秸秆焚烧对白叶枯病稻田中致病菌和抗生素抗性基因的影响

作     者：王彬浩 陈彦博 刘荣杰 王冬群 董作珍 狄蕊 王笑 吴愉萍 WANG Binhao;CHEN Yanbo;LIU Rongjie;WANG Dongqun;DONG Zuozhen;DI Rui;WANG Xiao;WU Yuping

作者机构：浙江大学环境与资源学院浙江杭州310058 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311200 宁海县农业技术推广站浙江宁波315600 慈溪市农业监测中心浙江宁波315300 宁波市海曙区农业技术管理服务站浙江宁波315012 宁波市镇海区农业技术推广总站浙江宁波315200 宁波市江北区农业技术推广服务站浙江宁波315033 宁波市农业农村绿色发展中心浙江宁波315012 

出 版 物：《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 (Journal of Zhejiang University:Agriculture and Life Sciences)

年 卷 期：2023年第49卷第6期

页      面：840-852页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：浙江省宁波市农业技术推广项目(2021NT009) 浙江省宁波市江北区科技计划项目(2021B01) 

主　　题：秸秆焚烧 白叶枯病 致病菌 抗生素抗性基因 

摘      要：白叶枯病是水稻的重要病害之一。为了解秸秆焚烧对稻田土壤中病原菌和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的影响,从浙江省宁波市水稻白叶枯病暴发区分别采集土壤和稻茬样品,并对采集的样品进行宏基因组高通量测序。结果表明:稻茬内致病菌相对丰度显著高于土壤,秸秆焚烧后土壤中除了速效钾含量显著升高,其他理化特性变化不明显。秸秆焚烧前后致病菌群落多样性总体上差异不明显,但是秸秆焚烧导致稻茬内水稻黄单胞菌(Xanthomonas oryzae)的相对丰度急剧降低。秸秆焚烧后土壤和稻茬内ARGs相对丰度提高,但与秸秆焚烧前差异不显著(P0.05),而稻茬内移动基因元件(mobile genetic elements,MGEs)相对丰度显著降低(P0.05)。此外,秸秆焚烧后致病菌和ARGs共存网络中正相关连接数占比有所下降。曼特尔(Mantel)分析表明:含水量(r=0.642,p0.01)、pH值(r=0.582,p0.05)、总有机碳含量(r=0.325,p0.05)、总氮含量(r=0.570,p0.01)和有效磷含量(r=0.311,p0.05)与土壤ARGs组成密切相关;而溶解有机碳含量(r=0.275,p0.05)和速效钾含量(r=0.312,p0.05)与稻茬内ARGs组成相关,且溶解有机碳含量(r=0.201,p0.05)显著影响稻茬内致病菌群落结构。综上所述,秸秆焚烧降低了稻茬内水稻黄单胞菌的相对丰度,暗示可以通过秸秆焚烧防控水稻白叶枯病;同时,致病菌和ARGs正相关共存关系的减弱和MGEs相对丰度的降低也表明秸秆焚烧可能遏制潜在耐药致病菌的形成。鉴于对土壤生物复合污染影响的复杂性,秸秆焚烧对稻田致病菌和抗生素抗性基因的影响还需要长期定位试验来进一步探讨。