3.討論

3.1 百香果不同連作年限土壤細菌多樣性

基于IlluminaMiseq高通量測序平臺，對不同連作年限百香果土壤進行細菌16SrRNA序列V3-V4區(qū)的高通量測序，以研究百香果不同連作年限下土壤細菌群落變化，結果表明，百香果不同種植年限間土壤細菌多樣性指數(shù)差異顯著，細菌豐富度和多樣性隨著種植年限的增加均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，其中Ace和Chao指數(shù)在種植第二年時達到最大，Shannon多樣性指數(shù)在連作第三年時達到峰值，Simpson指數(shù)在前三年逐漸降低，連作4年時與撂荒地相近。與張偉等對棉花長期連作的研究結果相似，原因可能是開墾直接改變了原生系統(tǒng)細菌群落結構變化，撂荒地開墾后，隨著有機肥等養(yǎng)分輸入，增加了細菌的豐富度和多樣性，但長時間連作后又使土壤細菌群落結構發(fā)生變化。有研究表明，施肥和耕作年限對土壤微生物有著顯著的影響，前人對苜蓿的研究也表明，苜蓿土壤細菌豐富度指數(shù)和多樣性在連作10年內(nèi)呈增加趨勢，但在連作10~16年內(nèi)呈降低趨勢，與本研究表現(xiàn)出相似的趨勢。

3.2 百香果不同連作年限細菌種類組成

高通量測序結果表明，百香果種植地樣品中共鑒定細菌28門，其中變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、浮霉菌門(Planctomycetes)是樣品中的主要優(yōu)勢門類，土壤細菌優(yōu)勢菌門類組成與馬鈴薯、紅薯、菠蘿、西紅柿和煙草等作為相似，其中變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)和放線菌門(Actinobacteria)也被認為是高通量測序下，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和其他土壤類型中最常見的菌門。綠彎菌門(Chloroflexi)、的相對豐度隨種植年限的增加呈逐漸升高的趨勢，厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)相對豐度在前3年連作中也呈逐漸升高的趨勢，與對紅薯的研究結果相似，但與對黑胡椒(Black Pepper)、大豆和馬鈴薯等作物的研究結果相反，這可能是因為連作對不同作物土壤微生物群落結構的影響不同導致，以往的研究認為，即使在相同的土壤條件下，不同植物種類和根系分泌物決定了土壤細菌群落結構。

在屬水平上，芽孢桿菌屬(Bacillus)、酸桿菌門Subgroup_6綱下未定名屬豐度隨連作年限增加而顯著增大，前者與對大豆的研究結果相似，后者與對棉花的研究結果相似。有研究認為，芽孢桿菌屬(Bacillus)細菌可以產(chǎn)生毒素以抑制土壤內(nèi)的其他菌物和動物的生長發(fā)育，一些研究認為，芽孢桿菌屬(Bacillus)產(chǎn)生的毒素可以抑制土壤內(nèi)有害昆蟲和病菌的生長，所以作物連作時，芽孢桿菌屬(Bacillus)細菌豐度降低導致土傳病蟲害增加可能是連作障礙發(fā)生的原因之一，但本研究和對大豆的研究結果表明，隨著連作年限的增長，該屬細菌豐度呈顯著升高的趨勢，這也可能會因芽孢桿菌屬(Bacillus)豐度增加，其產(chǎn)生的毒素亦會對作物本身及有益菌產(chǎn)生毒害作用，從而產(chǎn)生連作障礙。

3.3不同連作年限土壤細菌群落結構

基于樣本OUT組成及Bray-Curtis算法的主坐標分析(PCoA)和樣本層級聚類分析結果均表明，不同連作年限樣本間細菌群落組成和結構均存在顯著差異，而同一種植年限3個重復樣本間細菌群落結構較為相似，結果與大部分作物連作的研究得到的結論相同，即作物長期連作可能會極大地影響土壤微生物群落結構。但，與其他作物相比，本文的研究結果中，細菌群落結構的相似距離并未隨著連作年限的增加而增加，而是和細菌多樣性指數(shù)的變化趨勢較為相似，即呈現(xiàn)細菌群落相似距離隨連作年限的增加呈先增加后降低的趨勢，其中撂荒地細菌群落與連作第三年(TT)的細菌群落相似距離最大，出現(xiàn)這種結果的原因可能與耕作年限有關，同時，如討論3.2中所述，雖然連作對土壤細菌整體的群落組成及結構有顯著的影響，但因作物及物種基因型間的差異，不同作物連作對微生物種類及豐度的影響也各不相同，甚至會的到相反的結果。

4.結論

研究通過16S rRNA高通量測序研究了百香果連作土壤細菌多樣性和群落結構，結果表明，百香果連作顯著影響了土壤細菌群落結構和多樣性，土壤細菌的豐富度和多樣性隨連作年限的增加表現(xiàn)為先增加后降低；變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)和放線菌門(Actinobacteria)是百香果種植土壤中的主要優(yōu)勢菌門，連作對放線菌門(Actinobacteria)影響不顯著，綠彎菌門(Chloroflexi)和厚壁菌門(Firmicutes)相對豐度隨連作年限的增加顯著升高。百香果連作對土壤細菌群落結構有顯著影響，但對細菌主要種類的影響規(guī)律與其他作物研究結果有所區(qū)別，因此，需要進一步從更長連作周期和多樣本開展百香果連作對土壤微生物群落及百香果生長發(fā)育影響的研究，以探明百香果連作障礙發(fā)生機制。

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