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文獻解讀

集思慧遠客戶發表文章《兩種耕作方式對小麥-豌豆輪作田古細菌多樣性的影響》

FABURIQI:2019-03-17 LIULANCISHU:539

  摘要  

  在農業系統中土壤中的古細菌對氮、碳、硫等營養元素的循環是有重要作用的。本研究的目的是對古細菌16S rRNA基因進行高通量測序,評估進行了15年谷類-豆類作物輪作的耕作制度對土壤古細菌群落結構的影響。耕作處理包含:去除殘茬的常規耕作(T)、免耕去除殘茬(NT)、不去殘茬的常規耕作(TS)、免耕不去除殘茬(NTS);結果表明豐度最高的為泉古菌門(>96%),其次分別是廣古菌門(<3%),Parvarchaeota和其他門水平古菌(<1%)。OTU的統計結果表明物種豐度:NT > NTS > TS > T(取樣深度為0-10cm),影響微生物群落的因素分析結果表明主要是耕作制度,而非留茬或留茬-耕作之間互作。非多維尺度分析(NMDS)通過取樣深度,清楚的將微生物分為不同的組別。線性判別分析(LEfSe)結果表明,泉古菌門和奇古菌門在去除殘茬的常規耕作條件下的0-10cm樣品中顯著富集的,而廣古菌門和熱源體綱是在不去殘茬的常規耕作條件下的樣品中顯著富集的。保護性的耕作制度(NT、NTS)提升古菌的平均分布,而常規的耕作制度(T、TS)對某些古細菌會產生富集影響。

  

  材料方法  

  取樣:四種耕作條件(0-10cm、10-30cm)各隨機取3個點的樣品,然后每個點的3個生物學重復混樣,再平均分成3個次級樣品(共24);測序方案:Illumina Hiseq,16S rRNA (V3-V4);clean tag:11,093-20,601;測序reads組裝:PANDAseq,嵌合體去除:USEARCH v7.1,OTU聚類:UPARSE(97%相似度),OTU注釋分類:UCLUST,Alpha /Beta多樣性分析:QIIME。

  

  研究結果

  

  1、微生物群落結構統計分析

  

  四種處理下0-10cm土壤中古細菌的OTU個數之間都差異顯著,耕作的影響差異顯著,殘茬或殘茬和耕作互作影響差異不顯著。10-30cm土壤中古細菌的OTU個數差異不顯著。

  

  不同處理樣品中門水平微生物豐度分析

  

  豐度最高的為泉古菌門(>96%),其次分別是廣古菌(<3%),Parvarchaeota和其他門水平古菌(<1%)

  

  2、每個樣品中代表性區別其他樣品古細菌分析  

  

  去除殘茬的常規耕作(T)樣品中富集:泉古菌門、其古菌門、Nitrososphaerales、Nitrososphaeraceae、Candidatus Nitrososphaera;不去殘茬的常規耕作(TS)樣品中富集:廣古菌門、熱原體綱

  

  3、每個樣品中微生物群落結構分析  

  同一取樣深度的樣品能聚類到一起,但是同一處理的不同生物學重復之間聚類結果不好。

  

  主要結論  

  表明豐度最高的為泉古菌門(>96%),其次分別是廣古菌門(<3%),Parvarchaeota和其他門水平古菌(<1%)。OTU的統計結果表明物種豐度:NT > NTS > TS > T(取樣深度為0-10cm),影響微生物群落的因素分析結果表明主要是耕作制度,而非留茬或留茬-耕作之間互作。非多維尺度分析(NMDS)通過取樣深度,清楚的將微生物分為不同的組別,但是相同處理的生物學重復之間聚類結果不好,推測是和其他復雜的農業生態系統因素的影響有關。

  

  參考文獻  

  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