用宏基因组学方法研究绿肥对水稻根际微生物磷循环功能基因的影响

【目的】绿肥对土壤微生物磷循环的影响受到研究者们的广泛关注,但绿肥影响土壤磷循环的微生物机理尚不明确。利用宏基因组学方法剖析长期绿肥还田对土壤磷循环功能微生物的影响,旨在阐明绿肥对土壤磷循环影响的微生物机理,为绿肥的科学利用提供依据。【方法】以中国湖南祁阳绿肥及稻草还田定位试验的水稻根际土为材料,利用宏基因组学方法,对土壤微生物DNA进行PE150 (双端读长150 bp)宏基因组测序,使用MetaWRAP软件中的read_qc模块进行质控,用assembly模块megahit方法进行组装;基于组装的较长序列(> 1000 bp)使用Diamond软件的BLASTX和UniProtKB/SWISS-PROT数据库进行序列比对,根据磷活化(磷酸酯矿化、膦酸酯矿化、无机磷溶解)、磷吸收(膦酸酯运输、磷酸酯运输和无机磷酸盐运输)和缺磷诱导响应调控三大类主要磷循环功能相关基因(重点关注的64个磷循环功能基因)进行筛选;再利用R语言进一步分析水稻根际土壤中磷循环功能基因相对丰度及其与土壤理化指标之间的关系,阐述绿肥对土壤磷循环功能微生物的影响。【结果】土壤pH等9个常规指标在有、无绿肥处理之间均无显著差异。无稻草还田时,绿肥处理对64个磷循环功能基因中的11个相对丰度影响显著,这11个基因广泛分布在除磷酸酯运输及无机磷溶解外的5个功能组中,其中phnA、phnN、phnV等3个基因相对丰度上升,phnI、phnL、glpB、glpO、pitA、phoA、phoP、phoU等8个基因相对丰度下降。而在稻草还田时,绿肥处理仅phnPP基因相对丰度显著降低。相关性分析显示,土壤pH与磷酸酶活性、无机磷溶解基因pqqB、pqqC、pqqCD、pqqE、pqqF相对丰度呈显著负相关(P <0.05)。冗余分析(RDA)结果表明,绿肥处理通过pH、AP以及磷酸酶活性影响磷循环功能基因。【结论】绿肥翻压下水稻根际微生物磷功能基因相对丰度深受稻草还田的影响。与单绿肥或单稻草还田相比,绿肥翻压基础上增加稻草还田对磷循环功能基因影响效果不明显,秸秆甚至减弱了绿肥对磷循环功能基因的影响,其原因可能是绿肥和稻草还田下不同微生物及不同磷循环功能基因之间存在激烈竞争

种植于人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林的肉苁蓉(Cistanche deserticola)个体质量特征/Characteristics of Individual Mass of Cistanche Deserticola Inoculated in Artificial Haloxylon ammodendron Forest in the Hinterland of Taklimakan Desert[J]

为掌握人工种植条件下肉苁蓉(Cistanche deserticola)个体质量特征,在塔克拉玛干沙漠腹地咸水滴灌人工梭梭林内,采用统一的开沟、撒种接种方式,对不同林龄、不同深度接种肉苁蓉以及造林当年接种连年采收肉苁蓉的质量进行了调查和分析.结果表明:(1)所有样地出土肉苁蓉个体间质量差异大,分布离散程度高.(2)接种时林龄越大,出土肉苁蓉个体平均质量、质量品质较好的比率以及质量分布离散程度都越高;不同林龄间肉苁蓉个体质量有极显著差异.造林当年接种、连年出土肉苁蓉个体质量的特征与不同林龄的相似,但质量品质较好的比率相对较低.(3)在40～120 cm深度,随种植深度增加,出土2年生以上肉苁蓉个体的数量以及质量品质较好的比率总体呈现增加趋势,并可以分为3个层面:40 cm、50～80 cm、100～120 cm.其中40 cm深度质量指标明显较低,其他深度间没有表现出明显的差异和规律,100～120 cm深度的肉苁蓉个体相对细长、品相差

塔克拉玛干沙漠腹地滴灌种植肉苁蓉的试验研究/Experiment on Cultivation of Cistanche deserticola under Drip Irrigated in the Hinterland of the Taklimakan Desert[J]

在塔克拉玛干沙漠腹地的人工梭梭林,利用咸水滴灌技术,对种植肉苁蓉（Cistanche deserticola）的开挖方式、播种方式、接种深度以及稳产技术等进行了试验研究。结果表明：①提高肉苁蓉种子和寄主根系接触的几率是提高人工接种肉苁蓉效果的有效途径。不同种植方式的肉苁蓉出土率为：沟种〉打洞〉穴种,撒种〉种植带（种植纸）。②采用开沟、撒种方式种植肉苁蓉,随播种量增加,出土肉苁蓉数量呈增加趋势,但存在一个上限值。在沙地滴灌种植肉苁蓉适宜的播种量为300粒/m。③接种深度应控制在寄主根系主要分布层以内,并结合作业方式及作业成本来综合确定,在沙地滴灌接种深度不宜超过60 cm。④人工接种肉苁蓉具有一次接种,多年采收的效果,但肉苁蓉出土率年际间差异较大。接种后第2 a至第4 a为主要收获期。采用沟种、撒种技术春季接种肉苁蓉,接种后连续3 a平均出土率可以保持在1株/m以上,肉苁蓉鲜重产量达1 800 kg/hm^2,经济效益显著