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耕地质量保育团队揭示切花菊种植土壤产生连作障碍的微生物学机制

发布者:管理员发布时间:2022-04-21作者:阮志勇来源:耕地质量保育团队点击量:

近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所耕地质量保育团队、CAAS-CIAT可持续农业联合实验室联合中国农业科学院蔬菜花卉研究所花卉种质资源与遗传创新团队,探究了造成多种切花菊品种在长期单作下发生土壤连作障碍的微生物学机制。相关成果发表在《微生物学前沿(Frontiers in Microbiology)》上。

据阮志勇副研究员和赵鑫副研究员介绍,切花菊产量居世界四大切花之冠,在我国种植广泛,商业种植户为获取最大的经济效益,长期采用单一连续栽培方式,致使连作障碍发生,成为影响切花菊品质、造成经济价值降低的重要因素。

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为了探明切花菊土壤产生连作障碍的原因及微生物机理,科研团队选取四种切花菊品种,利用扩增子测序技术监测了不同连作年限下根际土壤微生物群落的动态变化。结果显示,连续单作显著改变了四种切花菊根际土壤中细菌和真菌的群落结构,显著提高了真菌群落的丰富度,使切花菊连作根际土壤微生物群落向“真菌型”群落转变。且随着连作时间的增加,根际土壤中的生防菌类群逐渐减少,植物病原菌的丰度逐渐升高。通过对细菌和真菌群落的功能注释发现,切花菊根际土壤中与氮、硫代谢和几丁质分解相关的功能丰度显著降低,而来自枝顶孢属(Acremonium)、固球藻科(Plectosphaerellaceae)、镰刀菌属(Fusarium)和枝孢霉属(Cladosporium)的真菌则大幅增加,文献报道这些类群可造成多种作物产生病害,因此这些潜在植物病原真菌类群可能与切花菊枯萎病病原菌尖孢镰刀菌共同导致切花菊性状劣化。另外,土壤理化性质测定结果表明,连续单作还会显著降低土壤中铵态氮含量,RDA分析结果表明它是影响群落结果变化的最重要因素。该研究将有助于了解切花菊连作根际土壤中微生物群落的演替规律以及形成连作障碍的微生物机制,为切花菊连作土壤障碍治理提供新的思路。

该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程项目的资助。

原文链接:

https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.801546



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