有机培肥条件下红壤区稻田土壤病毒多样性及其对生物地球碳循环的影响

摘要：

[目的]探究不同有机培肥条件下稻田土壤病毒多样性、群落结构特征及其差异,为揭示病毒与寄主协同进化关系,以及病毒微生态系统驱动生物地球碳循环过程提供理论基础.[方法]长期定位试验开始于1981年,试验设置6个处理,每处理3次重复,试验处理分别为:(1)CK,不施肥;(2)NPK,单施化肥;(3)M1,早稻施绿肥;(4)M2,早稻施绿肥+早稻施猪粪;(5)M3,早稻施绿肥+晚稻施猪粪;(6)M4,早稻施绿肥+晚稻秸秆还田.2020年晚稻收获后,采集耕层(0～20 cm)土壤,通过宏病毒组测序平台、土壤常规理化分析等方法测定土壤宏病毒组以及土壤养分含量.[结果]红壤区稻田土壤病毒分布于37个科,微小病毒科(Microviridae)是红壤区稻田土壤主要的病毒类群.M3处理中长尾病毒科(Siphoviridae)、肌病毒科(Myoviridae)和痘病毒科(Poxviridae)丰度显著高于其他处理(P<0.05,下同),M2处理中微小病毒科和矮化病毒科(Nanoviridae)丰度显著高于其他处理.通过稻田土壤病毒宏基因组基因注释,鉴定出143个独特碳水化合物的运输和代谢基因,46个开放阅读框属于13种病毒辅助碳水化合物活性酶(CAZyme),其中糖苷水解酶最丰富,约占61.7％,其次为糖基转移酶.土壤病毒物种丰富度可在一定程度反映土壤pH、Mg2+含量和水稻产量的高低,病毒群落结构受pH、Mg2+含量等其他因素驱动.[结论]微小病毒科是红壤区稻田土壤主要的病毒类群,施用猪粪可显著提高土壤病毒群落结构和物种组成,病毒群落结构受土壤pH和Mg2+含量的显著影响.通过稻田土壤病毒宏基因组基因注释,在病毒体中检测到丰富的碳水化合物活性酶基因,主要分别属于糖苷水解酶类和糖苷转移酶,病毒编码的辅助代谢基因或代谢基因会改变细菌代谢,间接促进农业土壤的生物地球碳化学循环.

关键词：红壤区、稻田、有机培肥、土壤病毒多样性、微小病毒科

所属期刊栏目：53

分类号：S511;S154.1(禾谷类作物)

资助基金：广东省现代农业产业技术体系农业资源环境创新团队项目;广东省农业科学院十三五学科团队建设项目;江西省红壤研究所博士启动基金项目;广州市珠江科技新星专项

在线出版日期：2022-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2468-2477