李媛媛 張瓊 陳小煌 張敬虎 陸鑾眉

摘要：【目的】明確中同水仙植株根際土壤微生物群落的組成特征?！痉椒ā坎捎肐llumina Miseq高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)水仙根際土壤微生物樣品的保守基因區(qū)進(jìn)行測(cè)序及生物信息學(xué)分析，闡明中同水仙根際土壤的細(xì)菌、真菌和^菌群落結(jié)構(gòu)組成，并對(duì)水仙根際土壤微生物的優(yōu)勢(shì)菌屬進(jìn)行深入分析。【結(jié)果】共獲得優(yōu)化序列175840條，基于97%序列相似度，聚類為2 680個(gè)OTUs。優(yōu)勢(shì)細(xì)菌類群是綠彎菌門(mén)Chloroflexi（ 30.86%）和變形菌門(mén)Proteobacteria（20.67%），真菌以子囊菌門(mén)Ascomycota（84.94%）為主，屬水平上球毛殼菌Chaetomium globosum（ 28.15%）和散子囊菌Eurotiales（ 25.01%）占較高比例。占菌類群主要為奇^菌門(mén)Thaumarchaeota（ 51.40%）、深^菌門(mén)Bathyarchaeota（25.98%）和廣古菌門(mén)Euryarchaeota（ 20.65%）。其中，來(lái)自奇古菌門(mén)的SCG類群（25.67%）和嗜酸性氨氧化古菌Candidatus Nitrosotalea（ 12.93%）占較高比例?！窘Y(jié)論】中國(guó)水仙根際土壤微域具有豐富多樣的微生物類群，這對(duì)于開(kāi)發(fā)和利用水仙根際土壤微生物資源具有重要意義。

關(guān)鍵詞：中國(guó)水仙;根際土壤微生物;高通量測(cè)序;細(xì)菌;真菌;^菌

中圖分類號(hào)：S682

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1008-03 84（2021）08-0948-08

High-throughput Sequencing on Microbial Community in

Rhizosphere Soil of Chinese Narcissus

LI Yuanyuan 1， ZHANG Qiong 1， CHEN Xiaohuang 2， ZHANG Jinghu 1， LU Luanmei 1*

（I.Provincial Key Laboratory of Landscape Plants with Fujian and Taiwan Characteristics/College of the Bioscience and

Technology， Minnan Normal University， Zhangzhou， Fujian 363000. China; 2. College of the Chemistry， Chemical

Engineering and Environment. Minnan Nonral Universily. Zhangzhou， Fujian 363000. China ）

Abstract： 【Objective】The microbial community in thizosphere soils ofChinese narcissuses was analyzed.【Method】TheIllumina Miseq high-throughput sequencing technology was used to obtain the relevant conserved gene regions of the microbesin soil specimens from Chinese narcissus planting lots. The community structures and distributions of dominant species ofbacteria， fungi， and archaea in the thizosphere soils were analyzed. 【Resultl】In total. 175 840 optimized sequences wereobtained and clustered from the specimens int0 2 680 representative OTUs with a 97% similarity. The dominant bacteria wereChloroflexi （30.86%） and Proteobacteria （20.67%）. Among the fungi， Ascomycota （84.94%） significantly overshadowed theothers. with Chaetomiumm、 globosum （28.15%） and Asconycetes （25.01%） accounted for the greater proportions. On archaea，Thaumarchaeota （51 .40%）， Bathyarchaeota （25.98%）. and Euryarchaeota （20.65%） were the maj or phyla that had 25.67% SCGand 12.93% acidophilic ammonia oxidizing members. 【Conclusion】The thizosphere soils of Chinese narcissuses harboreddiverse and rich microbial species. The information obtained would aid the development and utilization of the natural resources.

Key words： Chinese narcissuses; thizosphere soil microorganisms; high-throughput sequencing; bacteria; fungi; archaea

0 引言

【研究意義】中國(guó)水仙（Narcissus tazetta L.var.chinensis Roem.）是石蒜科多年生草本植物，原產(chǎn)我國(guó)，已有一千多年栽培歷史，獨(dú)具天然麗質(zhì)，芬芳清新，素潔幽雅，是我國(guó)十大觀賞名花之一，觀賞價(jià)值極高，在園林造景中也有廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，很多研究揭示了植物根際一土壤一微生物之間的相互作用機(jī)制，探明中國(guó)水仙根際土壤微生物群落分布特征對(duì)于解析中國(guó)水仙的生態(tài)生存機(jī)制具有重要意義[1-3]。但目前對(duì)中國(guó)水仙根際土壤微生物群落組成的認(rèn)知仍然有限，尤其對(duì)水仙根際土壤真菌和古菌的群落水平鮮有報(bào)道，從而不能深入解析水仙根際土壤微生物與水仙生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】水仙根際土壤微生物組成與栽培方式、地理位置及水仙的生長(zhǎng)習(xí)性等密切相關(guān)[4]。體外噴施有效微生物群制劑，可顯著促進(jìn)水仙花的生長(zhǎng)發(fā)育[5]。已有研究證實(shí)，大量微生物類群具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的機(jī)制。Ryu等[6]從擬南芥根際土壤鑒定出2種菌株，它們釋放出的一些揮發(fā)性物質(zhì)極大促進(jìn)了擬南芥的生長(zhǎng)。此外，從芽孢桿菌屬、假單胞菌屬和黃桿菌屬中，分離到多種可增強(qiáng)植物抗病性的促生菌菌株[7-9]。根際土壤微生物也包括可以抑制植物生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致植株死亡的根際“有害菌，”如根腐病病原菌[1O]、青枯病病原菌[11]等，它們普遍分布在根際土壤環(huán)境中，略微積累，就有可能影響根際土壤微生物群落的穩(wěn)定，產(chǎn)生有害物質(zhì)，抑制植物根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收，嚴(yán)重可導(dǎo)致植物死亡。根際環(huán)境成為土壤一根系一微生物互作的關(guān)鍵區(qū)域，被稱作植物的第二基因組[12]，根際土壤微生物影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育，近年來(lái)一直是科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。【本研究切入點(diǎn)】福建省漳州市具有栽培水仙花的得天獨(dú)厚的地理環(huán)境，可提供研究水仙根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、功能及其與植物互作的理想土壤材料。然而水仙根際土壤菌群結(jié)構(gòu)的組成特征及根際細(xì)菌、真菌和古菌的關(guān)鍵微生物類群組成亟待深入探討?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】采集在漳州培育的漳州水仙根際土壤，利用高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)根際土壤中細(xì)菌、真菌和古菌群落的組成進(jìn)行系統(tǒng)鑒定，分析水仙根際土壤環(huán)境中優(yōu)勢(shì)的微生物類群，并對(duì)其生物功能進(jìn)行探討，以期揭示中國(guó)水仙根際土壤微生物的群落分布特征，為解析水仙花的環(huán)境適應(yīng)性機(jī)制以及建立科學(xué)合理的水仙花種植制度提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1根際土壤微生物樣品采集

土壤樣品于2020年4月25日在福建省漳州市“水仙花?！眻@區(qū)進(jìn)行漳州水仙金盞銀臺(tái)根際土壤的采集。用5點(diǎn)取樣法采集水仙根際土壤，去除土壤表層雜草和凋落物，在水仙植株的根部一側(cè)小心挖掘，待改側(cè)植株根系露出后，用毛刷刷取黏附在根表面的土壤。共采集5處樣地的水仙根際土壤，每處樣地選擇3株植株，每處土樣總采樣量約為50 g，各樣點(diǎn)土壤混勻后，封入滅菌的50 mL離心管，置于冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室。約20 g新鮮土樣用于根際土壤核酸樣品提取，剩余部分置于通風(fēng)櫥中，靜置24h，磨細(xì)后過(guò)0.25 mm篩，用鋁箔紙收集，用于土壤理化性質(zhì)測(cè)定。

1.2土壤理化性質(zhì)測(cè)定

用梅特勒一托利多pH計(jì)測(cè)定土壤pH;土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀（ K2Cr207）法測(cè)定[13];土壤的全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定[14];采用堿解擴(kuò)散法[15]、NaHCO，浸提法[16]和醋酸銨浸提一火焰光度法[17]測(cè)定土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量。采用乙酸銨離心法測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換量（ Cation ExchangeCapacity，CEC）[18];用梅特勒一托利多電導(dǎo)率儀測(cè)定土壤電導(dǎo)率;采用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定土壤中鉛（ Pb）含量[19]。

1.3 DNA抽提和PCR擴(kuò)增

根際土壤微生物DNA樣品依據(jù)PowerSoil?DNAIsolation kit（ MoBio.U.S.）說(shuō)明書(shū)的操作進(jìn)行，DNA的質(zhì)量、濃度和純度通過(guò)1%的瓊脂糖凝膠電泳和NanoDrop2000鑒定;使用338F（5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3'）和806R（5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3'）[20]對(duì)16S rRNA基因V3-V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增;使用524FlOextF（5'-TGYCAGCCGCCGCGGTAA-3'）和Arch958RmodR（5'-YCCGGCGTTGAVTCCAATT-3，）[21]對(duì)古菌16S rRNA基因的特異區(qū)間進(jìn)行PCR擴(kuò)增;使用SSU0817F（5'-TTAGCATGGAATAATRRAATAGGA-3 '）和1196R（5'-TCTGGACCTGGTGAGTTTCC-3，）[22]對(duì)真菌18S rRNA基因的特異區(qū)間進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增程序如下：95℃3 nun，35個(gè)循環(huán)（95℃30 s，58℃30 s，72℃30s），72℃15 min，最后4℃保存（PCR儀：ABI Verity? 96型）。PCR反應(yīng)體系為：5×TransStart FastPfu 4 uL，2.5 mmol·L-l dNTPs 2 uL，上游引物（5umol·L-l） 0.8uL，下游引物（5 umol·L-I） 0.8 uL，TransStart FastPfuDNA聚合酶0.4 uL，模板DNA 10 ng，使用滅菌雙蒸水將體系補(bǔ)足至20 uL。每個(gè)樣本設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.4 Illumina Miseq測(cè)序

使用2%瓊脂糖凝膠分離PCR產(chǎn)物，然后對(duì)相應(yīng)膠條進(jìn)行切割回收，利用MiniBEST Agarose GelDNA Extraction Kit（ TaKaRa，Japan）進(jìn)行回收產(chǎn)物純化，并用QuantusrM Fluorometer（ Promega，USA）對(duì)回收產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)定量。建庫(kù)依據(jù)NEXTFLEXRapid DNA-Seq Kit進(jìn)行，具體步驟如下：①在DNA片段兩端連上特定序列的接頭;②利用樣品本純化磁珠進(jìn)行片段篩選;③通過(guò)PCR擴(kuò)增實(shí)現(xiàn)原始模板的富集;④將PCR擴(kuò)增后的文庫(kù)進(jìn)行分選回收。采用Illumina Miseq測(cè)序技術(shù)（上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司）對(duì)文庫(kù)進(jìn)行高通量測(cè)序分析。原始數(shù)據(jù)上傳至NCBI SRA數(shù)據(jù)庫(kù)（序列號(hào)：SAMA16825444，Genbank登錄號(hào)：PRJNA679159）。

1.5數(shù)據(jù)處理

利用Trlmmomatic軟件對(duì)接頭（Adapter）序列和低質(zhì)量序列進(jìn)行過(guò)濾[23]，使用FLASH軟件實(shí)現(xiàn)測(cè)序數(shù)據(jù)的質(zhì)控拼接[24]，具體步驟如下：①去除尾部質(zhì)量值的讀長(zhǎng)（ Reads）在20以下的堿基，設(shè)置50 bp的窗口，如果窗口內(nèi)的平均質(zhì)量值低于20，從窗口開(kāi)始截去后端堿基，去除質(zhì)控后50 bp以下的讀長(zhǎng)，去除含N堿基的讀長(zhǎng);②根據(jù)讀長(zhǎng)之間的重疊，將成對(duì)讀長(zhǎng)重疊區(qū)域連接起來(lái)，重疊區(qū)長(zhǎng)度不低于10 bp;③拼接序列的重疊區(qū)堿基錯(cuò)配率不高于0.2;④根據(jù)序列首尾兩端的barcode和引物區(qū)分樣品，并調(diào)整序列方向，barcode允許的錯(cuò)配數(shù)為0，最大引物錯(cuò)配數(shù)為2。使用的UPARSE軟件[25]，將序列相似性> 97%的定為一個(gè)OTU。用RDP classifierc2627]數(shù)據(jù)庫(kù)，選取OTU代表序列跟數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知序列比對(duì)，獲得每個(gè)OTU的物種注釋信息，用Mothur[28]計(jì)算不同隨機(jī)抽樣下的Alpha多樣性指數(shù)，用R語(yǔ)言工具制作曲線圖。以O(shè)TU豐度為基礎(chǔ)，用ACE和Chao指數(shù)反映群落物種豐富度，用香農(nóng)指數(shù)和辛普森指數(shù)反映群落多樣性，同時(shí)估測(cè)物種均勻度。

2結(jié)果與分析

2.1采樣地土壤理化特點(diǎn)

漳州位于福建省最南部，氣候溫暖，年平均氣溫21℃;雨量充沛，水源充足，土壤松軟，是水仙花的理想產(chǎn)地。對(duì)漳州圓山區(qū)“水仙花海”采樣地的理化特性進(jìn)行分析，采樣地單位體積土壤有機(jī)質(zhì)含量為29 g·kg-l，占比3%;土壤全氮含量為1.3 g·kg-l，占比0.13%，達(dá)到較高水平，其中速效氮含量豐富，在土壤中的含量為91 mg·kg-l。說(shuō)明該生產(chǎn)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，熟化程度高，水仙生長(zhǎng)及采樣期間土壤的氮素供應(yīng)能力較強(qiáng)[29]。此外，采樣區(qū)土壤質(zhì)地屬黏質(zhì)土，CEC含量較高，為13.4 cmol（+）·kg-l。土壤鉛含量在85 mg·kg-l，符合農(nóng)業(yè)種植土壤標(biāo)準(zhǔn)。

2.2中國(guó)水仙根際土壤微生物多樣性

由表1可知，測(cè)序得到的細(xì)菌、真菌和古菌的有效序列分別為3.91萬(wàn)、6.62萬(wàn)和7.04萬(wàn)條。按照序列相似性≥97%歸類為1個(gè)OTU分類單位的原則，分別得到細(xì)菌、真菌和古菌OTU分類單位2 453、109和118個(gè)。本次各樣品測(cè)得的序列均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10 000，說(shuō)明測(cè)序數(shù)據(jù)量足夠大，可以反映樣本中微生物多樣性的主要信息。從每個(gè)土壤樣品的OTUs中計(jì)算獲得微生物群落的a-多樣性指數(shù)，包括Chao、ACE、辛普森指數(shù)和香農(nóng)指數(shù)，以此來(lái)反映微生物群落的豐富度和多樣性。結(jié)果表明，根際土壤環(huán)境中，細(xì)菌的多樣性明顯高于真菌和古菌，且細(xì)菌門(mén)下各類物種的數(shù)量接近程度也更高。真菌群落和古菌群落中鑒定到的物種數(shù)目、物種數(shù)量的相對(duì)密度均較為接近，同時(shí)明顯低于細(xì)菌群落。

2.3中國(guó)水仙根際土壤細(xì)菌群落的組成

利用高通量測(cè)序的方法，根據(jù)OTU分類學(xué)注釋結(jié)果，按照門(mén)和屬2個(gè)水平提取序列，計(jì)算各類物種的相對(duì)豐富度。從圖1-A可知，在水仙根際土壤細(xì)菌群落中系統(tǒng)鑒定到超過(guò)40種不同門(mén)類的細(xì)菌，其中，13個(gè)門(mén)的細(xì)菌豐度總和高于總序列的97%。綠彎菌Chloroflexi（ 30.86%）、變形菌Proteobacteria（20.67%）、放線菌Actinobacteria（ 18.25%）和酸桿菌Acidobacteria（ 13.6g%）是根際土壤細(xì)菌群落中的主要門(mén)類，總豐度高于總序列的80%。通過(guò)屬分類層次（圖2-A）分析，表明在細(xì)菌中占優(yōu)勢(shì)的菌屬分別為SBR2076、蓋勒氏菌屬Gaiellales、水恒桿菌屬M(fèi)izugakiibacter、嗜酸柄熱菌屬Acidothermus、微球菌屬M(fèi)icrococcales和Variibacter，這6個(gè)屬類各自的細(xì)菌豐度均高于總序列的1%，其他占比較少。屬水平上的統(tǒng)計(jì)分析表明，水仙根際土壤細(xì)菌群落中53.77%以上的細(xì)菌屬于未知。

2.4中國(guó)水仙根際土壤真菌群落的組成

在中國(guó)水仙根際土壤中檢測(cè)到6種不同門(mén)類的真菌，真菌門(mén)類群大比例集中于子囊菌門(mén)Ascomycota，占真菌總序列的84.94%，其他真菌門(mén)類所占比例相對(duì)較少，分別為擔(dān)子菌門(mén)Basidiomycota（ 9.20%）、毛霉門(mén)3.38%、壺菌門(mén)Chytridiomycota（ 0.3g%）、芽枝霉門(mén)Blastocladiomycota（ 0.05%）和捕蟲(chóng)霉門(mén)Zoopagomycota（ 0.04%）（圖1-B）。通過(guò)屬分類層次（圖2-B）分析，豐度高于總序列1%的優(yōu)勢(shì)真菌屬分別為球毛殼菌Chaetomium globosum（ 28.15%）、散子囊菌Eurotiales（ 25.01%）、糞殼菌Sordariomycetes（9.84%）、傘菌Agaricales（ 7.Og%）、錐毛殼屬Coniochaeta fodinicola（ 4.52%）、 禾谷鐮孢菌Fusarium graminearum（ 3.93%）、葫蘆霉Cucurbitariaceae（ 3.2g%）、油脂酵母菌Lipomycesstarkeyi、小囊菌Microascaceae（ 1.88%）和三色霉菌Trimorphomycetaceae（1.24%），其他所占比例較少。

2.5中國(guó)水仙根際土壤古菌群落的組成

對(duì)水仙根際土壤中古菌群落多樣性的分析表明，古菌門(mén)類群主要包括奇古菌門(mén)Thaumarchaeota（51.40%）、深古菌門(mén)Bathyarchaeota（ 25.98%）和廣古菌門(mén)Euryarchaeota（ 20.65%），3個(gè)門(mén)的古菌豐度總和高于總序列的98%以上。其他門(mén)類，包括洛基古菌門(mén)Lokiarchaeota、 謎古菌門(mén)Aenigmarchaeota、Parvarchaeota等，所占比例相對(duì)較少（圖1-C）。通過(guò)屬分類層次（圖2-C）分析，表明在古菌中占優(yōu)勢(shì)的菌屬主要為來(lái)自奇古菌門(mén)的SCG（ Soil CrenarchaeoticGroup）類群和嗜酸性氨氧化古菌CandidatusNitrosotalea類群，在古菌總序列的占比分別為25.67%和12.93%，以及來(lái)自廣古菌門(mén)的甲烷桿菌屬M(fèi)ethanobacterium（ 8.24%）、 甲烷八疊球菌屬M(fèi)ethanosarcina（ 5.67%）、 Rice Cluster I（2.62%）、第七產(chǎn)甲烷古菌屬M(fèi)ethanomassiliicoccus（ 1.17%）等。值得注意的是，屬水平上的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，古菌群落中25.71%以上的序列來(lái)自深古菌門(mén)里的未知屬種。

3討論

植物根系是多細(xì)胞生物與土壤接觸的界面。植物根際土壤微生物組成及其分布，與植物的生產(chǎn)和健康密切相關(guān)。漳州地理位置特殊，北有高山阻隔寒流入侵，南有海洋調(diào)節(jié)，自然條件優(yōu)越，氣候溫和，雨季集中[30]，花田土壤松軟，是我國(guó)有名的水仙花主產(chǎn)區(qū)，有“天下水仙數(shù)漳州”的美譽(yù)。筆者以漳州市圓山麓腳下的水仙花種植園作為研究區(qū)域，以水仙花根際土壤微生物為研究對(duì)象，采用IlluminaMiseq高通量測(cè)序技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)以漳州水仙為代表的中國(guó)水仙根際土壤環(huán)境中不同微生物類群序列的初步研究。

從細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及功能來(lái)看，研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)水仙根際最為優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌為綠彎菌、變形菌、放線菌和酸桿菌，其中，綠彎菌是中國(guó)水仙根際細(xì)菌群落中的優(yōu)勢(shì)菌，占根際土壤細(xì)菌的比例約為30%。綠彎菌廣泛分布在土壤、海洋等各種環(huán)境中，是營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)等生態(tài)學(xué)過(guò)程的重要參與者[31]。Fan等[32]研究表明，土壤綠彎菌與作物產(chǎn)量指示基因呈顯著正相關(guān)，提出綠彎菌是具有促生作用的土壤關(guān)鍵微生物菌群之一。變形菌也是水仙根際土壤占比較高的細(xì)菌群落之一，這與之前植物根際土壤細(xì)菌結(jié)構(gòu)組成的研究結(jié)果基本一致，例如研究表明變形菌是大豆[33]、玉米[34]、柑橘[35]等常見(jiàn)農(nóng)作物，以及梭魚(yú)草、美人蕉、紅花等觀賞植物根際土壤富集的主要菌群'3637]。在細(xì)菌屬水平的組成上看，可以發(fā)現(xiàn)根際土壤環(huán)境中占比較高的Mizugakiibacter、Acidothermus、Variibacter等大多數(shù)為促生菌，在已有研究中，作物枯萎病[38-39]、青枯病[40]等土傳病害發(fā)病較輕的土壤中這些類群的占比比較高，可作為水仙根際土壤促生細(xì)菌潛在功能菌株。

根際土壤真菌作為根際生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成，是分解者中的先鋒物種，在維持根際生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、代謝調(diào)節(jié)和抗病蟲(chóng)害等方面有重要調(diào)節(jié)作用[41]。本研究發(fā)現(xiàn)，在中國(guó)水仙根際土壤真菌種群結(jié)構(gòu)上，80%以上的真菌來(lái)自于子囊菌門(mén)，其次是擔(dān)子菌。在世界范圍內(nèi)，土壤真菌群落中幾乎均以子囊菌為優(yōu)勢(shì)型[42]。在屬水平上，本研究中的優(yōu)勢(shì)真菌是來(lái)自盤(pán)菌亞門(mén)的球毛殼菌屬Chaetomium globosum和散子囊菌屬Eurotiales，與世界范圍內(nèi)的土壤真菌調(diào)查結(jié)果一致[42]。根據(jù)Pietro等[43]、Park等[44]研究表明球毛殼菌是一種廣譜拮抗性真菌，從該菌發(fā)酵液中提取出的代謝活性物質(zhì)對(duì)稻瘟病、小麥葉銹病、番茄晚疫病等多種病原菌有拮抗作用，在生物防治中具有巨大的開(kāi)發(fā)應(yīng)用潛力。

古菌是地球進(jìn)化最早期的生命體之一，能適應(yīng)嚴(yán)寒、酷暑等極端環(huán)境，同時(shí)驅(qū)動(dòng)著土壤碳、氮、硫等營(yíng)養(yǎng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)[45]。本研究中，古菌在土壤微生物群落及生物量亦占有不可忽視的比例。從古菌群落組成來(lái)看，古菌序列主要來(lái)自奇古菌門(mén)，其次來(lái)自廣古菌門(mén)，二者參與了土壤碳、氮和氫的生物地球化學(xué)循環(huán)。已知奇古菌具有氨氧化、反硝化等多樣的生理代謝特性和功能，易繁衍在有機(jī)質(zhì)含量低、含水量較低，即氨態(tài)氮含量低的土壤[46]。本研究中，奇古菌SCG類群豐度最高，嗜酸性氨氧化古菌Candidatus Nitrosotalea豐度緊隨其后，與Shao等[47]對(duì)西北草原古菌群落所做的研究一致。本研究發(fā)現(xiàn)，廣古菌在水仙根際土壤古菌群落中亦占有相當(dāng)大的比例，已有研究表明，廣古菌的相對(duì)豐度隨氨態(tài)氮的增加會(huì)顯著增加，而且還與土壤中的可利用硫正相關(guān)[48]。研究還發(fā)現(xiàn)，來(lái)自廣古菌門(mén)下的產(chǎn)甲烷古菌Methanobacteriu和甲烷八疊球古菌Methanosarcina是中國(guó)水仙根際土壤古菌群落豐度占比較高的類群，提示中國(guó)水仙種植地也是甲烷釋放量較多的土壤類型。其中，產(chǎn)甲烷古‘菌是迄今所知的在嚴(yán)格厭氧條件下生存，并以甲烷為特異代謝產(chǎn)物的古菌群，它們產(chǎn)生的甲烷氣體在全球碳循環(huán)中起到不可忽視的作用[49]。已知古菌作為最古老的生命體，對(duì)不同土壤環(huán)境變異的適應(yīng)能力較強(qiáng)，本研究對(duì)水仙花根際土壤微生物中古菌關(guān)鍵種群的鑒定及其豐度的研究，可為土壤古菌的地理分布規(guī)律及功能意義提供重要參考。

4結(jié)論

綜上所述，本研究基于3個(gè)不同類型微生物樣品：細(xì)菌、真菌和古菌，初步揭示了以漳州水仙為代表的中國(guó)水仙根際土壤的細(xì)菌多樣性、真菌多樣性以及古菌多樣性，尤其是發(fā)現(xiàn)了之前未知的水仙根際土壤真菌類群和特有的古菌類群，這些結(jié)果將為開(kāi)發(fā)和利用水仙根際土壤微生物資源奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，研究結(jié)果對(duì)于今后了解水仙微生物群落環(huán)境適應(yīng)性具有重要意義。

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（責(zé)任編輯 ：林海清 ）

收稿日期：2021-0328初稿：2021-0521修改稿

作者簡(jiǎn)介：李媛媛（ 1989-），女，博士，講師，主要從事環(huán)境微生物學(xué)研究（E-mail： livuanyuan9215@163 com）

*通信作者：陸鑾眉（ 1968-），女，教授，主要從事觀賞園藝學(xué)研究（E-mail： 358070295@qqcom）

基金項(xiàng)目：福建省科技計(jì)劃對(duì)外合作重點(diǎn)項(xiàng)目（ 201810014）：漳州市自然科學(xué)基金項(xiàng)日（222020JlO）;漳州市科技重大專項(xiàng)（222019ZDOl）;閩南

師范大學(xué)校長(zhǎng)基金項(xiàng)目（ 4206/L21918）