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      智能溫室基質(zhì)栽培不同番茄品種根域微生物群落特征分析

      2024-10-31 00:00:00藍(lán)江林吳小彬劉波史懷
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年17期

      摘要:采集智能溫室基質(zhì)栽培不同番茄品種根域基質(zhì)樣品,分離、鑒定可培養(yǎng)微生物種類,分析群落多樣性。結(jié)果表明,各品種間微生物數(shù)量存在顯著差異(P<0.05),細(xì)菌數(shù)量最高的品種為紅寶石(107.27×107 CFU/g)和百麗(105.00×107 CFU/g)、最低的品種為位盈(3.47×107 CFU/g);真菌數(shù)量最高的品種為百靈(40.97×105 CFU/g)、最低的品種為百麗(3.10×105 CFU/g);放線菌數(shù)量最高的品種為百麗(14.17×105 CFU/g)和夏日陽(yáng)光(13.43×105 CFU/g)、最低的品種為紅寶石(2.07×105 CFU/g)。經(jīng)鑒定,真菌包括木霉屬2種、曲霉屬1種、青霉屬1種和鐮刀菌屬1種;放線菌為鏈霉菌屬3種;細(xì)菌5屬17個(gè)種,包括假單胞菌屬11種,節(jié)桿菌屬3種,芽孢桿菌屬、貪銅菌屬和黃桿菌屬均有1個(gè)種。夏日陽(yáng)光、百麗和金玉滿堂細(xì)菌種類最多,有7個(gè),其次為百靈6個(gè),黑瑪瑙、位盈、紅寶石和粉紅佳人5個(gè),串串紅種類最少,僅3個(gè)。經(jīng)聚類分析,17株細(xì)菌分為3類,類群Ⅰ有7株細(xì)菌,僅在1個(gè)品種存在,為低頻次分布;類群Ⅱ有7株細(xì)菌,在2~4個(gè)品種存在,為中頻次分布;類群Ⅲ的3株細(xì)菌為高頻次分布,在7個(gè)以上品種存在。研究表明智能溫室基質(zhì)栽培的不同番茄品種根域微生物數(shù)量存在顯著差異,種類豐富,分布特性與品種相關(guān)。

      關(guān)鍵詞:智能溫室;基質(zhì);番茄品種;根域微生物;群落特征

      中圖分類號(hào):S182;S641.206+.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      文章編號(hào):1002-1302(2024)17-0224-08

      收稿日期:2023-10-07

      基金項(xiàng)目:福建省人民政府-中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展超越“5511”協(xié)同創(chuàng)新工程項(xiàng)目(編號(hào):XTCXGC2021019)。

      作者簡(jiǎn)介:藍(lán)江林(1972—),女,廣西柳城人,博士,研究員,從事農(nóng)業(yè)微生物研究。E-mail:529770269@qq.com。

      植物根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性受種植品種和種植模式等因素的影響,其中不同種植品種可能是影響作物根際微生物多樣性的重要因素[1-2]。相對(duì)于土壤,基質(zhì)栽培的植物根系是容器化的,可以通過(guò)人為調(diào)節(jié)所需的養(yǎng)分、pH值和電導(dǎo)率水平等使栽培條件達(dá)到一致,那么基質(zhì)中的微生物數(shù)量和種類差異更多是宿主植物調(diào)控的結(jié)果[3-4]。目前針對(duì)基質(zhì)栽培體系下,不同作物品種對(duì)根際微生物多樣性分析的報(bào)道較少。研究基質(zhì)栽培植物根際微生物群落的特性,隨栽培品種、管理措施等因子的變化動(dòng)態(tài),明確其在植物生長(zhǎng)過(guò)程中的調(diào)控作用,對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義;進(jìn)而對(duì)無(wú)土栽培系統(tǒng)的微生物群落進(jìn)行工程設(shè)計(jì),可能有助于開(kāi)發(fā)先進(jìn)的無(wú)土栽培系統(tǒng),找到進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)力的方法。本研究采用室內(nèi)平板培養(yǎng)的方法,分析智能溫室內(nèi)基質(zhì)纖維袋(椰纖維)種植的9個(gè)品種番茄根系環(huán)境的可培養(yǎng)微生物的數(shù)量、種類結(jié)構(gòu)及分布特性,旨在探明不同品種番茄對(duì)根域微生物群落的結(jié)構(gòu)及多樣性的影響,為深入研究影響根際微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的因素,以及基質(zhì)和種植品種選擇提供有效的理論依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

      1 材料與方法

      1.1 智能溫室環(huán)境

      智能溫室位于福建省福清市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所示范基地,采用模塊化裝配式工藝建造,溫室單體面積為1.0 hm2,肩高為4.3 m,頂高為6.5 m,配有電動(dòng)頂部蝶式開(kāi)窗系統(tǒng),側(cè)部電動(dòng)自然通風(fēng)系統(tǒng),高壓噴霧降溫系統(tǒng)、電動(dòng)內(nèi)遮陽(yáng)系統(tǒng)、天然氣加溫及二氧化碳施肥系統(tǒng)、軸流風(fēng)機(jī)空氣循環(huán)系統(tǒng)、封閉式防蟲(chóng)系統(tǒng)、溫光濕二氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、出入口空氣凈化系統(tǒng)等。系統(tǒng)均由電腦自動(dòng)控制,使溫室內(nèi)溫度保持在 27~32 ℃。

      1.2 樣品采集

      番茄采用無(wú)土栽培,栽培基質(zhì)條購(gòu)自廈門市江平生物基質(zhì)技術(shù)股份有限公司,主體成分為椰糠。共種植9個(gè)番茄品種,為夏日陽(yáng)光、串串紅、黑瑪瑙、百靈、位盈、百麗、紅寶石、金玉滿堂和粉紅佳人。番茄種植時(shí)間為2019年11月,樣品采集時(shí)間為次年4月,番茄結(jié)果期。

      樣品采集:先用小鏟將根部基質(zhì)表層1~2 cm刮去,用直徑1 cm打孔器沿主根部垂直向下插入,取根部基質(zhì)5 cm,每個(gè)品種隨機(jī)取10個(gè)樣品,充分混合后裝于自封塑料袋密封,于4 ℃帶回立即進(jìn)行微生物測(cè)定。

      1.3 可培養(yǎng)微生物的分離及純化

      采用稀釋涂板計(jì)數(shù)法分離測(cè)定微生物。NA培養(yǎng)基分離細(xì)菌(B),PDA培養(yǎng)基分離真菌(F),高氏1號(hào)培養(yǎng)基分離放線菌(A)。稀釋涂板后置于恒溫箱中,細(xì)菌30 ℃培養(yǎng)1~2 d,真菌25 ℃培養(yǎng)2~6 d,放線菌28 ℃培養(yǎng)5~7 d。將培養(yǎng)后計(jì)數(shù)平板上形成的菌落數(shù)轉(zhuǎn)換成每克基質(zhì)形成的菌落數(shù)(colony forming unit,簡(jiǎn)稱CFU),以CFU/g 基質(zhì)表示,并計(jì)算微生物的數(shù)量比值A(chǔ)/F值(放線菌/真菌)與B/F值(細(xì)菌/真菌)。

      微生物的純化:根據(jù)菌落的大小、顏色、形態(tài)、透明度、邊緣狀態(tài)、菌絲形態(tài)、菌絲表面形狀等特征區(qū)分不同菌落類型并編號(hào),挑取編號(hào)的菌落接種于相應(yīng)的平板以獲得純培養(yǎng)物。

      1.4 菌株鑒定

      細(xì)菌鑒定參照劉英等的方法[5],以細(xì)菌基因組DNA為模板進(jìn)行16S rRNA 的序列擴(kuò)增,引物和反應(yīng)條件如下:引物為27F(5′-AGAGTTT-GATCCTGGCTCAG-3′)和1 492R(5′-GGTTACCT-TGTTACGACTT 3′)。PCR擴(kuò)增體系50 μL:10×Bufer 5 μL,dNTP(40 mmol/L)4 μL,Taq DNA 聚合酶(2.5 U/μL)0.2 μL,27F(10 μmol/L)1 μL,1 492R(10 μmol/L)1 μL,滅菌水38.8 μL。PCR反應(yīng)條件:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,55 ℃退火 30 s,72 ℃延伸45 s,共30個(gè)循環(huán);72 ℃再延伸5 min。

      真菌鑒定參照肖榮鳳等的方法[6]:利用真菌ITS基因通用引物序列ITS4/ITS5(TCCTCCGCTTATTGATATGC/GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG)擴(kuò)增。采用真菌基因組DNA試劑盒(DP2032)提取各菌株的基因組DNA。PCR 反應(yīng)體系25 μL:BenA基因引物各1 μL,2×Power Taq PCR MasterMix(Bioteke) 12.5 μL,無(wú)菌雙蒸水9.5 μL,DNA 1 μL,以無(wú)菌雙蒸水作陰性對(duì)照。擴(kuò)增程序:94 ℃預(yù)變性3 min;94 ℃ 變性1 min,50 ℃退火1 min,72 ℃延伸3 min;72 ℃再延伸10 min。

      以上PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后,由鉑尚生物科技有限公司測(cè)序,將測(cè)得的序列在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行BLAST搜索和同源性比對(duì)分析。結(jié)合形態(tài)學(xué)和分子鑒定結(jié)果,將鑒定為同一屬或種的菌株,判定微生物分類。

      1.5 統(tǒng)計(jì)方法

      所得數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007、DPS 17.10統(tǒng)計(jì)軟件分析,采用單因素方差分析(Tykey法)比較不同數(shù)量間的差異(α=0.05)。聚類分析:為區(qū)分細(xì)菌在不同番茄品種的分布特征,以細(xì)菌為樣本,以每種細(xì)菌在不同品種分布與否為指標(biāo),構(gòu)建矩陣,歐氏距離為聚類尺度,用可變類平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)聚類,分析各類的特點(diǎn)。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 不同番茄品種番茄對(duì)根域可培養(yǎng)微生物數(shù)量的影響

      由表1可見(jiàn),不同番茄品種根域基質(zhì)細(xì)菌數(shù)量最高的為紅寶石(107.27×107 CFU/g)和百麗(105.00×107 CFU/g),高于其他品種2個(gè)數(shù)量級(jí),數(shù)量最低的為位盈(3.47×107 CFU/g),差異顯著。真菌數(shù)量最高為百靈(40.97×105 CFU/g),其次為金玉滿堂(28.27×105 CFU/g),數(shù)量最低的為百麗(3.10×105 CFU/g),差異顯著。放線菌數(shù)量最高的為百麗(14.17×105 CFU/g)和夏日陽(yáng)光(13.43×105 CFU/g),其次為百靈4adf6462f998bfee63b6af31342d7ea1bdae8778ef0007fd9ee4d630f399d61a(9.67×105 CFU/g)和串串紅(10.10×105 CFU/g),數(shù)量最低的為紅寶石(2.07×105 CFU/g)。

      2.2 不同番茄品種番茄對(duì)根域A/F和B/F的影響

      A/F值與B/F值是土壤微生物生態(tài)的重要指標(biāo),常被用來(lái)判斷微生物群落結(jié)構(gòu)的差異變化[7]。由圖1可知,在9個(gè)品種中,百麗的B/F值(3 390.71)和A/F值(4.57)均為最高,紅寶石的A/F值(0.18)最低,百靈的B/F值(14.73)最低。本研究中,采用同一批次的栽培基質(zhì)條,智能溫室空氣條件和管理措施一致,隨著種植時(shí)間的延長(zhǎng),番茄根系分泌物不同,導(dǎo)致各品種根域微生物數(shù)量、A/F和B/F值的差異。

      2.3 不同番茄品種根域可培養(yǎng)微生物的種類鑒定

      2.3.1 不同番茄品種可培養(yǎng)真菌的種類鑒定

      共分離獲得真菌4屬5種,包括具有生防和降解功能的菌株深綠木霉(Trichoderma atroviride)、哈茨木霉(Trichoderma harzianum)和黃柄曲霉(Aspergillus flavipes)[8-10],植物致病菌擴(kuò)展青霉(Penicillium expansum)和茄病鐮刀菌(Fusarium solani)[11-12]。

      2.3.2 不同番茄品種可培養(yǎng)放線菌的種類鑒定

      共分離獲得放線菌3株,均是鏈霉菌屬,其中Streptomyces kronopolitis和球孢鏈霉菌(Streptomyces globisporus)為生防菌株,鮮黃鏈霉菌(Streptomyces galbus)是高溫菌[13-15]。

      2.3.3 不同番茄品種可培養(yǎng)細(xì)菌的種類鑒定

      共分離獲得細(xì)菌5屬17種。優(yōu)勢(shì)菌為假單胞菌屬(Pseudomonas)11個(gè)種(64.71%),其次為節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)3個(gè)種(17.65%),芽孢桿菌屬(Bacillus)、貪銅菌屬(Cupriavidus)和黃桿菌屬(Flavobacterium)均有1個(gè)種(表2)。

      這些細(xì)菌中,包括生物降解功能菌株流行性關(guān)節(jié)桿菌(Arthrobacter defluvii)、Cupriavidus numazuensis和莫氏假單胞菌(Pseudomonas mohnii)[16-18];具促長(zhǎng)作用的菌株尿毒癥關(guān)節(jié)桿菌(Arthrobacter ureafaciens)、特基拉芽孢桿菌(Bacillus tequilensis)和產(chǎn)氮假單胞菌(Pseudomonas azotoformans)[19-20];作物病害生防菌株安徽黃桿菌(Flavobacterium anhuiense)和韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)[21-22]。菌株嗜鹽堿節(jié)桿菌(Arthrobacter nicotinovorans)能夠有效侵染東亞飛蝗并將其致死,具有生物農(nóng)藥開(kāi)發(fā)的前景[5];硫化假單胞菌(Pseudomonas lurida)、米氏假單胞菌(Pseudomonas migulae)和陰城假單胞菌(Pseudomonas umsongensis)對(duì)多種金屬污染具有生物修復(fù)功能[23-25];菌株貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)攜帶多種抗生素耐藥基因[26]。

      菌株波紋狀假單胞菌(Pseudomonas corrugate)和Pseudomonas mediterranea是植物病原菌,可引起番茄病害[27];蒙特利假單胞菌(Pseudomonas monteilii)和莫塞假單胞菌(Pseudomonas mosselii) 是環(huán)境病原體,有引起人體疾病的風(fēng)險(xiǎn)[28-29]。

      2.4 不同番茄品種根域可培養(yǎng)微生物種類分布

      不同品種番茄根域基質(zhì)可培養(yǎng)細(xì)菌的種類見(jiàn)圖2、表3。共分離獲得細(xì)菌5屬17種,其中夏日陽(yáng)光、百麗和金玉滿堂種類最多,均有7個(gè)種(41.18%)。夏日陽(yáng)光的細(xì)菌分布在3個(gè)屬,包括節(jié)桿菌屬的流行性關(guān)節(jié)桿菌(Arthrobacter defluvii)和尿毒癥關(guān)節(jié)桿菌(Arthrobacter ureafaciens)、黃桿菌屬的安徽黃桿菌(Flavobacterium anhuiense)、假單胞菌屬的貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)、硫化假單胞菌(Pseudomonas lurida)和Pseudomonas mediterranea。百麗的細(xì)菌分布在2個(gè)屬,包括芽孢桿菌屬的特基拉芽孢桿菌(Bacillus tequilensis),假單胞菌屬的產(chǎn)氮假單胞菌(Pseudomonas azotoformans)、貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)、硫化假單胞菌(Pseudomonas lurida)和Pseudomonas mediterranea和莫塞假單胞菌(Pseudomonas mosselii)。金玉滿堂7個(gè)種分布在2個(gè)屬,包括貪銅菌屬的Cupriavidus numazuensis,假單胞菌屬的波紋狀假單胞菌(Pseudomonas corrugata)貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)、硫化假單胞菌(Pseudomonas lurida)、莫塞假單胞菌(Pseudomonas mosselii)和陰城假單胞菌(Pseudomonas umsongensis)。

      百靈根部基質(zhì)細(xì)菌有6個(gè)種(35.29%),包括節(jié)桿菌屬的流行性關(guān)節(jié)桿菌(Arthrobacter defluvii)、黃桿菌屬的安徽黃桿菌(Flavobacterium anhuiense)、假單胞菌屬的貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)、Pseudomonas mediterranea和硫化假單胞菌(Pseudomonas lurida)。

      黑瑪瑙、位盈、紅寶石和粉紅佳人根部基質(zhì)細(xì)菌均有5個(gè)種(29.41%)。其中黑瑪瑙包括節(jié)桿菌屬的嗜煙堿節(jié)桿菌(Arthrobacter nicotinovorans)、假單胞菌屬的產(chǎn)氮假單胞菌(Pseudomonas azotoformans)、貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)和Pseudomonas mediterranea。位盈包括節(jié)桿菌屬的尿毒癥關(guān)節(jié)桿菌(Arthrobacter ureafacien)、假單胞菌屬的貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)、米氏假單胞菌(Pseudomonas

      migulae)和陰城假單胞菌(Pseudomonas umsongensis)。紅寶石5個(gè)種均屬于假單胞菌屬,包括貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)、硫化假單胞菌(Pseudomonas lurida)、Pseudomonas mediterranea和蒙特利假單胞菌(Pseudomonas monteilii)。粉紅佳人包括節(jié)桿菌屬的嗜煙堿節(jié)桿菌(Arthrobacter nicotinovorans)、假單胞菌屬的波紋狀假單胞菌(Pseudomonas corrugata)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)、Pseudomonas mediterranea和莫氏假單胞菌(Pseudomonas mohnii)。

      串串紅的細(xì)菌種類最少,僅有3個(gè)種(17.65%),為假單胞菌屬的貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)、韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)和Pseudomonas mediterranea。

      2.5 不同番茄品種根域可培養(yǎng)細(xì)菌分布異質(zhì)性

      根據(jù)細(xì)菌在不同品種的分布情況,可將檢測(cè)到的細(xì)菌分為3類(圖3)。類群Ⅰ為低頻次分布,僅在1個(gè)品種的番茄根部基質(zhì)中存在,共7株細(xì)菌,包括產(chǎn)氮假單胞菌(黑瑪瑙)、Cupriavidus numazuensis(金玉滿堂)、特基拉芽孢桿菌(百麗)、莫氏假單胞菌(粉紅佳人)、蒙特利假單胞菌(百麗)、陰城假單胞菌(位盈)、米氏假單胞菌(位盈)。

      類群Ⅱ?yàn)橹蓄l次分布,在2~4個(gè)品種番茄根部基質(zhì)中存在,共7株細(xì)菌,包括波紋狀假單胞菌(金玉滿堂、粉紅佳人)、安徽黃桿菌(夏日陽(yáng)光、百靈)、尿毒癥關(guān)節(jié)桿菌(夏日陽(yáng)光、位盈)、嗜煙堿芽孢桿菌(黑瑪瑙、粉紅佳人)、流行性關(guān)節(jié)桿菌(夏日陽(yáng)光、百靈)、莫塞假單胞菌(百麗、金玉滿堂)和硫化假單胞菌(夏日陽(yáng)光、百麗、紅寶石、金玉滿堂)。

      類群Ⅲ為高頻次分布,在7個(gè)以上品種番茄根部基質(zhì)中存在,共3個(gè)菌株,其中韓國(guó)假單胞菌(Pseudomonas koreensis)在所有品種番茄根部存在,貝氏假單胞菌(Pseudomonas baetica)存在于粉紅佳人除外的8個(gè)品種根部,Pseudomonas mediterranea存在于位盈和金玉滿堂除外的7個(gè)品種根部。

      3 討論與結(jié)論

      3.1 不同番茄品種對(duì)根域基質(zhì)可培養(yǎng)微生物數(shù)量的影響

      作物種植過(guò)程中,微生物的數(shù)量和活性是表明土壤肥力一項(xiàng)重要指標(biāo)。孫曉棠等的研究表明,番茄整個(gè)生育期,根際土壤微生物數(shù)量趨勢(shì)為細(xì)菌(108 CFU/g)>放線菌(107 CFU/g)>真菌(105 CFU/g)[30]。有機(jī)基質(zhì)栽培系統(tǒng)中,番茄根際基質(zhì)中微生物數(shù)量和種群結(jié)構(gòu)受基質(zhì)的材質(zhì)、種植的作物的影響而有所差異,數(shù)量級(jí)相對(duì)低,分別為細(xì)菌(107 CFU/g)>放線菌(106 CFU/g)>真菌(104 CFU/g)[31-32]。本研究中,基質(zhì)(椰糠)栽培的不同番茄品種根域可培養(yǎng)微生物數(shù)量與前人不同,細(xì)菌的數(shù)量級(jí)與土壤相同(2.75×108 CFU/g),真菌的數(shù)量級(jí)高于土壤(1.41×106 CFU/g),放線菌的數(shù)量級(jí)低于土壤(8.40×105 CFU/g)。不同品種間微生物的數(shù)量也差異顯著,如百麗和紅寶石細(xì)菌數(shù)量最高,百靈的真菌數(shù)量最高(40.97×105 CFU/g),百麗和夏日陽(yáng)光的放線菌數(shù)量最高。影響根域微生物的原因之一是由于根際小環(huán)境中植物根系分泌的代謝產(chǎn)物,表現(xiàn)在根際微生物數(shù)量多、種類單一、活性強(qiáng)。因此番茄不同品種根際分泌液不同,導(dǎo)致微生物的數(shù)量差異明顯。

      此外,A/F值與B/F值比值增大,說(shuō)明土壤環(huán)境向好的方向發(fā)展[33]。楊勁明等的研究表明,不同菠蘿品種能夠改變土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量,提高土壤B/F 和A/F 值,改善了土壤養(yǎng)分狀況[34]。參考土壤栽培體系,本研究將A/F值和B/F值作為根際基質(zhì)肥力健康狀況的指標(biāo),分析番茄不同品種對(duì)根域基質(zhì)微生物的影響,百麗的B/F值(3 390.71)和 A/F 值(4.57)均為最高,紅寶石的A/F值(0.18)最低,百靈的B/F值(14.73)最低。說(shuō)明基質(zhì)體系中,所種植作物品種對(duì)其根系微生物群落和數(shù)量的影響更大。百麗的B/F和A/F值均最高,表明其根系分泌物更有利于細(xì)菌和放線菌群落的穩(wěn)定存在,可能具備緩解根部土傳病害發(fā)生的潛力。

      3.2 不同番茄品種對(duì)根域基質(zhì)可培養(yǎng)微生物種類及分布的影響

      無(wú)土栽培基質(zhì)一般被認(rèn)為是微生物真空,栽培開(kāi)始時(shí),外界的微生物群落迅速占據(jù)了生長(zhǎng)基質(zhì)和栽培植物的根際[35-36]。多項(xiàng)研究證實(shí),微生物群落組成受生長(zhǎng)基質(zhì)類型[37]、使用的水肥[36]和植物種類[38]的影響。根際小環(huán)境中植物根系分泌物的多樣性和數(shù)量在一定程度上決定了根際微生物種群結(jié)構(gòu)特性。根際分泌物為微生物提供能量,同時(shí)改變根際環(huán)境條件,如pH值、含鹽量、礦物質(zhì)富集等,最終直接或間接的影響了根際QwE2UQ5HTeKT3DYeyVne3jRYpVlGDGbMUq8A0sV/cOY=微生物群落結(jié)構(gòu)。因而作物品種不同,根際微生物多樣性存在差異。本研究中采用的智能溫室基質(zhì)栽培體系,基質(zhì)主材為椰糠,環(huán)境條件以及智能化管理措施一致性較高,因而番茄不同品種是導(dǎo)致根域微生物群落結(jié)構(gòu)差異的主要因子。根據(jù)前人文獻(xiàn),本研究分離鑒定真菌4屬5個(gè)種,放線菌1屬3個(gè)種,細(xì)菌5屬17種。17種細(xì)菌包括生物降解功能菌3株,促長(zhǎng)功能菌3株,病蟲(chóng)害生防菌3株,金屬污染生物修復(fù)功能菌3株,攜帶多種抗生素耐藥基因菌株1株,植物病原菌2株,環(huán)境病原體2株。根據(jù)細(xì)菌在不同番茄品種根域的分布頻次可分為3類,僅在1個(gè)品種的番茄根部基質(zhì)中存在為低頻次分布,共7株細(xì)菌;在2~4個(gè)品種存在為中頻次分布,共7株細(xì)菌;在7個(gè)以上品種存在為高頻次分布,共3個(gè)菌株,表現(xiàn)出豐富的多樣性。

      最后,本研究采用了平板培養(yǎng)的方法,分離的微生物是極為有限的,最多只有5%的微生物能夠利用培養(yǎng)法獲取相關(guān)信息,且容易造成選擇性偏差,導(dǎo)致研究結(jié)果的局限性。隨著測(cè)序技術(shù)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展,植物微生物組作為一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛關(guān)注,對(duì)其整體功能的研究也將不斷系統(tǒng)和深入,闡明植物-微生物組互作的遺傳機(jī)制及互作在促進(jìn)植物健康中的作用,將為植物的優(yōu)良性狀培育以及科學(xué)的栽培技術(shù)提供新的思路,具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

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