	0	0	0	0	0	100	0	0

Taxonomy	分组			样品
Taxonomy	J	B	B/J	J1	J2	J3	J4	J5	J6	B2	B3	B4	B5	B6
Inocybe	15	0	0.00	0	0	0	89	0	0	0	0	0	0	0
Udeniomyces	11	0	0.00	64	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Pholiotina	10	0	0.00	9	0	0	0	50	0	0	0	0	0	0
Basidiobolus	105	0	0.00	0	0	628	0	0	0	1	0	0	0	0
Lachnella	20	0	0.01	8	0	96	0	14	0	0	1	0	0	0
Phaeosphaeria	43	1	0.01	258	0	0	0	0	0	0	2	1	0	0
Coprinopsis	27	0	0.01	0	163	0	0	1	0	0	1	0	1	0
Botrytis	5181	190	0.04	295	134	497	130	29791	239	185	545	114	68	39
Kernia	42	2	0.04	17	206	3	4	20	2	2	4	2	1	0
Nematoctonus	79	4	0.06	40	431	3	0	1	0	0	21	0	1	0
Preussia	620	47	0.08	67	3107	79	424	18	23	92	63	11	23	46
Peziza	166	16	0.10	82	0	765	0	148	0	1	80	1	0	0
Tricladium	1	23	34.50	1	1	1	0	1	0	115	0	0	0	0
Wickerhamomyces	508	24680	48.61	586	578	1385	244	252	1	591	30778	2566	43009	46454
Leucosporidium	0	11	63.60	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	53
Scutellinia	14	928	64.74	9	8	60	3	6	0	6	1217	829	2	2586
Actinomucor	6	609	96.09	8	12	8	6	4	0	10	64	2738	226	5
Talaromyces	0	34	202.80	0	0	1	0	0	0	0	0	169	0	0
Torula	0	20	-	0	0	0	0	0	0	0	0	100	0	0

大蒜根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性分析

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