Analysis of Bacterial Diversity in the Rhizosphere Soil of Salsolapasserina and Its Correlation with the Soil Physical and Chemical Properties

doi:10.13304/j.nykjdb.2021.0015

Abstract

Abstract:

In order to understand the ecological adaptation mechanism of Salsolapasserina， high-throughput sequencing of bacterial 16S rDNA， pure culture and fluorescence staining laser confocal microscope counting methods were used to study the bacterial groups in the rhizosphere soil of Salsolapasserina and their correlation with soil physical and chemical properties in Jingtai desert steppe of Gansu Province. The results showed that the number of OUTs in the rhizosphere soil was 5 655， while that of non-rhizosphere soil was 4 665， and the bacterial diversity of the rhizosphere soil was significantly higher than that of the non-rhizosphere soil. The numbers of cultivable bacteria and the total bacteria in rhizosphere soil were 1.62×10⁶ CFU·g^-1 and 1.33×10⁷·g^-1，^{respectively， which were higher than those in non-rhizosphere soil （5.40×10⁵ CFU·g^-1 and 1.12×10⁷·g^-1）. The dominant phyla included Actinobacteria， Planctomycetes， Proteobacteria， Gemmatimonadetes， Acidobacteria， Chloroflexi， Bacteroidetes， Firmicutes and Verrucomicrobia， which accounted for 97.7% of the total number of bacteria. The dominant genera were Rubrobacter， RB41， Nocardioides， Streptomyce， Pir4_lineage， Bacillus， Solirubrobacter， Gemmatimonas and Pirellula. The correlation analysis of the main flora and soil factors showed that the soil physical and chemical properties were the key determinants affecting the composition of soil bacterial community.}

Key words: desert steppe, Salsolapasserina, bacterial community diversity, high-throughput sequencing, physical and chemical properties of soil

摘要：

为了解珍珠猪毛菜（Salsolapasserina）的生态适应机制，采用细菌16S rDNA高通量测序、纯培养方法及荧光染色激光共聚焦显微镜计数法研究了甘肃景泰地区荒漠草原珍珠猪毛菜根际土壤的细菌类群及其与土壤理化性质相关性，并与荒漠土壤进行对比。结果表明，珍珠猪毛菜根际土壤的养分含量显著高于荒漠土壤。猪毛菜根际土壤微生物检测到5 655 OUT，其中特有的为2 580个。根际土壤可培养细菌数和细菌总数分别为1.62×10⁶ CFU·g^-1和1.33×10⁷个·g^-1，高于非根际土壤（5.40 ×10⁵ CFU·g^-1和1.12×10⁷ 个·g^-1）；且2种土壤细菌的多样性存在显著差异。珍珠猪毛菜根际土壤中优势细菌门为放线菌门（Actinobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）、变形菌门（Proteobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobia），占总细菌类群的97.7%；优势细菌属依次为红色杆菌属（Rubrobacter）、RB41、类诺卡氏菌属（Nocardioides）、链霉菌属（Streptomyces）、Pir4_lineage、芽孢杆菌属（Bacillus）、土壤红杆菌属（Solirubrobacter）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和小梨形菌属（Pirellula）。主要菌群及环境因子的相关分析表明，土壤养分含量、pH和含水率是影响土壤细菌群落组成的重要因子。

关键词: 荒漠草原, 珍珠猪毛菜, 细菌多样性, 高通量测序, 土壤理化性质

CLC Number:

S154

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Figures/Tables 10

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理化因子 Physical and chemical factor	根际土壤 RS	非根际土壤 NR
全氮TN/（g·kg^-1）	0.15±0.012 1 a	0.09±0.024 1 b
全磷TP/（g·kg^-1）	0.20±0.001 7 a	0.20±0.000 1 a
全钾TK/（g·kg^-1）	19.96±4.320 2 a	16.87±0.157 5 b
速效氮AN/（mg·kg^-1）	14.61±0.565 6 a	9.93±0.280 0 b
速效磷AP/（mg·kg^-1）	0.12±0.001 8 a	0.10±0.002 2 b
速效钾AK/（mg·kg^-1）	0.28±0.004 3 a	0.15±0.016 0 b
pH	8.26±0.264 6 b	8.87±0.052 9 a
含水量WC/%	6.33±0.413 7 b	7.65±0.307 6 a

理化因子 Physical and chemical factor	根际土壤 RS	非根际土壤 NR
全氮TN/（g·kg^-1）	0.15±0.012 1 a	0.09±0.024 1 b
全磷TP/（g·kg^-1）	0.20±0.001 7 a	0.20±0.000 1 a
全钾TK/（g·kg^-1）	19.96±4.320 2 a	16.87±0.157 5 b
速效氮AN/（mg·kg^-1）	14.61±0.565 6 a	9.93±0.280 0 b
速效磷AP/（mg·kg^-1）	0.12±0.001 8 a	0.10±0.002 2 b
速效钾AK/（mg·kg^-1）	0.28±0.004 3 a	0.15±0.016 0 b
pH	8.26±0.264 6 b	8.87±0.052 9 a
含水量WC/%	6.33±0.413 7 b	7.65±0.307 6 a

样品 Sample	Chao1指数 Chao1 index	Shannon 指数 Shannon index
根际土壤RS	6 461.13±584.37 a	10.35±0.10 b
非根际土壤NR	5 524.19±297.09 a	9.72±0.12 a

样品 Sample	Chao1指数 Chao1 index	Shannon 指数 Shannon index
根际土壤RS	6 461.13±584.37 a	10.35±0.10 b
非根际土壤NR	5 524.19±297.09 a	9.72±0.12 a

理化因子 Physical and chemical factor	可培养细菌数量 Culturable bacteria count	细菌总数 Total bacterial count
全氮 TN	0.565	0.670
全磷 TP	0.800	0.578
全钾 TK	0.718	0.672
速效氮 AN	0.396	0.738
速效磷 AP	0.537	0.726
速效钾 AK	0.413	0.745
pH	-0.950^**	-0.022
含水率 WC	-0.309	-0.115