不同种植制度下烤烟根际土壤微生物群落结构的变化1

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1、黑龙江农业科学2011(11)：26～29HeilongjiangAgriculturalSciences不同种植制度下烤烟根际土壤微生物群落结构的变化元野，王光华。，赵光伟。，赵宏伟，于洪海(1．东北农业大学，黑龙江哈尔滨150030；2．牡丹江烟草科学研究所，黑龙江牡丹江157011；3．中国科学院东北地理与农业生态研究所，黑龙江哈尔滨150001；4．哈尔滨烟叶公司宾县分公司，黑龙江宾县150400)摘要：为解决烤烟连作带来的减产降质、促进烤烟生产的可持续健康发展，研究了不同种植制度下烤烟根际土壤微生物群落的结构变化。结果表明：对于细菌群落结构

2、，连作2a和5a细菌群落结构相似性高，与大豆一玉米一烤烟和玉米一大豆一烤烟根际细菌微生物群落差异大，而大豆一小麦一烤烟根际细菌群落结构处于中间位置。对于真菌群落结构，大豆叫、麦一烤烟、大豆一玉米一烤烟和玉米一大豆一烤烟的根际真菌群落结构相似性高，连作2a和5a烟草根际真菌群落结构发生改变，且以连作5a处理的变化为大。说明连作烤烟根际微生物群落结构，特别是根际真菌群落结构改变可能在烟草连作障碍发生中起到重要的作用。关键词：烤烟；根际；土壤；微生物；变化中图分类号：S572文献标识码：A文章编号：1002—2767(20l1)11-0026-04烟草是忌

3、连作作物[1]。随着大农业环境对烟1．2试验地概况草种植业的不断冲击，伴随经济利益驱动和耕地田间试验于2009年在牡丹江烟草科学研究有限性及生产栽培条件的限制，烤烟连作的面积所试验基地进行。逐年增加，且连作障碍有加剧的趋势口]。目前研1．3方法究认为连作障碍产生的原因主要集中在三个方1．3．1试验设计试验设5个茬口处理：(1)大面：(1)连作导致土壤理化性质恶化，使土壤养分豆茬(玉米一大豆一烤烟)；(2)玉米茬(大豆一玉米一烤含量下降]、板结和物理性状不良。；(2)连作造烟)；(3)小麦茬(大豆一小麦一烤烟)；(4)连作成土壤微生物区系发生改变，抑制

4、有益微生物，造2a；(5)连作5a。随机区组设计株，行距1．1m×成土壤病原菌大量发生，土传病害猖獗l8州；(3)引0．5m，行长6．0m，7行区，小区面积46．2m。施发植物化感自毒【]。该试验通过研究不同前茬肥量纯氮90kg·hm-。，烟草专用精致有机肥作物对烤烟根际土壤微生物群落结构变化的影225kg·hm～，氮、磷、钾的比例1：2：3，留叶18片。响，旨在从土壤微生态方面进一步阐明烤烟连作1．3．2土壤微生物DNA提取采用FastDNA障碍因子，为解决烤烟连作带来的减产降质、促进SPINKitforSoil(QbiogeneInc．，Carl

5、sbad，CA，烤烟生产的可持续健康发展和保障原料水平上提USA)试剂盒提取土壤微生物DNA。具体方法供理论依据和数据支持。为：称取0．5g保存在一80℃条件下的烟草根际l材料与方法鲜土，加入到试剂盒中的离心管内，采用Min—Beadbeater珠打法破碎微生物细胞，提取微生物1．1材料DNA，提取的DNA经70乙醇洗涤后，在供试烤烟品种为龙江91l。15000r·rain、4℃条件下离心15min，DNA沉淀于室温风干后，溶于100FLTE缓冲液中，放在收稿日期：201l-09—01一2O℃冰箱中保存。基金项目：黑龙江省烟草专卖局科技攻关资助项目(

6、HN200820)1．3．3PCR反应以提取的土壤微生物总第一作者简介：元野(1979一)，男．黑龙江省宾县人，硕士，高DNA为模板，针对细菌的16SrDNA的V3区段级农艺师，从事烟草栽培与烘烤研究。E-mail：yuanye934@126．com。和真菌18S和5．8SrDNA之间的ITS区进行通讯作者：赵宏伟(1964一)，女，黑龙江省绥化市人。博士，研究员，从事农业经济作物教学与研究。E—mail：swxqhl@PCR扩增，采用的引物和PCR反应条件见表1。126．com对于细菌群落，先用引物27f和1492r对微生物2611期元野等：不同种

7、植制度下烤烟根际土壤微生物群落结构的变化16SrDNA扩增，再以PCR产物为模板，用引物两步PCR，第一步扩增引物为ITSlf和ITS4，第GC-357f和517r进行扩增；真菌群落扩增也采用二步扩增引物为GC—ITS1f和ITS2。表1用于细菌和真菌微生物群落PCR扩增的引物序列及条件注：GC为Clamp5’1．3．4DGGE采用DCode突变检测系统对PCR产物进行DGGE分析。细菌和真菌群落结构分析所用的聚丙烯酰胺凝胶浓度均为8，电泳液为1×TAE溶液。细菌凝胶的变性梯度为萱一3O～7O(100的变性剂为7mol·L尿素，图1不同茬口烟草根际土

8、壤微生物总DNA琼脂糖凝胶电泳40甲酰胺)，电泳条件为电压100V、温度60℃、2．2PCR扩增电泳时间14