干旱胁迫对马铃薯全生育期根际土壤细菌群落的影响.pdf

7期1953干旱胁迫对马铃薯全生育期根际土壤细菌群落的影响吉泽1，刘一依1，刘福翠1，姚遥1，祝春月1，矣晓翠1，陈斌2，肖关丽1*（1云南农业大学农学与生物技术学院，云南昆明650201；2云南农业大学植物保护学院，云南昆明650201）摘要：【目的】探讨干旱胁迫对马铃薯全生育期根际土壤细菌群落的影响，揭示马铃薯根际土壤细菌对干旱胁迫的响应机制，分析根际土壤环境因子与根际细菌群落的互作关系，为根际土壤细菌资源开发利用及提高马铃薯对干旱胁迫的适应性提供理论依据。【方法】以马铃薯品种丽薯6号为试验材料，采用盆栽控水试验，设干旱胁迫处理和正常浇水处理，通过16S rRNA进行高通量测序，分析马铃薯苗期、块茎形成期、淀粉积累期和成熟期的根际土壤细菌群落结构变化特征，并利用冗余分析和Mantel检验分析土壤环境因子与根际细菌群落的关系。【结果】不同生育时期干旱胁迫对土壤理化性质的影响不同。干旱胁迫对马铃薯根际土壤细菌种群在某一生育时期内获得的有效条带数、分类操作单元（OTU）数量及注释到的菌门、菌目、菌科和菌种数无显著影响（P0.05，下同），但显著降低块茎形成期注释到的菌纲数（P0.05，the same below），and that drought stress significantlyreduced the number of annotated phyla during tuber formation（P0.05，the same below），and significantly increased thenumber of annotated genera during starch accumulation compared with the control.diversity analysis showed that theSimpson，Chao1 and Shannon indexes were not significantly different from the control during the whole growing period ofpotato compared to normal watering，while the ACE index was significantly higher than the normal watering group at theseedling，tuber formation and maturity stages，with an inverse trend at the starch accumulation stage.Proteobacteria，Ac-idobacteriota，Actinobacteriota，Gemmatimonadota，Chloroflexi，Bacteroidota and Myxococcota were the dominant phy-lum in the rhizosphere soil during the whole growing period under drought stress and normal watering treatment；RDA andMantel test analysis showed that soil conductivity，organic carbon and pH were the key factors affecting the compositionof soil bacterial communities in potato roots.【Conclusion】Drought stress significantly affects the relative abundance ofrhizosphere soil bacteria throughout the potato reproductive period，increases the abundance and evenness of rhizospheresoil bacterial communities at seedling，tuber formation and maturity stages.Potato rhizosphere soil pH，conductivity and or-ganic carbon content are key factors affecting the structure of the potato rhizosphere soil bacterial community.Key words：potato；drought stress；rhizosphere soils；bacterial communities；soil environmental factorsFoundation items：NationalNaturalScienceFoundationof China（32360711）；Yunnan Major ScienceandTechnologyProject（2019ZG00902）7期1955料，探讨干旱胁迫对马铃薯不同生育时期根际土壤细菌群落结构的影响，揭示马铃薯根际土壤细菌对干旱胁迫的响应机制，分析根际土壤因子与根际细菌群落的互作关系，为根际土壤细菌资源开发利用及提高马铃薯对干旱胁迫的适应性提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料供试马铃薯品种为丽薯6号，由云南省会泽县农业技术推广中心提供。1.2试验方法试验采用温室盆栽法。塑料花盆高23 cm、外径30 cm；盆栽土壤取自云南农业大学后山试验田，红壤土。参照黄文莉等（2021）的方法，以正常浇水（土壤水分占田间最大持水量的75%80%）为对照（CK），以土壤水分占田间最大持水量的40%45%为干旱胁迫处理（D）。选取发育良好、芽体饱满、大小基本一致的种薯，播种前将马铃薯种薯表面用无菌水冲洗干净，用1%次氯酸钠溶液消毒10 min，70%乙醇浸泡30 s后立刻用无菌水冲洗5次，避光晒干（颜朗等，2020），将花盆内的土壤浇水至饱和含水量时开始播种。每盆定植1株，播种在土层约7 cm深处，每处理12盆，3次重复。分别于马铃薯苗期、块茎形成期、淀粉积累期和成熟期取样。干旱胁迫处理只针对取样时对应的马铃薯生育时期，其余生育时期均正常浇水。1.3土壤样品采集取样时带土挖出整株植物根系，轻抖去根系上较大的土块，剪取约15 g带土根系，置于装有灭菌溶液（0.86%NaCl）的25 mL离心管中，快速带回实验室；将离心管放在冰中30 min，每隔5 min取出摇匀1次；去掉植株根系，6000 r/min、4 低温离心30 min，去除上清液，将所得土壤沉淀物保存在无菌EP管中（覃潇敏等，2015）。取部分土样测定理化性质，剩余土样在低温冷冻状态下送至北京百迈客生物科技有限公司进行16S rRNA高通量测序。1.4土壤理化性质测定及DNA提取1.4.1土壤理化性质测定土壤速效钾采用乙酸铵溶液浸提火焰光度法测定；土壤pH采用电位法（水土比为2.5 1）测定；土壤有机碳含量采用重铬酸钾氧化外加热法测定；土壤全氮含量采用硫酸催化剂消解凯氏定氮法测定；土壤全磷含量采用NaOH碱熔钼锑抗分光光度法测定；土壤全钾含量采用NaOH碱熔火焰光度法测定；土壤碱解氮含量采用碱解扩散法测定；土壤有效磷含量采用碳酸氢钠/氟化铵盐酸浸提钼锑抗比色法测定；电导率采用电极法测定。1.4.2总DNA提取及分析样品总基因组DNA提取根据PowerSoil DNA分离试剂盒（MOBIO，USA）操作流程进行。选用通用引物338F（5-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3）和806R（5-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3）扩增16S rRNA V3V4区，PCR扩增和后续分析在Illumina Novaseq测序平台进行，利用双末端测序方法，构建小片段文库进行测序。通过对Reads拼接过滤，聚类或去噪，根据2021年42个原核生物门级别拉丁名称的重要修订（Oren andGarrity，2021），进行物种注释及丰度分析，揭示样品的物种构成；进一步进行多样性分析、多样性分析和显著物种差异分析，评估干旱胁迫对马铃薯根际土壤细菌群落结构和多样性的影响。1.5统计分析采用SPSS 24.0进行统计分析，使用方差分析检验差异显著性；运用R-studio进行相关分析、主成分分析、Mantel test分析和冗余分析，利用R-studio的DESeq2包筛选差异分类操作单元（OTU），并做可视化展示；采用Origin 2021和Excel 2019绘制图表。2结果与分析2.1干旱胁迫对不同时期马铃薯根际土壤理化性质的影响由表1可知，不同时期干旱胁迫改变了土壤的物理化学性质。与CK比较，全磷、全钾和碱性有效磷含量及电导率在4个时期的变化趋势相同，在苗期和成熟期分别较CK显著降低2.96%、3.26%、33.11%、14.49%和2.41%、8.84%、24.90%、19.95%（P0.05，下同），但显著降低了在块茎形成期注释到的菌纲数，显著增加了在淀粉积累期注释到的菌属数。在正常浇水条件下，不同时期注释到的菌门数吉泽等：干旱胁迫对马铃薯全生育期根际土壤细菌群落的影响54卷南 方 农 业 学 报 1956无显著差异，苗期和块茎形成期注释到的菌纲数显著多于淀粉积累期和成熟期，苗期和成熟期注释到的菌目、菌属和菌种数显著多于块茎形成期和淀粉积累期。干旱胁迫下获得的有效条带数、OTU数量和注释到的菌门数在4个时期内的变化规律与正常浇水相同，苗期和成熟期注释到的菌科、菌属和菌种数显著高于块茎形成期。2.3干旱胁迫对马铃薯不同生育时期根际土壤细菌多样性的影响多样性是指特定生境或特定生态系统内的物种多样性情况。由图1可知，不同处理下马铃薯根际土壤细菌均有较高的丰富度和多样性，干旱胁迫下的Simpson指数、Chao1指数和Shannon指数在马铃薯全生育期与CK无显著差异，说明干旱胁迫不会显著影响马铃薯全生育期内根际土壤细菌的优势种集中度、物种量和多样性；Chao1指数在苗期和成熟期显著高于其他2个时期，说明马铃薯根际土壤细菌群落所含物种量与生育时期有关。干旱胁迫下，ACE指数在苗期、块茎形成期和成熟期均显著高于CK，且在苗期和成熟期ACE指数达最大值，说明干旱胁迫指标IndexOTU数量Number of OTU有效条带数Effective tag门 Plylum纲 Class目 Order科 Family属 Genus种 Species处理TreatmentCKDCKDCKDCKDCKDCKDCKDCKD生育时期 Reproductive period苗期Seedling period59442.3442.8A58896.01463.5A950.35.6A963.711.7A19.70.320.00.042.70.9A43.30.7A100.01.5A101.00.6A155.02.5AB160.01.0A230.35.8A235.02.1A253.74.7B258.32.0A块茎形成期Tuber formation period41706.02267.8B37858.31081.2B749.051.0C762.36.0C20.30.719.70.741.00.6aA19.80.7bB93.31.7B94.72.4B144.71.2C143.03.5B212.04.4B214.72.3B230.74.3C231.32.2B淀粉积累期Starch accumulation period57209.3866.8A57725.31922.2A856.09.5B864.731.6B19.30.319.70.319.30.3B19.70.3B94.31.9B98.33.3AB148.72.9BC151.35.4AB210.73.9bB226.69.7aAB232.72.9C247.312.5AB成熟期Maturation period56659.3495.7A59311.0753.8A939.713.6A959.317.0A20.00.619.70.720.00.6B19.70.7B102.01.0A98.31.3AB163.02.1A155.32.3A241.75.5A236.73.2A271.05.1A262.02.9A指标Index全氮含量（g/kg）Total nitrogen content全磷含量（g/100 g）Total phosphorus content全钾含量（g/100 g）Total potassium content碱性有效磷含量（mg/kg）Alkaline active phosphorus content速效钾含量（mg/kg）Available potassium content有机碳含量（g/kg）Organic carbon content碱解氮含量（mg/kg）Alkali-hydrolyzed nitrogen content电导率（S/cm）Electrical conductivitypH处理TreatmentCKDCKDCKDCKDCKDCKDCKDCKDCKD生育时期 Reproductive period苗期Seedling period2.0160.069A2.0540.014A0.01690.0000aA0.01640.0000bB0.34310.0010aB0.33190.0000bB133.610.68aA89.371.07bD411.630.73aB308.501.25bB27.300.49B28.210.14B179.450.58aA166.180.54bC1699.673.48aA1453.332.03bA6.700.08C6.910.03C块茎形成期Tuber formation period2.0070.007A1.9560.042B0.01620.0000bB0.01710.0000aA0.30580.0000bD0.32820.0010aBC126.730.70bB154.370.53aB327.581.62aD308.711.19bB30.180.01bA32.640.53aA172.510.54bB180.480.94aA205.332.60bD407.671.45aD7.730.03A7.630.15A淀粉积累期Starch accumulation period1.9320.025aB1.7720.018bC0.01630.0000bB0.01680.0000aA0.31230.0000bC0.35350.0000aA132.251.18bA227.571.17aA366.711.58aC342.590.69bA27.601.18B29.321.10B160.790.41bC171.602.18aB1225.343.18bC1341.001.73aB7.060.05B6.970.13BC成熟期Maturation period1.8240.040bC1.9450.001aB0.01660.0000aB0.01620.0000bB0.35310.0010aA0.32190.0060bC133.711.02aA100.411.24bC429.432.16aA292.611.10bC27.741.28B28.700.19B157.500.66bD164.500.50aC1462.006.93aB1170.351.45bC6.690.09bC7.220.06aB表 1不同时期干旱胁迫下马铃薯根际土壤理化性质Table 1Rhizosphere soil physical and chemical properties of potato under drought stress in different periods同一指标同列数据后不同小写字母表示处理间显著显著（P0.05），同行数据后不同大写字母表示不同生育时期间差异显著（P0.05）。表2同Different lowercase letters in the same column for the same indicator indicated significant between treatments（P0.05），and different uppercase let-ters in the same row indicated significant difference between different reproductive periods（P0.05）.The same was applied in Table 2表 2不同时期干旱胁迫下马铃薯根际细菌测序基本信息Table 2Basic information of potato rhizosphere bacteria sequencing under drought stress in different periods7期1957提高了马铃薯在苗期、块茎形成期和成熟期根际土壤细菌群落丰富性和均匀度，在淀粉积累期呈相反趋势。2.4干旱胁迫下马铃薯不同生育时期根际土壤细菌群落组成及土壤环境因子与细菌群落的相关性2.4.1门水平分析从图2可看出，在门分类水平，干旱胁迫与正常浇水处理下马铃薯全生育期内根际土壤细菌丰度前9的细菌菌门主要是变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、放线菌门（Actinobacteriota）、芽单胞菌门（Gemmatimonadota）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidota）、粘球菌门（Myxococcota）、硝化菌门（Nitrospirota）和Methylomirabilota，干旱胁迫不会改变各个时期内的优势菌门，其中，酸杆菌门是苗期的优势菌门，变形菌门是块茎形成期、淀粉积累期和成熟期的优势菌门。干旱胁迫使马铃薯根际土壤细菌相对丰度在门水平发生了显著明显变化，与正常浇水相比，干旱胁迫下变形菌门相对丰度在马铃薯全生育时期内均降低，在苗期、淀粉积累期和成熟期分别降低24.79%、10.05%和24.79%；酸杆菌门相对丰度在淀粉积累期降低9.29%，在其余3个时期分别增加0.83%、12.49%和70.79%；放线菌门相对丰度在马铃薯全生育时期图 1干旱胁迫下马铃薯不同生育时期根际土壤细菌多样性Fig.1Bacterial diversity of potato rhizosphere soil at different reproductive periods of drought stressM：苗期；K：块茎形成期；S：淀粉积累期；C：成熟期。图柱上不同小写字母表示差异显著（P0.05）M：Seedling period；K：Tuber formation period；S：Starch accumulation period；C：Maturation period.Different uppercase letters on the bar indicatedsignificant difference（P0.05）生育时期Reproductive periodACE指数ACE index1200110010009008007006005004003002001000生育时期Reproductive periodChaol指数Chaol index110010009008007006005004003002001000生育时期Reproductive periodShannon指数Shannon index11109876543210生育时期Reproductive periodSimpson指数Simpson index1.21.11.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0SSSS吉泽等：干旱胁迫对马铃薯全生育期根际土壤细菌群落的影响54卷南 方 农 业 学 报 1958内均升高，苗期、块茎形成期、淀粉积累期和成熟期分别增加117.75%、7.52%、184.25%和4.13%；芽单胞菌门相对丰度在苗期和块茎形成期分别提高5.79%和14.06%，在淀粉积累期和成熟期分别降低29.30%和16.10%；绿弯菌门相对丰度在苗期、块茎形成期、淀粉积累期分别降低5.81%、7.65%和16.63%，在成熟期增加7.16%；拟杆菌门相对丰度在淀粉积累期无差异，在苗期和成熟期分别降低12.72%和26.36%，而在块茎形成期增加54.79%。干旱胁迫下多数菌门相对丰度的变化差异达显著或极显著（P0.01，下同）水平。从图3可看出，在门分类水平上，变形菌门与速效钾含量呈极显著正相关，与碱解氮含量呈显著负相关；放线菌门与速效钾含量呈显著负相关，与碱解氮含量呈显著正相关；芽单胞菌门与电导率呈极显著正相关，与有机碳含量和pH呈显著或极显著负相关；绿弯菌门和硝化菌门与全氮和碱解氮含量呈极显著正相关，与全钾含量呈显著或极显著负相关；拟杆菌门与全氮和碱解氮含量呈显著或极显著负相关；粘球菌门与有机碳含量呈显著负相关；Methylo-mirabilota与全氮含量呈极显著正相关，与全钾含量呈显著负相关。2.4.2纲水平分析从图4可看出，在纲分类水平，干旱胁迫与正常浇水处理下马铃薯全生育期内根际土壤细菌丰度前9的菌纲主要是Vicinamibacte-ria、-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、芽单胞菌纲（Gemmatimona-detes）、放线菌纲（Actinobacteria）、拟杆菌纲（Bacte-roidia）、Blastocatellia、螺旋菌纲（Nitrospiria）和酸微菌纲（Acidimicrobiia），其中，Vicinamibacteria是苗图 2干旱处理下马铃薯根际土壤细菌在门分类水平上的组成情况Fig.2Phylum level composition of potato rhizosphere soil bacteria under drought treatment*表示D与CK差异显著（P0.05），*表示D与CK差异极显著（P0.01）。图4和图6同*represented significant difference betweem D and CK（P0.05），*represented extremely significant difference betweem D and CK（P0.01）.The same was applied in Fig.4 and Fig.6DCKDCKDCKDCK苗期 Seedling period块茎形成期 Tuber formation period淀粉积累期 Starch accumulation period成熟期 Maturity period平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportion*7期1959期、块茎形成期和淀粉积累期的优势菌纲，-变形菌纲是成熟期正常浇水下的优势菌纲。干旱胁迫使马铃薯根际土壤细菌相对丰度在纲水平发生明显变化，与正常浇水相比，干旱胁迫下Vicinamibacteria和螺旋菌纲相对丰度在苗期和淀粉积累期分别降低2.75%、10.34%和20.24%、34.64%，在块茎形成期和成熟期分别增加10.94%、78.23%和11.94%、13.87%；芽单胞菌纲和酸微菌纲相对丰度在苗期和块茎形成期分别增加7.74%、14.36%和21.20%和15.80%，在淀粉积累期和成熟期分别降低28.91%、10.35%和23.25%、20.33%；-变形菌纲相对丰度在苗期、块茎形成期、淀粉积累期和成熟期分别降低18.47%、9.68%、4.24%和21.23%；放线菌纲相对丰度在4个生育 时 期 内 分 别 增 加 117.61%、7.35%、560.89%和21.42%；-变形菌纲相对丰度在苗期、淀粉积累期和成熟期分别降低30.80%、15.15%和28.25%，在块茎形成期增加10.49%；拟杆菌纲相对丰度在苗期和成熟期分别降低12.39%和23.79%，在块茎形成期和淀粉积累期分别增加52.03%和1.98%。干旱胁迫下多图 4干旱处理下马铃薯根际土壤细菌在纲分类水平上的组成情况Fig.4Class level composition of potato rhizosphere bacteria under drought treatment图 3干旱处理下马铃薯根际土壤环境因子与土壤细菌群落在门分类水平上的相关性Fig.3Correlation between potato rhizosphere soil environmen-tal factors and soil bacterial community at phylum levelunder drought stresstN：全氮；tP：全磷；tK：全钾；AaP：碱性有效磷；FaK：速效钾；oC：有机碳；aN：碱解氮；Ec：电导率。*表示显著相关（P0.05），*表示极显著相关（P0.01）。图5、图7和图9同tN：Total nitrogen；tP：Total phosphorus；tK：Total potassium；AaP：Al-kaline active phosphorus；FaK：Available potassium；oC：Organic car-bon；aN：Alkali-hydrolyzable nitrogen；Ec：Conductivity.*representedsignificant correlation（P0.05），*represented extremely significantcorrelation（P0.01）.The same was applied in Fig.5，Fig.7 and Fig.9苗期 Seedling period块茎形成期 Tuber formation period淀粉积累期 Starch accumulation period成熟期 Maturity periodDCKDCKDCKDCK平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportiontNtPtK AaP FaK oCaNEc pH*吉泽等：干旱胁迫对马铃薯全生育期根际土壤细菌群落的影响1.00.80.60.40.20.0-0.2-0.4-0.6-0.8-1.054卷南 方 农 业 学 报 1960图 5干旱处理下马铃薯根际土壤环境因子与土壤细菌群落在纲分类水平上的相关性Fig.5Correlation between potato rhizosphere soil environmen-tal factors and soil bacterial community at class levelunder drought stress数菌纲相对丰度的变化差异达显著或极显著水平。从图5可看出，在纲分类水平上，Vicinamibacteria与有机碳含量呈显著负相关；-变形菌纲与全氮含量和pH呈显著负相关，与碱性有效磷和速效钾含量呈显著或极显著正相关；-变形菌纲与全磷和碱解氮含量呈显著负相关；芽单胞菌纲与全氮含量呈显著正相关；放线菌纲与速效钾含量呈极显著负相关，与碱解氮含量呈显著正相关；拟杆菌纲与全氮和碱解氮含量呈显著或极显著负相关，与全钾含量呈显著正相关，螺旋菌纲与全氮和碱解氮含量呈极显著正相关，与全钾含量呈显著负相关；Blastocatellia与全氮含量和电导率呈显著正相关，与碱性有效磷含量呈显著负相关。2.4.3属水平分析从图6可看出，在属分类水平，干旱胁迫与正常浇水处理下马铃薯全生育期内根际土壤细菌丰度前9的细菌菌属主要是Vicinami-bacterales、Vicinamibacteraceae、芽单胞菌属（Gem-matimonas）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、硝化螺菌属（Nitrospira）、SC_I_84、RB41、-蛋白杆菌属（gamma_proteobacterium）和MND1，苗期、块茎形成期、淀粉积累期的优势菌属不受干旱胁迫影响，成熟期正常浇水和干旱胁迫下的优势菌属分别为鞘氨醇单胞菌属和Vicinamibacterales。干旱胁迫使马铃薯根际土壤细菌相对丰度在属水平发生明显变化，与正常浇水相比，干旱胁迫下Vicinamibacterales、Vicina-mibacteraceae、硝化螺菌属、SC_I_84和-蛋白杆菌属相对丰度在苗期和淀粉积累期降低，分别降低5.39%、0.05%、20.24%、20.97%、16.76%和25.73%、3.45%、34.64%、13.80%、1.25%，在块茎形成期和成熟期增加，分别增加4.04%、8.85%、11.94%、50.20%、29.79%和53.81%、97.47%、13.87%、139.36%、99.20%；RB41和MND1相对丰度在苗期和成熟期分别增加7.08%、5.93%和41.55%、30.68%，在块茎形成期和淀粉积累期分别降低10.40%、10.78%和16.49%、17.39%；鞘氨醇单胞菌属相对丰度在苗期、淀粉积累期和成熟期分别降低47.45%、32.75%和42.12%，在块茎形成期降低44.50%；芽单胞菌属相对丰度在苗期和块茎形成期分别增加7.87%和1.18%，在淀粉积累期和成熟期分别降低27.47%和8.75%。干旱胁迫下多数菌属相对丰度的变化差异达显著或极显著水平。从图7可看出，在属分类水平上，MND1与全磷、碱性有效磷、有机碳和碱解氮含量呈显著或极显著负相关，RB41与全磷、碱性有效磷和有机碳含量呈显著或极显著负相关；SC_I_84与速效钾含量和电导率呈显著负相关，与pH呈显著正相关；硝化螺菌属与全氮和碱解氮含量呈极显著正相关，与全钾含量呈显著负相关；鞘氨醇单胞菌属与碱性有效磷和速效钾含量呈极显著正相关，与全氮含量和pH呈显著负相关；芽单胞菌属与电导率和全氮含量呈显著或极显著正相关，与有机碳含量和pH呈显著负相关；Vicinamibacteraceae与全氮含量呈极显著正相关，与速效钾含量呈显著负相关；Vicinamibacterales与有机碳含量呈显著负相关。2.5基于细菌群落门、纲、属分类水平的多样性分析采用主成分分析（PCA）对干旱胁迫下的马铃薯根际土壤细菌群落进行多样性分析，结果（图8）显示：在门分类水平上，正常浇水和干旱胁迫处理的马铃薯根际土壤细菌群落在组成上有相似部分，也有差异部分，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）对细菌群落结构组成变异的解释量分别为36.533%和21.839%，累积解释量为58.372%（图8-A）；在纲分类水平上，PC1和PC2对细菌群落结构组成变异的解释量分别为29.779%和20.861%，累积解释量为50.640%（图8-B）；在属分类水平上，正常浇水与干旱胁迫处理的马铃薯根际土壤细菌群落在组成上相互独立，PC1和PC2对细菌群落结构组成变异的解释量分别为34.169%和23.321%，累积解释量57.490%（图8-C）。2.6细菌群落结构与根际土壤理化性质的关系冗余分析（RDA）结果（图9-A）表明，不同时期干旱胁迫下马铃薯根际土壤细菌群落结构明显不同，正常浇水下淀粉积累期和苗期相似，干旱胁迫下苗期和成熟期相似，块茎形成期的正常浇水和干旱胁迫处理相似，而成熟期正常浇水处理和淀粉积累期干旱胁迫处理各成一体。RDA1、RDA2解释度分别为20.52%和18.71%，合计解释度为39.23%。在单tNtPtK AaP FaK oC aNEc pH1.00.80.60.40.20.0-0.2-0.4-0.6-0.8-1.07期1961因素影响中，土壤电导率、有机碳含量、pH和碱解氮含量是影响土壤细菌群落组成的重要因子。pH、有机碳、碱解氮和全磷在土壤电导率上的投影在负方向，说明土壤电导率与之存在负相关关系，同理可知，全钾与碱解氮、pH、有机碳和全氮存在负相关关系，全氮与全磷存在负相关关系，土壤电导率与全钾、pH与碱解氮和有机碳存在正相关关系。pH与KD和KCK的夹角为锐角，与MD、CD、MCK和DCK的夹角为钝角，说明pH与KD和KCK处理下的马铃薯根际土壤细菌群落呈正相关，与MD、CD、MCK和DCK处理下的马铃薯根际土壤细菌群落呈负相关，土壤有机碳含量与之有相同效应，电导率则相反。Mantel检验结果（图9-B）表明，土壤电导率、pH和有机碳含量是显著或极显著影响正常浇水和干旱胁迫下马铃薯根际土壤细菌群落组成的关键因子。2.7干旱胁迫下马铃薯根际土壤细菌菌群差异OTU分析用R-studio的DESeq2包将差异倍数大于2的OTUs进行注释，共发现46个差异倍数大于2的OTUs，这些差异OTUs在干旱胁迫处理下丰度显著增加的有24个，显著下降的有22个（图10-A）。注释到门分类水平的OTUs包括酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门、变形菌门和疣微菌门（Verru-comicrobiota），其中，芽单胞菌门、变形菌门在正常图 7干旱处理下马铃薯根际土壤环境因子与土壤细菌群落在属分类水平上的相关性Fig.7Correlation between potato rhizosphere soil environmen-tal factors and soil bacterial community at genus levelunder drought stress图 6干旱处理下马铃薯根际细菌在属分类水平上的组成情况Fig.6Genus level composition of potato rhizosphere bacteria under drought treatment苗期 Seedling period块茎形成期 Tuber formation period淀粉积累期 Starch accumulation period成熟期 Maturity periodDCKDCKDCKDCK平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportion平均比例（%）Mean proportiontNtPtK AaP FaK oC aN Ec pH1.00.80.60.40.20.0-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0*吉泽等：干旱胁迫对马铃薯全生育期根际土壤细菌群落的影响54卷南 方 农 业 学 报 1962浇水处理下丰度显著增加，酸杆菌门、放线菌门在干旱胁迫处理下丰度显著增加（图10-B）。3讨论在各种环境因子刺激下，根际土壤养分有效性会发生明显变化（周健民和沈仁芳，2013），其中，水分是影响根际土壤养分转化及其有效性的最重要非生物因子之一。干旱胁迫对植物根际养分的影响表现因植物种类不同而存在差异。有研究发现，干旱胁迫下，玉米、白羊草根际土壤铵态氮、硝态氮、氨基态氮、酰胺态氮及一些简单的多肽和蛋白质类化合物增加（韩希英和宋凤斌，2006；李晓月，2011）；也有研究表明，干旱胁迫下，刺槐、小麦和核桃根际土壤中有效氮含量降低，大叶相思和柠檬按根际土壤中有效氮含量随干旱强度的增大呈先降低后升高的变化趋势（Benizri et al.，2007）。本研究发现，干旱胁迫对马铃薯苗期和块茎形成期根际土壤全氮含量无显著影响，淀粉积累期显著降低，成熟期显著增加；碱解氮含量