γ-聚谷氨酸对棉花生长与根际微生物的影响

作     者：陶龙锦 张经博 董正武 马晓东 涂永峰 赵冬梅 刘隋赟昊 Tao Longjin;Zhang Jingbo;Dong Zhengwu;Ma Xiaodong;Tu Yongfeng;Zhao Dongmei;Liu Suiyunhao

作者机构：新疆师范大学生命科学学院新疆乌鲁木齐830054 新疆特殊环境物种保护与调控生物实验室新疆乌鲁木齐830054 新疆特殊环境物种多样性应用与于调控重点实验室新疆乌鲁木齐830054 新疆慧尔农业集团股份有限公司新疆昌吉831100 

出 版 物：《山西农业大学学报（自然科学版）》 (Journal of Shanxi Agricultural University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2023年第43卷第4期

页      面：33-44页

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：新疆师范大学博士科研启动基金(3010010274) 

主　　题：植物生长 土壤微生物 高通量测序技术 功能表型 RDA分析 

摘      要：[目的]我国是一个农业大国,肥料利用率低下制约农业发展。如何提高肥料利用率成为我国农业发展的重要课题。γ聚谷氨酸(γPGA)因其特殊的分子结构,在提高肥料利用率方面显示了巨大潜力。因此γPGA的应用对实现农业和生态的可持续发展具有重要意义。本文旨在探究棉花植株生长及根际土壤微生物对γPGA的响应。[方法]通过盆栽实验,利用高通量测序技术分析各处理土壤微生物群落。[结果]稀释150倍的γPGA显著促进棉花生长,株高增幅45.49%、茎粗增幅13.14%、主茎叶数增幅51.88%、果枝数增幅300.75%。配施γPGA后,土壤全磷、铵态氮、速效磷、速效钾含量显著提高,且在棉花采摘后依旧维持较高水平。高通量测序结果显示γPGA配施化肥会降低细菌的ACE、Chao1、Simpson、Shannon指数,增加真菌的ACE、Chao1、Simpson、Shannon指数。配施γPGA的采后土壤中变形菌门(Proteobacteria)相对丰度下降13.49%、放线菌门(Actinobacteriota)增加12.37%、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)增加30.08%、拟杆菌门(Bacteroidota)下降6.93%、子囊菌门(Ascomycota)下降15.35%、担子菌门(Basidiomycota)增加195.47%、被孢霉门(Mortierellomycota)下降10.49%。与单施化肥和蒸馏水对照相比,γPGA配施化肥后,土壤中各菌门依旧保持高相对丰度。群落功能表型结果显示,配施γPGA土壤微生物偏向需氧型和植物共生型。进一步的RDA分析表明,土壤全氮、全磷和全钾含量是影响微生物优势菌门的关键因子。[结论]γPGA能调节土壤微生物群落变化和促进作物生长,富集有益微生物,在作物采摘后依旧维持较高的土壤生物活性,有利于农业生产。