3.討論

3.1 百香果不同連作年限土壤細菌多樣性

基于IlluminaMiseq高通量測序平臺，對不同連作年限百香果土壤進(jìn)行細菌16SrRNA序列V3-V4區的高通量測序，以研究百香果不同連作年限下土壤細菌群落變化，結果表明，百香果不同種植年限間土壤細菌多樣性指數差異顯著(zhù)，細菌豐富度和多樣性隨著(zhù)種植年限的增加均表現為先升高后降低的趨勢，其中Ace和Chao指數在種植第二年時(shí)達到最大，Shannon多樣性指數在連作第三年時(shí)達到峰值，Simpson指數在前三年逐漸降低，連作4年時(shí)與撂荒地相近。與張偉等對棉花長(cháng)期連作的研究結果相似，原因可能是開(kāi)墾直接改變了原生系統細菌群落結構變化，撂荒地開(kāi)墾后，隨著(zhù)有機肥等養分輸入，增加了細菌的豐富度和多樣性，但長(cháng)時(shí)間連作后又使土壤細菌群落結構發(fā)生變化。有研究表明，施肥和耕作年限對土壤微生物有著(zhù)顯著(zhù)的影響，前人對苜蓿的研究也表明，苜蓿土壤細菌豐富度指數和多樣性在連作10年內呈增加趨勢，但在連作10~16年內呈降低趨勢，與本研究表現出相似的趨勢。

3.2 百香果不同連作年限細菌種類(lèi)組成

高通量測序結果表明，百香果種植地樣品中共鑒定細菌28門(mén)，其中變形菌門(mén)(Proteobacteria)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)、放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteria)、綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)、浮霉菌門(mén)(Planctomycetes)是樣品中的主要優(yōu)勢門(mén)類(lèi)，土壤細菌優(yōu)勢菌門(mén)類(lèi)組成與馬鈴薯、紅薯、菠蘿、西紅柿和煙草等作為相似，其中變形菌門(mén)(Proteobacteria)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)和放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteria)也被認為是高通量測序下，農業(yè)生態(tài)系統和其他土壤類(lèi)型中最常見(jiàn)的菌門(mén)。綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)、的相對豐度隨種植年限的增加呈逐漸升高的趨勢，厚壁菌門(mén)(Firmicutes)和擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)相對豐度在前3年連作中也呈逐漸升高的趨勢，與對紅薯的研究結果相似，但與對黑胡椒(Black Pepper)、大豆和馬鈴薯等作物的研究結果相反，這可能是因為連作對不同作物土壤微生物群落結構的影響不同導致，以往的研究認為，即使在相同的土壤條件下，不同植物種類(lèi)和根系分泌物決定了土壤細菌群落結構。

在屬水平上，芽孢桿菌屬(Bacillus)、酸桿菌門(mén)Subgroup_6綱下未定名屬豐度隨連作年限增加而顯著(zhù)增大，前者與對大豆的研究結果相似，后者與對棉花的研究結果相似。有研究認為，芽孢桿菌屬(Bacillus)細菌可以產(chǎn)生毒素以抑制土壤內的其他菌物和動(dòng)物的生長(cháng)發(fā)育，一些研究認為，芽孢桿菌屬(Bacillus)產(chǎn)生的毒素可以抑制土壤內有害昆蟲(chóng)和病菌的生長(cháng)，所以作物連作時(shí)，芽孢桿菌屬(Bacillus)細菌豐度降低導致土傳病蟲(chóng)害增加可能是連作障礙發(fā)生的原因之一，但本研究和對大豆的研究結果表明，隨著(zhù)連作年限的增長(cháng)，該屬細菌豐度呈顯著(zhù)升高的趨勢，這也可能會(huì )因芽孢桿菌屬(Bacillus)豐度增加，其產(chǎn)生的毒素亦會(huì )對作物本身及有益菌產(chǎn)生毒害作用，從而產(chǎn)生連作障礙。

3.3不同連作年限土壤細菌群落結構

基于樣本OUT組成及Bray-Curtis算法的主坐標分析(PCoA)和樣本層級聚類(lèi)分析結果均表明，不同連作年限樣本間細菌群落組成和結構均存在顯著(zhù)差異，而同一種植年限3個(gè)重復樣本間細菌群落結構較為相似，結果與大部分作物連作的研究得到的結論相同，即作物長(cháng)期連作可能會(huì )極大地影響土壤微生物群落結構。但，與其他作物相比，本文的研究結果中，細菌群落結構的相似距離并未隨著(zhù)連作年限的增加而增加，而是和細菌多樣性指數的變化趨勢較為相似，即呈現細菌群落相似距離隨連作年限的增加呈先增加后降低的趨勢，其中撂荒地細菌群落與連作第三年(TT)的細菌群落相似距離最大，出現這種結果的原因可能與耕作年限有關(guān)，同時(shí)，如討論3.2中所述，雖然連作對土壤細菌整體的群落組成及結構有顯著(zhù)的影響，但因作物及物種基因型間的差異，不同作物連作對微生物種類(lèi)及豐度的影響也各不相同，甚至會(huì )的到相反的結果。

4.結論

研究通過(guò)16S rRNA高通量測序研究了百香果連作土壤細菌多樣性和群落結構，結果表明，百香果連作顯著(zhù)影響了土壤細菌群落結構和多樣性，土壤細菌的豐富度和多樣性隨連作年限的增加表現為先增加后降低；變形菌門(mén)(Proteobacteria)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)和放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteria)是百香果種植土壤中的主要優(yōu)勢菌門(mén)，連作對放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteria)影響不顯著(zhù)，綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)和厚壁菌門(mén)(Firmicutes)相對豐度隨連作年限的增加顯著(zhù)升高。百香果連作對土壤細菌群落結構有顯著(zhù)影響，但對細菌主要種類(lèi)的影響規律與其他作物研究結果有所區別，因此，需要進(jìn)一步從更長(cháng)連作周期和多樣本開(kāi)展百香果連作對土壤微生物群落及百香果生長(cháng)發(fā)育影響的研究，以探明百香果連作障礙發(fā)生機制。

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