康捷 章淑艷 韓韜 孫志梅

（1. 河北省微生物研究所，保定 071051；2. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，保定 071000）

根際土壤是指處于植物根際周圍受根系生長(zhǎng)直接影響的土壤，根際微生物是受植物影響最大的土壤微生物群體，與植物的生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)系密切［1]。根際微生物群落結(jié)構(gòu)的變化對(duì)土壤中物質(zhì)和能量的循環(huán)、有機(jī)質(zhì)的分解與合成等方面產(chǎn)生重要影響［2]。研究表明，影響根際微生物群落結(jié)構(gòu)變化因素有很多，不同植物間、同一植物的不同基因型，甚至同一植物的不同生長(zhǎng)期其根際微生物的數(shù)量、種類也有很大差別［3]。根際分泌物為根際微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)和能源物質(zhì)，其對(duì)微生物的數(shù)量、種類、分布及微生物的生長(zhǎng)都有一定的影響［4]。土壤微生物從各個(gè)方面影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育，土壤微生物區(qū)系的動(dòng)態(tài)平衡是保證土壤健康的重要標(biāo)準(zhǔn)，只有健康、良性循環(huán)的土壤生態(tài)環(huán)境才能保證植物的健康生長(zhǎng)。有些根際微生物可以產(chǎn)生激素類物質(zhì)促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)分解、誘導(dǎo)植株增加抗性等，或者通過爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)、占領(lǐng)生態(tài)位等方式抑制病原菌的生長(zhǎng)來間接促進(jìn)植物的生長(zhǎng)［5]。根際微生物群落結(jié)構(gòu)失調(diào)，可能會(huì)導(dǎo)致病原菌數(shù)量的增加，從而使作物減產(chǎn)。因此研究不同作物土壤微生物的變化或同一作物不同生長(zhǎng)時(shí)期土壤微生物的情況具有重要意義。

一直以來由于大多數(shù)的微生物在營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基中可培養(yǎng)性低或不能被培養(yǎng)的缺陷嚴(yán)重制約了微生物多樣性的研究。隨著分子生態(tài)學(xué)研究技術(shù)的發(fā)展，以 DNA 為基礎(chǔ)的分子分析技術(shù)，如PCR-RFLP、DGGE/TGGE、SSCPP 等可以克服傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)的限制，從分子水平來直接分析微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，然而這些技術(shù)存在檢測(cè)限低、工作量大等缺陷［6]。高通量測(cè)序等非傳統(tǒng)培養(yǎng)方法成為了研究土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)特征的有力工具，其具有速度快，耗時(shí)少，成本低廉，準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，能更真實(shí)地反映環(huán)境中群落的特點(diǎn)。目前，高通量測(cè)序技術(shù)主要是 Illumina、Roche454 和 Life Technologies 等公司開發(fā)的測(cè)序平臺(tái)［7]。

張亮等［8]研究了不同品種百合在不同生育期根際土壤微生物種類、數(shù)量的變化規(guī)律，結(jié)果顯示在生育期內(nèi)，細(xì)菌數(shù)量最多；其次為真菌，放線菌。孫建波等［9]通過對(duì)香蕉不同生長(zhǎng)期根際土壤細(xì)菌多樣性和數(shù)量的研究，結(jié)果顯示，細(xì)菌數(shù)量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，多樣性逐漸減少。仝利紅等［10]研究草莓不同生育期根區(qū)微生物多樣性及動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明，根區(qū)可培養(yǎng)微生物總量從開始生長(zhǎng)期到盛果期逐漸增多，細(xì)菌群落多樣性指數(shù)和豐度在生長(zhǎng)末期達(dá)到最高，而真菌在現(xiàn)蕾期達(dá)到最高。常穎萃等［11]測(cè)定了竹蓀不同生育期內(nèi)土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌3種微生物的數(shù)量，研究了土壤微生物動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。胡延森等［12]對(duì)黃瓜根際主要微生物類群在不同生育期變化的研究，結(jié)果表明，根際微生物的數(shù)量一般是由栽種時(shí)開始升高，到花期或盛果期時(shí)達(dá)到最高峰，生長(zhǎng)后期有下降趨勢(shì)，同時(shí)黃瓜生長(zhǎng)對(duì)某些種群數(shù)量分布有一定影響，也說明這些類群微生物可能是對(duì)黃瓜花期生長(zhǎng)起特殊作用。

目前尚未有報(bào)道對(duì)麻山藥不同生長(zhǎng)時(shí)期根際土壤微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)特性的研究，本研究以麻山藥為實(shí)驗(yàn)材料，采集麻山藥苗期、花期和收獲期的根際土樣。運(yùn)用 Illumina 測(cè)序平臺(tái)對(duì)土壤樣品細(xì)菌16S rDNA和真菌ITS rDNA 進(jìn)行了高通量測(cè)序，通過比較不同時(shí)期麻山藥根際土壤微生物多樣性、均勻度和優(yōu)勢(shì)種群集中度的變化及真菌、細(xì)菌量的變化，探究3個(gè)不同生長(zhǎng)期的麻山藥根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性及變化，從而揭示麻山藥不同生長(zhǎng)期微生物群落特點(diǎn)及變化規(guī)律，這對(duì)評(píng)價(jià)生長(zhǎng)期對(duì)土壤微生物多樣性的影響具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究所選地塊為河北省蠡縣小鐘麻山藥農(nóng)業(yè)合作社的麻山藥地，第2年種植。山藥品種，紫藥。播前土壤有機(jī)質(zhì)含量7.12 g/kg、堿解氮28.45 mg/kg、速效磷6.73 mg/kg、速效鉀63.37 mg/kg。測(cè)定方法參照文獻(xiàn)［13]。

在2016年5月1日，7月18日（苗期），8月24日（花期）和10月15日（收獲期）進(jìn)行樣品采集，在試驗(yàn)地內(nèi)選取5個(gè)取樣點(diǎn)，撥開麻山藥根系周圍的表土層，在離麻山藥根基軸表面1-5 mm處，用抖落法獲取其上黏附的土壤作為根際土壤［14]。不同時(shí)期的5個(gè)土樣混合并除去較大根系等雜物后作為該時(shí)期土壤的一個(gè)樣品，每組做3個(gè)平行，裝于無菌牛皮紙袋中帶回實(shí)驗(yàn)室。新鮮的土壤置-20℃冰箱冷凍保存，用于后續(xù)微生物多樣性的測(cè)定。

1.2 方法

1.2.1 土壤DNA提取與檢測(cè) 采用土壤基因組DNA提取試劑盒（離心柱型，天根生化科技有限公司）提取土壤總DNA，瓊脂糖凝膠DNA回收試劑盒（普通離心柱型，天根生化科技有限公司）進(jìn)行純化，經(jīng)1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)及微量核酸蛋白檢測(cè)儀檢測(cè)濃度后置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 基因擴(kuò)增 PCR反應(yīng)體系：DNA模板1 μL，10×Buffer 5 μL，2.5 mmol/L dNTPS 4 μL，Taq DNA聚合酶0.5 μL，上下游引物各1.5 μL，無菌超純水補(bǔ)充至 50 μL。

以30-50 ng DNA為模板，使用金唯智設(shè)計(jì)的PCR引物擴(kuò)增原核生物16S rDNA上包括 V3、V4 及V5的3個(gè)高度可變區(qū)。采用包含CCTACGGRRBGCASCAGKVRVGAAT序列的上游引物和包含GGACTACNVGGGTWTCTAATCC序列的下游引物擴(kuò)增V3和V4區(qū)，采用包含GTGYCAGCMGCCGCGGTAA序列的上游引物和包含CTTGTGCGGKCCCCCGYCAATTC 序列的下游引物擴(kuò)增V4和V5區(qū)。以5-50 ng DNA 為模板，PCR擴(kuò)增真菌ITS rDNA上的 ITS2可變區(qū)。

擴(kuò)增程序：94℃預(yù)變性5 min；94℃變性50 s，50-60℃退火50 s，72℃延伸1.5 min，30個(gè)循環(huán)；72℃延伸10 min。用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。

1.2.3 高通量測(cè)序 高通量測(cè)序文庫(kù)的構(gòu)建和基于I11umina MiSeq平臺(tái)的測(cè)序由GENEWIZ公司（Suzhou，China）完成。雙端測(cè)序得到的正反向reads 首先進(jìn)行兩兩組裝連接，過濾拼接結(jié)果中含有N的序列，保留序列長(zhǎng)度大于200 bp的序列。經(jīng)過質(zhì)量過濾，去除嵌合體序列，最終得到的序列用于OTU分析，使用 VSEARCH（1.9.6）進(jìn)行序列聚類（序列相似性設(shè)為97%），比對(duì)的16S rRNA參考數(shù)據(jù)庫(kù)是Silva 119，ITS rRNA參考數(shù)據(jù)庫(kù)是UNITE ITS database（https：//unite.ut.ee/）。 然 后 用 RDP classifier（Ribosomal databaseprogram）貝葉斯算法對(duì)OTU的代表性序列進(jìn)行物種分類學(xué)分析，并在不同物種分類水平下統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣本的群落組成?；贠TU的分析結(jié)果，采用對(duì)樣本序列進(jìn)行隨機(jī)抽樣的方法，分別計(jì)算Shannon、Chao1等α多樣性指數(shù)，并作出稀釋曲線。通過層次聚類（Hierarchical clustering）中的非加權(quán)組平均法構(gòu)建（Unweighted pair group method with arithmetic mean，UPGMA）進(jìn)化樹。

2 結(jié)果

2.1 根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析

2.1.1 麻山藥不同生長(zhǎng)期土壤樣本細(xì)菌測(cè)序特性 由于高通量測(cè)序常常會(huì)出現(xiàn)一些突變等錯(cuò)誤，對(duì)測(cè)序結(jié)果的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，處理步驟及參數(shù)：將2條序列進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)的末端重疊區(qū)進(jìn)行拼接，拼接時(shí)保證至少有20 bp的重疊區(qū)，去除拼接結(jié)果中含有N的序列；去除引物和接頭序列，去除兩端質(zhì)量值低于20的堿基，去除長(zhǎng)度小200 bp的序列；將上面拼接過濾后的序列與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，去除其中的嵌合體序列（Chimera sequence），得到最終的有效數(shù)據(jù)。

對(duì)于細(xì)菌群落來說，樣品在不用生長(zhǎng)時(shí)期統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

隨著樣品量的加大，可能出現(xiàn)測(cè)序檢測(cè)到的物種種類隨之增加的狀況，稀釋曲線（Rarefaction curve）是調(diào)查樣品的物種組成和預(yù)測(cè)樣品中物種豐度的有效工具，在生物多樣性和群落調(diào)查中，常用于判斷樣品量是否充分及估計(jì)物種的豐富度。從圖1和圖2可以看出，麻山藥不同生長(zhǎng)期樣品對(duì)應(yīng)的稀釋曲線均基本趨于平緩，說明取樣基本合理，細(xì)菌（或真菌）群落結(jié)構(gòu)的置信度較高，能比較真實(shí)地反映出樣品在不同生長(zhǎng)時(shí)期的細(xì)菌（或真菌）群落。

2.1.2 麻山藥不同生長(zhǎng)期土壤細(xì)菌多樣性指數(shù)分析 群落生態(tài)學(xué)中，α多樣性主要關(guān)注單樣本的多樣性分析，可以反映微生物群落中物種的數(shù)目，通過一系列統(tǒng)計(jì)學(xué)指數(shù)的分析來估計(jì)環(huán)境群落的物種豐度和多樣性。由表2可以看出，不同生長(zhǎng)期細(xì)菌的Good's Coverage指數(shù)都接近100%，說明樣本序列中沒有被測(cè)出的概率很低，在該水平上的測(cè)序結(jié)果能夠反映出所測(cè)樣本中細(xì)菌的真實(shí)情況。計(jì)算菌群豐度的指數(shù)有ACE和Chao，計(jì)算菌群多樣性指數(shù)有Shannon和Simpson，由表2可以看出，不同生長(zhǎng)期土壤中細(xì)菌豐度和多樣性之間沒有顯著性差異。

2.1.3 不同生長(zhǎng)期細(xì)菌種類分布 使用RDP classifier對(duì)97%相似水平的OTU代表序列進(jìn)行分類學(xué)分析，從而獲得每個(gè)樣品在各個(gè)水平對(duì)應(yīng)的群落組成。如表3所示，不同時(shí)期的土壤樣品中檢測(cè)到12個(gè)以上細(xì)菌門，其相對(duì)豐度均大于1%，說明這12個(gè)門的細(xì)菌在本實(shí)驗(yàn)中所取的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成中占主要地位。

圖2 不同時(shí)期土壤樣品真菌稀釋曲線

表2 不同時(shí)期土壤細(xì)菌的α-多樣性指數(shù)

表3 主要細(xì)菌門的相對(duì)豐度

2.1.4 不同生長(zhǎng)期主要細(xì)菌物種分布 與Silva數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)比，獲得各樣品細(xì)菌在門水平下Top30的物種分布圖。如圖3所示，結(jié)合上表分析得出，不同生長(zhǎng)期土壤中變形菌門均為最優(yōu)菌群，苗期、花期和收獲期所占的比例分別達(dá)到35.22%、29.44%和28.30%，隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng)，其所占的比例呈下降的趨勢(shì)，即在麻山藥苗期所占的比例最高，較其他兩組都有顯著性差異（P＜0.05），花期和收獲期兩組之間沒有顯著性差異；其次為酸桿菌門，兩者之和在不同生長(zhǎng)期所占的比例之和超過了50%，苗期、花期和收獲期酸桿菌門所占的比例分別為21.03%、24.85%和23.28%，在麻山藥花期土壤中酸桿菌門達(dá)到最高。此外，放線菌門、芽單胞菌門和擬桿菌門在麻山藥種植中不同生長(zhǎng)期內(nèi)均為優(yōu)勢(shì)菌群（所占比例超過5%），其中擬桿菌門同樣在麻山藥苗期達(dá)到最高，為9.15%，比花期和收獲期高3.69和3.75個(gè)百分點(diǎn)，有顯著性差異（P＜0.05）。其他菌群（所占比例超過1%，但低于5%）中，硝化螺細(xì)菌門所占比例在花期接近5%，顯著高于其他兩個(gè)時(shí)期，而綠彎菌門和浮霉菌門均在收獲期所占比例最高。

圖3 不同時(shí)期土壤樣品在門水平前30的細(xì)菌物種分布圖

2.1.5 不同生長(zhǎng)期細(xì)菌群落相似度聚類樹分析 樣品聚類分析利用各樣品序列間的進(jìn)化信息來比較在特定的進(jìn)化譜系中是否具有顯著的微生物群落差異，使用非加權(quán)組平均法（Unweighted pair-group method with arithmetic means，UPGMA）將樣品進(jìn)行聚類，結(jié)果（圖4）顯示，不同生長(zhǎng)時(shí)期土壤中細(xì)菌組成可以分為兩大類，圖4中苗期和花期土壤的細(xì)菌群落組成具有很高的相似性，苗期第1組和第3組具有很高的相似性，并與第2組的土壤樣品聚為一類，花期第3組和第2組具有很高的相似性，并與收獲期第一組的土壤樣品聚為一類，同時(shí)這6組土壤樣品的趨同性較高，而收獲期第3組和第2組樣品具有很高的相似性，并與花期第1組的土壤樣品聚為一類。由此可以得知，麻山藥不同生長(zhǎng)時(shí)期的土壤細(xì)菌群落多樣性之間雖然有不同程度的差異，但是苗期和花期兩組之間群落組成結(jié)構(gòu)相似性較高，與收獲期之間也存在趨同性。

2.2 根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)分析

2.2.1 麻山藥不同生長(zhǎng)期土壤樣本真菌測(cè)序特性 對(duì)真菌群落來說，樣品在不同生長(zhǎng)時(shí)期過濾后統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

圖4 細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)UPGMA聚類圖

表4 不同時(shí)期真菌樣本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

2.2.2 麻山藥不同生長(zhǎng)期土壤真菌多樣性指數(shù)分析 由表5看出，不同生長(zhǎng)期真的Good’s Coverage指數(shù)都接近100%，說明樣本序列中未被測(cè)出的概率很低，在該水平上的測(cè)序結(jié)果能夠反映出所測(cè)樣本中真菌的真實(shí)情況。麻山藥不同生長(zhǎng)期土壤中真菌豐度之間同細(xì)菌一樣無顯著性差異，但表現(xiàn)為收獲期＞花期＞苗期。由表5中Shannon和Simpson指數(shù)，同樣真菌多樣性也表現(xiàn)為收獲期＞花期＞苗期，且收獲期和花期的多樣性指數(shù)顯著高于苗期。由此可見，麻山藥種植過程中，不同生長(zhǎng)期內(nèi)真菌變化較大，隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng)，真菌豐度和多樣性明顯提高，說明真菌數(shù)量也有明顯提高。同時(shí)，在不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，麻山藥根系生理活動(dòng)代謝活動(dòng)的強(qiáng)弱也不同，生長(zhǎng)后期會(huì)出現(xiàn)特定菌屬所占比例顯著高于其他時(shí)期，這與作物生長(zhǎng)所需有關(guān)。

2.2.3 不同生長(zhǎng)期真菌種類分布 同樣使用RDP classifier對(duì)97%相似水平的OTU代表序列進(jìn)行分類學(xué)分析，獲得每個(gè)樣品在各個(gè)水平對(duì)應(yīng)的群落組成。如表6所示，不同時(shí)期的土壤樣品中檢測(cè)到13個(gè)以上真菌屬?？梢?，這13個(gè)屬的真菌在本實(shí)驗(yàn)中所取的土壤真菌群落結(jié)構(gòu)組成中占主要地位。

2.2.4 不同生長(zhǎng)期主要真菌物種分布 對(duì)比Silva數(shù)據(jù)庫(kù)，各樣品真菌在屬水平下Top30的物種分布圖如圖5所示。結(jié)合上表分析得出，與細(xì)菌不同的是不同生長(zhǎng)期土壤中最優(yōu)真菌菌屬不同，放射毛霉屬是麻山藥苗期最優(yōu)菌屬，所占比例為13.8%，而花期和收獲期的最優(yōu)菌屬為被孢霉屬，所占比例分別為6.97%和7.86%。根霉屬在麻山藥種植初期，即苗期所占的比例最高，達(dá)2.51%，比花期和收獲期高2.11和1.89個(gè)百分點(diǎn)，差異顯著（P＜0.05）。肉坐菌屬、毛殼菌屬和綠僵菌屬，在麻山藥的花期所占比例最高，分別為2.47%、1.16%和1.02%，而其他兩個(gè)時(shí)期的比例卻只有不到1.0%甚至更低，有顯著性差異（P＜0.05），毛殼菌屬作為生防菌在防治植物病害方面最為突出，是腐生子囊菌中數(shù)量最多和意義較大的類群之一。被孢霉屬、接合菌屬、翅孢殼屬和球囊霉屬所占的比例在麻山藥種植期間呈上升趨勢(shì)，即在收獲期最高，分別達(dá)到7.86%、1.25%、1.26%和1.12%，顯著高于其他兩個(gè)時(shí)期，花期和收獲期的比例均不到0.5%（被孢霉屬除外）。

表5 各處理組土壤真菌的α-多樣性指數(shù)

表6 主要真菌屬的相對(duì)豐度

2.2.5 不同生長(zhǎng)期真菌群落相似度聚類樹分析 不同生長(zhǎng)時(shí)期麻山藥土壤樣品真菌群落結(jié)構(gòu)聚類，結(jié)果（圖6）顯示，不同時(shí)期土壤中真菌組成分為兩大類，花期第3組土壤樣品與第2組之間具有很高的相似性，并與苗期第3組土壤樣品聚為一類；收獲期第2組土壤樣品和第3組之間有很高的相似性，并與第1組土壤樣品聚為一類，這6組樣品與苗期第2組樣品之間有較高的相似性，并與花期第一組樣品聚為一類；苗期第1組土壤樣品單獨(dú)聚為一類，與其余幾組之間真菌群落結(jié)構(gòu)存在相對(duì)較大的差異性。

圖5 不同時(shí)期土壤樣品在屬水平前30的真菌物種分布圖

3 討論

土壤微生物區(qū)系是土壤質(zhì)量的變化的主要因素之一，同時(shí)也決定了土壤是否健康，土壤微生物區(qū)系與許多土傳病害之間都有著密切的聯(lián)系，研究表明，土壤健康的顯著特征是土壤微生物生物量大、多樣性高和土壤微生物區(qū)系組成的動(dòng)態(tài)平衡［15]。微生物培養(yǎng)計(jì)數(shù)作為傳統(tǒng)的分析方法在土壤微生物研究中具有重要作用，但是，傳統(tǒng)的分析方法不能反映其在土壤中的真實(shí)情況，需要采用新的方法進(jìn)行研究分析［16]。隨著人們對(duì)微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要作用的認(rèn)識(shí)不斷加深，用土壤微生物學(xué)特性來評(píng)價(jià)土壤的健康程度和質(zhì)量日漸被認(rèn)可［17]，用高通量手段測(cè)定的多樣性指標(biāo)可以作為評(píng)價(jià)土壤健康程度的一種指標(biāo)，與傳統(tǒng)的培養(yǎng)測(cè)數(shù)法相比，都是一種手段。

圖6 真菌群落結(jié)構(gòu)UPGMA聚類圖

本研究運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)探究3個(gè)不同生長(zhǎng)時(shí)期麻山藥根際土壤中細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)變化，計(jì)算菌群豐度的指數(shù)有ACE和Chao，由Chao于1984最早提出［18]，在生態(tài)學(xué)中常用來估計(jì)物種總數(shù)，計(jì)算菌群多樣性的指數(shù)有Shannon和Simpson，辛普森（Simpson）多樣性指數(shù)，由Edward Hugh Simpson于1949提出，在生態(tài)學(xué)中常用來定量的描述一個(gè)區(qū)域的生物多樣性，其值越高，說明群落多樣性越高［19]。通過對(duì)麻山藥不同生長(zhǎng)期根際土壤分析可知，不同生長(zhǎng)期土壤中細(xì)菌豐度和多樣性之間沒有顯著性差異，變形菌門和酸桿菌門是麻山藥根際細(xì)菌群落的最優(yōu)菌群。而真菌在不同生長(zhǎng)時(shí)期變化趨勢(shì)明顯，從開始生長(zhǎng)期到收獲期逐漸增多，在收獲期時(shí)多樣性指數(shù)和豐度達(dá)到最高，放射毛霉屬和被孢霉屬始終是真菌群落的最優(yōu)菌群。結(jié)合其他優(yōu)勢(shì)菌群在不同生長(zhǎng)時(shí)期的明顯變化，可以看出，這些菌群跟麻山藥生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。這表明麻山藥的生長(zhǎng)期對(duì)根際土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)均有重要的影響。

有研究表明，真菌是參與土壤有機(jī)物質(zhì)分解過程中的主要成員之一，它們分解纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、單寧等化合物的能力遠(yuǎn)大于細(xì)菌，從而有利于改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)［20]。研究顯示真菌數(shù)量在收獲期達(dá)到最高值，表明麻山藥種植后期根際生理代謝活動(dòng)加強(qiáng)，其產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物僅有利于某些特定菌群的生長(zhǎng)，從而顯著高于其他時(shí)期，而這些優(yōu)勢(shì)菌群對(duì)其他菌群具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，結(jié)構(gòu)造成部分真菌成為優(yōu)勢(shì)菌群并大量繁殖，另外一些菌群則在競(jìng)爭(zhēng)中被抑制。早在1954年，Martin和Moorc［21]發(fā)現(xiàn)，燕麥種子被球毛殼和螺卷毛殼侵染后，會(huì)使谷物、大麥等作物的幼苗免受鐮刀菌的再侵染［22]，這點(diǎn)與測(cè)定結(jié)果相一致，被孢霉屬、接合菌屬、翅孢殼屬和球囊霉屬所占的比例在麻山藥種植期間呈上升趨勢(shì)，在收獲期最高，說明這幾種真菌在麻山藥種植后期發(fā)揮作用。麻山藥種植不同時(shí)期內(nèi)真菌含量及所占的比例各不相同，說明不同類別的菌屬在不同時(shí)期所起的作用不同，這跟作物生長(zhǎng)所需有關(guān)。

研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，麻山藥不同生長(zhǎng)時(shí)期所有樣品中共包含29個(gè)細(xì)菌門，其中變形菌門和酸桿菌門的相對(duì)豐度最高，兩者在不同時(shí)期所占比例均超過了50%；其次是放線菌門、芽單胞菌門和擬桿菌門，這3大門類分別所占的比例均超過了5%。袁紅朝等［23]分析稻田土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)變形菌、酸桿菌和綠彎菌是優(yōu)勢(shì)細(xì)菌；其次是放線菌。牛世全等［24]分析河西走廊地區(qū)鹽堿土壤群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)變形菌門含量最高，占 28.56%；其次是放線菌門，占 17.2%。楊菁等［25]發(fā)現(xiàn)降香黃檀不同混交林土壤細(xì)菌多樣性主要菌群有變形菌門、酸桿菌門、放線菌門及綠彎菌門。結(jié)果均與本研究相一致。而真菌相對(duì)豐度在不同時(shí)期變化顯著，苗期、花期和收獲期分別包含有64、67和75個(gè)真菌屬，其中放射毛霉屬和被孢霉屬是真菌群落的最優(yōu)菌群，兩者在不同時(shí)期所占的比例約15%，結(jié)合其他優(yōu)勢(shì)菌群在不同生長(zhǎng)時(shí)期的明顯變化，可以看出，這些菌群在不同生長(zhǎng)時(shí)期所占的比例有所不同，可能與作物生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)。

4 結(jié)論

本文研究了麻山藥在苗期、花期和收獲期根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，變形菌門和酸桿菌門是麻山藥根際細(xì)菌群落的最優(yōu)菌群，放射毛霉屬和被孢霉屬是真菌群落的最優(yōu)菌群，同時(shí)真菌數(shù)量在收獲期達(dá)到最高值，可以看出，這些菌群含量不同與麻山藥生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。因此，為后續(xù)在研究麻山藥土傳病害的方面提供理論依據(jù)，可通過研發(fā)土壤菌劑調(diào)節(jié)劑的手段，從而改變土壤微生物菌群的組成，使其通過細(xì)菌與細(xì)菌之間、真菌與真菌之間或細(xì)菌與真菌之間的相互作用，達(dá)到抑制病原微生物的生長(zhǎng)，提高抗病性的目的。