黄土高原雨养区不同种植年限紫花苜蓿土壤细菌群落特征与生态功能预测

摘要：

依托布设在黄土高原雨养农业区的长期田间定位试验,以农田土壤为对照,不同种植年限紫花苜蓿地(L2003,L2005,L2012)土壤为研究对象,采用细菌16S rRNA高通量测序技术探究以上3种土壤细菌群落分布格局与演替特征,并借助冗余分析等方法探讨土壤理化性质与细菌群落结构和多样性的关系,最后利用PICRUSt方法预测了土壤细菌群落生态功能.结果表明,黄绵土区门水平优势菌群为放线菌门(20.34％～32.40％)、变形菌门(18.99％～23.14％)、酸杆菌门(12.50％～13.39％)和绿弯菌门(11.41％～12.55％).放线菌门、变形菌门和绿弯菌门相对丰度表现为农田土壤高于苜蓿土壤,且放线菌门相对丰度随苜蓿种植时间延长呈降低趋势,变形菌门和绿弯菌门相对丰度随苜蓿种植时间的延长先增加后降低;酸杆菌门相对丰度在农田和苜蓿地无明显差异.黄绵土属水平优势类群包括Gaiella属(1.65％～3.33％)、硝化螺菌属(1.52％～2.34％)、假节杆菌属(1.36％～2.61％)和Solirubrobac?ter属(1.03％～2.24％).与农田相比,苜蓿土壤Solirubrobacter属相对丰度显著增加(P<0.05).冗余分析(RDA)表明,土壤全磷(P=0.002)是影响细菌群落结构变化的主要因子.PICRUSt功能预测表明,黄绵土细菌菌群共有46个子功能,其中代谢为最主要的功能,占比为69.20％～70.22％;苜蓿土壤代谢、生物体系统功能基因丰度均显著高于农田土壤,具体表现在碳水化合物代谢、外源物质降解及代谢、萜类和酮类化合物代谢、内分泌系统、神经系统和物质依赖功能基因中.苜蓿种植年限可影响黄绵土细菌群落结构和代谢功能,该结果可为西部黄土高原紫花苜蓿人工草地的可持续利用和黄绵土细菌代谢潜力及功能预测提供参考.

关键词：紫花苜蓿、高通量测序、细菌群落结构、PICRUSt功能预测

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资助基金：国家自然科学基金项目;甘肃省科技计划项目;甘肃省国际科技合作基地

在线出版日期：2021-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：54-67