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连栽对木麻黄人工林根际土壤古菌群落变化的影响

2024-06-15分类号:S714

【作者】张清旭   李建鹃   王裕华   彭艳晖   王炎炎   郭玥   胡明玥   林文雄   吴则焰
【部门】福建农林大学菌草与生态学院  福建省林业调查规划院  福建农林大学作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室  福建省农业生态过程与安全监控重点实验室  
【摘要】[目的]探究连栽对木麻黄人工林根际土壤古菌群落变化的影响,为探明木麻黄连栽障碍机制提供基础理论依据。[方法]以3个不同连栽代数(第一代First continuous plantation,FCP;第二代Second continuous plantation,SCP;第三代Third continuous plantation,TCP)的木麻黄人工林根际土壤为材料,以未种植木麻黄的天然乔木林根际土壤作为对照(CK),通过Illumina NovaSeq测序平台对古菌群落进行高通量测序。[结果]从3个不同连栽代数木麻黄人工林根际土壤和对照土壤中总共得到1 146 390条有效序列,以100%序列相似度聚类得到998 515个ASV。Alpha多样性分析结果表明,所观察到的物种数和Chao1指数均随着连栽代数的增加呈现下降的趋势,而Shannon指数、Simpson指数和pielou_e均以FCP最高,TCP次之,SCP最低。Beta多样性分析、PCoA分析、UPGMA聚类分析和Anosim分析结果表明,不同连栽代数木麻黄根际土壤古菌群落物种多样性存在差异,但不同组间差异不显著。共检测到5个门,优势菌门为奇古菌门(Thaumarchaeota),且奇古菌门占比随着栽植代数的增加呈现下降的趋势,与对照相比,FCP、SCP、TCP分别下降了17.42%、50.97%、51.51%。古菌群落与土壤理化性质相关性分析结果显示,奇古菌门与pH、全钾(TK)、全氮(TN)、全磷(TP)呈显著正相关,泉古菌门与速效磷(AP)和速效氮(AN)呈显著正相关,不同古菌群落与土壤理化因子之间的相关性存在显著差异。[结论]本研究证实了木麻黄人工林经过多代连续栽植后,根际土壤古菌群落结构发生显著变化,推测古菌群落结构失衡是导致土壤微生态失衡的重要原因之一。研究结果为揭示木麻黄人工林连栽障碍形成的原因提供了理论依据。
【关键词】连栽障碍  木麻黄  高通量测序  根际  古菌群落
【基金】国家自然科学基金(31500443);; 福建省自然科学基金(2022J01139);; 福建省财政林业科技研究项目(2023FKJ26);; 福建农林大学科技创新专项(KFb22046XA、KJb22019XA)
【所属期刊栏目】林业科学研究
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