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文献解读

集思慧远客户发表文章《两种耕作方式对小麦-豌豆轮作田古细菌多样性的影响》

发布日期:2019-03-17 浏览次数:207

  摘要  

  在农业系统中土壤中的古细菌对氮、碳、硫等营养元素的循环是有重要作用的。本研究的目的是对古细菌16S rRNA基因进行高通量测序,评估进行了15年谷类-豆类作物轮作的耕作制度对土壤古细菌群落结构的影响。耕作处理包含:去除残茬的常规耕作(T)、免耕去除残茬(NT)、不去残茬的常规耕作(TS)、免耕不去除残茬(NTS);结果表明丰度最高的为泉古菌门(>96%),其次分别是广古菌门(<3%),Parvarchaeota和其他门水平古菌(<1%)。OTU的统计结果表明物种丰度:NT > NTS > TS > T(取样深度为0-10cm),影响微生物群落的因素分析结果表明主要是耕作制度,而非留茬或留茬-耕作之间互作。非多维尺度分析(NMDS)通过取样深度,清楚的将微生物分为不同的组别。线性判别分析(LEfSe)结果表明,泉古菌门和奇古菌门在去除残茬的常规耕作条件下的0-10cm样品中显著富集的,而广古菌门和热源体纲是在不去残茬的常规耕作条件下的样品中显著富集的。保护性的耕作制度(NT、NTS)提升古菌的平均分布,而常规的耕作制度(T、TS)对某些古细菌会产生富集影响。

  

  材料方法  

  取样:四种耕作条件(0-10cm、10-30cm)各随机取3个点的样品,然后每个点的3个生物学重复混样,再平均分成3个次级样品(共24);测序方案:Illumina Hiseq,16S rRNA (V3-V4);clean tag:11,093-20,601;测序reads组装:PANDAseq,嵌合体去除:USEARCH v7.1,OTU聚类:UPARSE(97%相似度),OTU注释分类:UCLUST,Alpha /Beta多样性分析:QIIME。

  

  研究结果

  

  1、微生物群落结构统计分析

  

  四种处理下0-10cm土壤中古细菌的OTU个数之间都差异显著,耕作的影响差异显著,残茬或残茬和耕作互作影响差异不显著。10-30cm土壤中古细菌的OTU个数差异不显著。

  

  不同处理样品中门水平微生物丰度分析

  

  丰度最高的为泉古菌门(>96%),其次分别是广古菌(<3%),Parvarchaeota和其他门水平古菌(<1%)

  

  2、每个样品中代表性区别其他样品古细菌分析  

  

  去除残茬的常规耕作(T)样品中富集:泉古菌门、其古菌门、Nitrososphaerales、Nitrososphaeraceae、Candidatus Nitrososphaera;不去残茬的常规耕作(TS)样品中富集:广古菌门、热原体纲

  

  3、每个样品中微生物群落结构分析  

  同一取样深度的样品能聚类到一起,但是同一处理的不同生物学重复之间聚类结果不好。

  

  主要结论  

  表明丰度最高的为泉古菌门(>96%),其次分别是广古菌门(<3%),Parvarchaeota和其他门水平古菌(<1%)。OTU的统计结果表明物种丰度:NT > NTS > TS > T(取样深度为0-10cm),影响微生物群落的因素分析结果表明主要是耕作制度,而非留茬或留茬-耕作之间互作。非多维尺度分析(NMDS)通过取样深度,清楚的将微生物分为不同的组别,但是相同处理的生物学重复之间聚类结果不好,推测是和其他复杂的农业生态系统因素的影响有关。

  

  参考文献  

  Effect of Conservational and Conventional Tillage Systems on Functional Soil Archaea Diversity in Wheat-Pea Rotation Field [J] Journal of Agricultural Science.2017.IF=1.291