花铃期棉花黄萎病抗病与感病品种对土壤细菌群落结构的影响

摘要：

[目的]研究花铃期棉花黄萎病抗/感品种土壤细菌群落结构,了解抗/感品种土壤细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系,为棉花黄萎病的监测与绿色生态防控打下理论基础.[方法]通过田间小区试验,以感病品种(鄂荆1号,EJ)和抗病品种(冀863,J863)为试验材料,采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和高通量测序(Illumina MiSeq)技术分别测定花铃期不同阶段(盛花期、开花后期和结铃期)土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)数量和土壤细菌群落结构,结合冗余分析(RDA)明确细菌群落结构与土壤理化性质的相关性.[结果]棉花黄萎病的发生与土壤中大丽轮枝菌ITS基因拷贝数量存在不同程度的相关性,其中感病品种EJ的发病率和病情指数与土壤中病原菌数量呈正相关,而抗病品种J863的发病率和病情指数与病原菌数量相关性不大.除盛花期外,棉花开花后期和结铃期抗病品种J863土壤中的病原菌数量低于感病品种EJ.高通量测序分析表明,除开花后期,抗病品种J863在盛花期和结铃期的细菌丰富度Chao1和ACE指数均高于感病品种EJ.主成分分析表明,抗/感品种之间及其在花铃期不同阶段的土壤细菌群落结构存在差异.群落组成方面,在门水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,如放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmtimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、硝化螺菌门(Nitrospirae)、Patescibacteria和装甲菌门(Armatimonadetes),降低幅度分别为16.38％、4.05％、2.25％、6.58％、7.10％、20.60％和35.78％;在属水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,包括鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、Bryobacter、Iamia、Pseudarthrobacter、芽球菌属(Blastococcus)、红色杆菌属(Rubrobacter)、类诺卡氏属(Nocardioides)、Pontibacter、链霉菌属(Streptomyces)、Gemmatirosa、微单孢菌属(Micromonospora)和Solirubrobacter,下降幅度分别为5.09％、19.41％、13.79％、2.36％、10.78％、34.47％、46.76％、61.84％、52.75％、48.61％、74.79％、9.13％和26.42％.冗余分析(RDA)表明,土壤细菌群落结构受硝态氮(NO3--N)、速效磷(AP)、铵态氮(NH4+-N)、无机磷(IP)、pH和有机质(0M)指标影响.[结论]土壤中大丽轮枝菌的数量与棉花抗/感品种黄萎病发生的相关性存在差异,感病品种黄萎病的发生程度与土壤中病原菌数量呈正相关.抗病品种在盛花期、开花后期和结铃期土壤的细菌群落结构优于感病品种,并且不同生育时期的优势菌群存在一定程度的差异.土壤中细菌多样性、相对丰度和组成受有机质、pH、氮素类型、速效磷等指标影响.同时,棉花不同生育时期对土壤中细菌群落结构有明显影响.

关键词：棉花黄萎病、大丽轮枝菌、抗病性、花铃期、细菌群落结构、高通量测序、土壤理化性质

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资助基金：国家重点研发计划;国家公益性行业农业科研专项;国家棉花产业技术体系

在线出版日期：2020-06-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：942-954