基于高通量測序的超級稻不同生育期土壤細菌和古茵群落動態變化

作者：吳朝暉,劉清術,孫繼民,周建群,李鴻波,袁隆平

摘要：為闡明超級稻生長不同生育期土壤細菌和古菌群落特征及其影響因素，選取湖南高產區（湖南隆回）和低產區（湖南寧鄉）兩個水稻種植區，利用Illumina MiSeq高通量測序技術分別對超級稻移栽前，分蘗期、抽穗期、收獲期的稻田土壤進行16SrDNA分析，并解析土壤性質對細菌和古茵群落的影響。結果表明：高產生態區土壤微生物多樣性在超級稻生育期顯著大于移栽前（P〈0．05），而低產生態區各時期間差異不顯著（P〉0．05）。兩個生態區的共同優勢細菌為Proteobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi和Verrucomicrobia，而Bacteroidetes只是高產區的優勢細菌類群。Chloroflexi在低產區相對豐度顯著大于高產區（P〈0．05），Bacteroidetes和Proteobacteria的相對豐度則在高產區顯著大于低產區（P〈0．05），Acidobacteria和Verrucomicrobia的相對豐度在兩種生產區差異不顯著（P〉0．05）。低產區古菌數量顯著大于高產區（P〈0．05），是高產區的2．8～5．5倍。低產區和高產區相對優勢古菌群分別是泉古菌門（Crenarchaeota）和廣古菌門（Euryarchaeota）。隨生育期的變化，Crenarchaeota、Euryarchaeota、Acidobacteria和Verrucomicrobia的相對豐度呈先減少后增加的趨勢，Bacteroidetes和Proteobacteria呈下降趨勢，Chloroflexi呈先上升后降低的趨勢。RDA分析表明，Proteobacteria的動態變化主要受土壤有機質含量影響，而Bacteroidetes主要受土壤速效磷驅動。高產區和低產區細菌和古菌群落動態變化的主控因子分別是土壤速效氮和速效磷。研究表明，超級稻高產和低產生態區土壤細菌和古菌群落結構差異明顯，且隨生育期有一定變化，說明土壤速效養分含量是影響土壤細菌和古菌群落的主要因素。

發文機構：湖南雜交水稻研究中心 湖南大學研究生院隆平分院 湖南省微生物研究院 湖南省土壤肥料研究所 湖南省農業信息與工程研究所

關鍵詞：超級稻細菌古菌高通量測序高產區低產區生育期super hybrid ricebacteriaarchaeahigh throughput sequencinghigh-yield arealow-yield areagrowth stage

分類號： S182[農業科學—農業基礎科學]