Differentiations between Microbes in Cultivated and Wild Paris Polyphylla Field Soils
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摘要:目的 探明栽培与野生七叶一枝花土壤细菌群落组成的差异。方法 采用illumina miseq 2×300 bp高通量测序对栽培与野生七叶一枝花土壤的细菌16S rRNA基因序列进行测序分析；同时，利用LDA Effect Size（LEfSE）软件对组间群落微生物丰富度的差异分析，比较栽培与野生七叶一枝花土壤细菌群落组成的差异，明确影响2种栽培模式的重要微生物门类。结果 七叶一枝花土壤中的微生物组成中，野生七叶一枝花土壤细菌种类优于栽培七叶一枝花土壤。丰富度指数（Ace和Chao）和多样性指数（Shannon和Simpson）分析表明，野生七叶一枝花土壤细菌群落更具有更高的丰富性和多样性。在门水平，栽培和野生七叶一枝花土壤细菌群落具有显著差异的门包括Firmicutes、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）和螺旋菌门（Spirochaetae）；显著差异的属包括芽孢杆菌（Bacillus）、纤线杆菌属（Ktedonobacter）和类芽孢杆菌（Paenibacillus）等。利用LEfSE软件对组间群落微生物丰富度的差异分析发现，厚壁菌门（Firmicutes）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）是野生七叶一枝花土壤样本中的优势菌门，优势属包括芽孢杆菌（Bacillus）、类芽孢杆菌（Paenibacillus）、Tumebacillus、Mucilaginibacter、硝化螺菌属（Nitrospira）、Shimazuella和Singulisphaera；栽培七叶一枝花土壤样本中起到重要作用的门水平细菌群落是装甲菌门（Armatimonadetes），属水平细菌群落是Bryobacter、Aquicella和纤线杆菌属（Ktedonobacter）。相关性分析结果表明，土壤pH与土壤全钾是影响七叶一枝花土壤微生物群落多样性的主要因素。结论 不同栽培模式和土壤养分影响七叶一枝花土壤微生物多样性，为七叶一枝花的栽培管理与维护提供参考。Abstract:Objective Diversity of the microbial communities in soils of cultivated and wild Paris polyphylla var. chinensis fields were compared.Method Total DNA of the microbes on cultivated land grown P. polyphylla plants or at field of the plants in the wild were sequenced using high throughput Illumina Miseq (2×300 bp). Structure and abundance of the microbial communities in soils of the fields were comparatively analyzed by LDA Effect Size.Result The microbial diversity of the wild P. polyphylla lots was richer than the cultivated land. The Chao, Ace, Shannon, and Simpson indexes of the wildP. polyphylla soil were higher than the cultivated counterparts. The communities significantly differed on the abundant phyla of Firmicutes, Nitrospirae, and Spirochaetae, and on the genera of Bacillus, Ktedonobacter, and Paenibacillus. LDA Effect Size showed Firmicutes and Nitrospirae to be the predominant phyla, while Bacillus, Paenibacillus, Tumebacillus,Mucilaginibacter, Nitrospira, Shimazuella, and Singulisphaera the dominant genera in the wild. In the cultivated soil, the Armatimonadetes phylum and the Bryobacter, Aquicella, and Ktedonobacter genera predominated the community. pH and total potassium content of soil were the critical factors affecting the diversity of a microbial community.Conclusion Cultivation and soil nutrients significantly differentiated the microbial composition at a P. polyphylla field.
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Keywords:
- Paris polyphylla var. chinensis /
- rhizosphere /
- soil /
- metagenomics /
- diversity
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0. 引言
【研究意义】黄麻（Corchorus capsularis L.）为一年生韧皮纤维作物，生产上有长果种和圆果种两个栽培种，根据用途可分为纤用黄麻和菜用黄麻。菜用黄麻主要作为蔬菜进行食用，在中国广西、广东、福建、重庆等地区均有栽培和食用黄麻嫩茎叶的习惯[1]。菜用黄麻叶含有丰富的粗蛋白、膳食纤维、维生素、氨基酸、矿物质及硒等微量元素，还含有多糖、总酚、总黄酮等生物活性成分，具有抗氧化、抗炎、缓解疼痛、抑制肿瘤、抑菌、润肠通便等功效[2−4]。近年来随着人们对人类健康的日益关注，植物天然活性成分引起了人们的极大关注，总酚、总黄酮、多糖等成分被广泛研究。品种、生育期、组织部位等显著影响植物天然活性成分的合成积累及含量[5]。因此研究不同生育期菜用黄麻叶总酚、总黄酮、多糖的积累特性，对菜用黄麻的合理采收和开发利用具有重要意义。【前人研究进展】不同作物品种在不同生育期生物活性物质成分含量变化存在显著差异。史冠莹等[6]研究表明产地气候、生长环境、生长期等因素均会影响香椿的物质组成及含量。徐建霞等[7]研究表明玉米须的总黄酮和多糖含量从未授粉期到成熟期呈下降的趋势，相同生长期不同品种的总黄酮和多糖含量均存在差异；安景舒等[8]研究表明不同梨品种间总酚和黄酮含量存在差异，且不同组织的总酚和黄酮含量显著差异；宋彪等[9]研究表明柚的总酚、总黄酮相对含量和积累量在果皮和果肉上存在显著的品种差异，成熟期总酚及总黄酮平均相对含量和积累量较膨大期升高。目前关于黄麻生物活性成分的研究主要集中在物质提取、抗氧化能力评估等方面[10−12]，关于黄麻生物活性物质成分积累的研究相对较少。Adedayo等[13]研究表明不同食用黄麻品种的生物活性成分存在较大的差异；Yan等[14]研究表明长果种黄麻的整株、叶、茎的总黄酮及总酚含量存在显著差异；Biswas等[15]研究表明圆果种黄麻叶的总黄酮和总多酚含量分别在3.04～7.89 mg·g−1和5.12～7.61 mg·g−1，长果种黄麻叶的总黄酮和总多酚含量分别在5.26～13.66 mg·g−1和5.41～7.78 mg·g−1。冯湘沅等[16]研究表明圆果种黄麻叶多糖的含量高于长果种，两种多糖理化特征存在差异。【本研究切入点】虽然前人对黄麻叶的总酚、总黄酮、多糖等生物活性成分进行了研究报道，但多集中在某一特定时期，关于菜用黄麻不同生育期总酚、总黄酮、多糖的积累特性研究有待深入探讨。【拟解决的关键问题】以圆果种菜用黄麻桂麻菜1号和桂麻菜2号为试验材料，以市售秋葵、山药、油麦菜为对照，测定菜用黄麻苗期、打顶期、开花期、蒴果期叶的总酚、总黄酮和多糖含量，比较菜用黄麻与对照品种的差异，分析生育期与总酚、总黄酮、多糖含量的相关性，明确菜用黄麻叶总酚、总黄酮和多糖的积累特性，旨在为菜用黄麻的合理采收及开发利用提供参考依据。
1. 材料与方法
1.1 试验材料
供试菜用黄麻品种为圆果种黄麻桂麻菜1号和桂麻菜2号，由广西农业科学院经济作物研究所提供。山药、秋葵、油麦菜采购于南宁市蔬菜市场。
1.2 试验方法
田间试验采用随机区组设计，3次重复。5月10日播种，行长2.5 m，行距40 cm，株距10 cm，共10行，小区面积为10.0 m2。田间管理为常规管理，分别于苗期（6月10日）、打顶期（6月23日）、开花期（7月17日）、蒴果期（8月7日）进行取样。每次取样在小区中随机选取10株黄麻，采集植株嫩叶，将嫩叶置于烘箱中105 ℃杀青15 min后，60 ℃烘干至恒重，粉碎后放入干燥器中备用。
以市售采收期块根类蔬菜山药、荚果类蔬菜秋葵、叶菜类蔬菜油麦菜为对照，将其清洗干净后，于烘箱中105 ℃杀青15 min后，60 ℃烘干至恒重，粉碎后放入干燥器中备用。
1.3 测定项目及方法
总酚含量参照魏旭等的方法[17]进行测定；总黄酮含量参照中华人民共和国药典（2020版）沙棘总黄酮含量测定方法进行测定[18]；多糖含量参照中华人民共和国药典（2020版）铁皮石斛多糖含量测定方法进行测定[18]。
1.4 统计分析
采用Excel 2019进行数据处理和作图，采用SPSS22.0进行Duncan's方差分析和Pearson相关分析。
2. 结果与分析
2.1 不同生育期总酚含量的变化
由表1可知，同一菜用黄麻品种在不同生育期的总酚含量存在差异，其中桂麻菜1号各生育期之间含量差异显著（P＜0.05，下同）。2个菜用黄麻品种的总酚含量随生育期延长呈现先下降后上升的趋势，蒴果期的总酚含量显著高于其他生育期，分别为4.064 mg·g−1和3.852 mg·g−1，打顶期的总酚含量显著低于其他生育期。
表 1 不同生育期各品种总酚含量的变化Table 1. Total phenolics in different varieties at growth stages生育期
Growth stage总酚含量
Total phenolics content/（mg·g−1）桂麻菜1号
Guimacai No.1桂麻菜2号
Guimacai No.2山药
Chinese yam秋葵
Okra油麦菜
Lettuce苗期
Seedling stage3.631±0.036 Ba 3.614±0.022 Ba 0.710±0.005 Ad 2.625±0.046 Ab 2.453±0.022 Ac 打顶期
Topping stage2.769±0.065 Db 3.101±0.019 Ca 0.710±0.005 Ae 2.625±0.046 Ac 2.453±0.022 Ad 开花期
Flowering stage3.494±0.045 Ca 3.626±0.162 Ba 0.710±0.005 Ad 2.625±0.046 Ab 2.453±0.022 Ac 蒴果期
Capsule stage4.064±0.032 Aa 3.852±0.038 Ab 0.710±0.005 Ae 2.625±0.046 Ac 2.453±0.022 Ad 同一品种同列数据后不同大写字母表示不同生育期间差异显著（P＜0.05），同行数据后不同小写字母表示不同品种间差异显著（P＜0.05）。下同。
Different capital letters in the same column of the same cultivar indicated significant difference at P＜0.05 between growth stage. Different lowercase letters in the same row indicated significant difference at P＜0.05 between different varieties. Same for below.生育期相同时，2个菜用黄麻品种的总酚含量在苗期和开花期时差异不显著，打顶期时桂麻菜2号的总酚含量显著高于桂麻菜1号，而蒴果期时桂麻菜1号的总酚含量显著高于桂麻菜2号。3个对照品种的总酚含量依次为秋葵＞油麦菜＞山药，3个对照品种之间总酚含量差异显著。在整个生育期桂麻菜1号和桂麻菜2号的总酚含量均显著高于对照品种。
2.2 不同生育期总黄酮含量的变化
同一品种不同生育期菜用黄麻的总黄酮含量存在差异（表2）。桂麻菜1号的总黄酮含量随生育期的延长呈现先上升后下降的趋势，总黄酮含量依次为开花期＞打顶期＞蒴果期＞苗期，开花期时总黄酮含量最高，达2.755 mg·g−1，与打顶期的含量差异不显著，但显著高于苗期和蒴果期；桂麻菜2号的总黄酮含量随生育期的延长呈现上升的趋势，总黄酮含量依次为蒴果期＞开花期＞打顶期＞苗期，各生育期之间含量差异显著，蒴果期时总黄酮含量最高达4.755 mg·g−1，显著高于其他生育期。
表 2 不同生育期各品种总黄酮含量的变化Table 2. Total flavonoids in different varieties at growth stages生育期
Growth stage总黄酮含量
Total flavonoids content/（mg·g−1）桂麻菜1号
Guimacai No. 1桂麻菜2号
Guimacai No.2山药
Chinese yam秋葵
Okra油麦菜
Lettuce苗期
Seedling stage1.870±0.040 Cb 2.435±0.065 Da — — 1.245±0.015 Ac 打顶期
Topping stage2.745±0.015 Ab 3.170±0.090 Ca — — 1.245±0.015 Ac 开花期
Flowering stage2.755±0.005 Ab 4.085±0.075 Ba — — 1.245±0.015 Ac 蒴果期
Capsule stage2.485±0.015 Bb 4.755±0.155 Aa — — 1.245±0.015 Ac —表示未检出。
—indicates undetected.生育期相同时，桂麻菜2号的总黄酮含量均显著高于桂麻菜1号；3个对照品种仅油麦菜检测出含有总黄酮，其余两个品种未检出。2个菜用黄麻品种各生育期的总黄酮含量均显著高于对照品种油麦菜。
2.3 不同生育期多糖含量的变化
同一菜用黄麻品种不同生育期的多糖含量差异显著（表3）。随生育期的延长桂麻菜1号的多糖含量呈现波动上升的趋势，多糖含量依次为蒴果期＞打顶期＞苗期＞开花期，蒴果期时多糖含量最高达3.175%，显著高于其他生育期；随生育期的延长桂麻菜2号的多糖含量呈现先下降后上升的趋势，多糖含量依次为蒴果期＞苗期＞打顶期＞开花期，蒴果期时多糖含量最高达1.240%，显著高于其他生育期，苗期的多糖含量显著高于打顶期和开花期，打顶期和开花期的含量差异不显著。
表 3 不同育期各品种多糖含量的变化Table 3. Polysaccharides in different varieties at growth stages生育期
Growth stage多糖含量
Polysaccharides content/ %桂麻菜1号
Guimacai No.1桂麻菜2号
Guimacai No.2山药
Chinese yam秋葵
Okra油麦菜
Lettuce苗期
Seedling stage0.441±0.017 Cd 0.717±0.020 Bc 6.795±0.085 Ab 8.140±0.300 Aa 0.378±0.010 Ad 打顶期
Topping stage0.737±0.012 Bc 0.271±0.008 Cd 6.795±0.085 Ab 8.140±0.300 Aa 0.378±0.010 Ad 开花期
Flowering stage0.315±0.011 Dc 0.240±0.009 Cc 6.795±0.085 Ab 8.140±0.300 Aa 0.378±0.010 Ac 蒴果期
Capsule stage3.175±0.045 Ac 1.240±0.030 Ad 6.795±0.085 Ab 8.140±0.300 Aa 0.378±0.010 Ae 生育期相同时，桂麻菜1号在打顶期和蒴果期时多糖含量显著高于桂麻菜2号，在开花期时略高于桂麻菜2号但差异不显著；3个对照品种的多糖含量依次为秋葵＞山药＞油麦菜，各品种间差异显著；秋葵和山药的多糖含量显著高于2个菜用黄麻品种，桂麻菜1号在打顶期和蒴果期时多糖含量显著高于油麦菜，苗期时略高于油麦菜但差异不显著；桂麻菜2号在苗期和蒴果期时多糖含量显著高于油麦菜，打顶期和开花期时含量低于油麦菜但差异不显著。
2.4 生育期与菜用黄麻叶总酚、总黄酮、多糖含量的相关性分析
由表4可知，桂麻菜1号的总酚、总黄酮、多糖含量与生育期没有显著的相关性，桂麻菜2号的总酚和多糖含量也与生育期没有显著的相关性，但总黄酮含量与生育期呈显著正相关。因此，可以推断推迟采收有利于桂麻菜2号总黄酮的累积。
表 4 生育期与菜用黄麻叶总酚、总黄酮、多糖含量的相关性分析Table 4. Correlations between growth stages and contents of total phenolics,total flavonoids, and polysaccharides in vegetable jute leaves品种
Varieties因素
Factors生育期
Growth stage总酚
Total phenolics总黄酮
Total flavonoids多糖
Polysaccharides桂麻菜1号
Guimacai No.1生育期 Growth stage 1.000 总酚 Total phenolics 0.576 1.000 总黄酮 Total flavonoids 0.495 −0.410 1.000 多糖 Polysaccharides 0.754 0.622 0.068 1.000 桂麻菜2号
Guimacai No.2生育期 Growth stage 1.000 总酚 Total phenolics 0.596 1.000 总黄酮 Total flavonoids 0.995** 0.520 1.000 多糖 Polysaccharides 0.479 0.719 0.397 1.000 **表示在0.01水平上呈极显著相关。
** indicates extremely significant difference at P＜0.01.3. 讨论
总酚、总黄酮、多糖是黄麻的主要次生代谢产物和生物活性成分，具有重要的生理和药理活性[2]。不同作物的总酚、总黄酮、多糖含量存在差异，同一作物不同品种之间含量也存在较大的差异[19−20]。本研究测定了黄麻、山药、秋葵、油麦菜4种作物的总酚、总黄酮、多糖含量，结果显示各作物之间总酚、总黄酮、多糖含量存在差异，同时2个菜用黄麻品种之间的含量也存在差异。
酚类物质是植物的重要次生代谢产物，各类植物在不同的生长期表现出不同的积累规律[21−22]。本研究中2个黄麻品种的总酚含量随生育期的变化呈现先下降后上升的趋势，此结果与陈玉婷等[23]对茶枝柑果渣的研究及李杨昕等[24]对玫瑰香葡萄的研究一致。菜用黄麻在打顶期时叶片总酚含量下降可能是因为打顶期为菜用黄麻快速生长时期植株快速发育导致总酚含量有所下降。本研究中2个菜用黄麻品种不同生育期叶片总酚的含量在2.769～4.064 mg·g−1，均低于Biswas等[15]研究中黄麻叶片的总酚含量，可能是品种差异导致的。本研究中2个菜用黄麻品种的总酚含量均显著高于对照品种，此结果与Velioglu等[25]的研究结果一致。2个菜用黄麻品种打顶期总酚含量最低，但均高于黑木耳和南瓜肉；蒴果期的总酚含量最高，高于黑木耳、平红薯、藕、南瓜肉、白菜、洋葱、芹菜叶等19种市售蔬菜，其中桂麻菜1号蒴果期的总酚含量为黑木耳的1.78倍[26]。
黄酮是植物特有的次生代谢产物，具有抗氧化、抗过敏和预防心血管疾病等功效[27]。不同物种、不同器官(或组织)及生育期均可影响黄酮的积累特性[28]。生长期对植物次生代谢产物黄酮含量有一定的影响，并呈现出不同的变化规律[6]。桂麻菜2号的总黄酮含量随生育期的延长呈现上升的趋势，蒴果期达最大值，此研究结果与郭慧敏等[29]、张以忠等[30]、邱珊莲等[22]、樊卫国等[31]的研究结果一致。总黄酮作为次生代谢产物其合成积累是以叶片成熟为前提，以光合产物为基础[32]。随着桂麻菜2号从幼苗期生长至蒴果期，叶片逐渐成熟，光合作用逐渐加强，从而在蒴果期累积了较多的黄酮类物质，在蒴果期总黄酮含量达最高值。本研究中桂麻菜1号整个生育期叶片的总黄酮含量在1.870～2.745 mg·g−1，均低于Biswas等[15]研究中圆果种黄麻叶片的总黄酮含量，这可能是由遗传因素导致的。桂麻菜2号蒴果期的总黄酮含量为4.755 mg·g−1，高于如苤蓝、葫瓜、苦瓜等18种蔬菜，其含量为苤蓝的33.96倍[33]。
多糖具有广泛的生物活性如抗炎、抗衰老、抗凝血、抗溃疡、抗肿瘤及促进免疫等[34−35]。不同作物不同生育期多糖含量的变化不同[36]，本研究中桂麻菜1号的多糖含量整体呈现上升的趋势，此结果与史冠莹等[6]的研究结果一致；桂麻菜2号的多糖含量呈现先下降后上升趋势，其结果与马蕊等[37]、陈凌等[38]的研究相一致。本研究中2个菜用黄麻品种苗期的多糖含量分别为0.441%和0.717%均低于英德深红皮和中黄麻4号[16]；2个菜用黄麻品种不同生育期的多糖含量在0.240%～3.175%，仅桂麻菜1号蒴果期的多糖含量高于闽麻菜1号，可能是因为品种差异和生物遗传多样性导致的[34]。
4. 结论
同一生育期2个菜用黄麻品种的总酚、总黄酮和多糖含量存在差异；随着生育期的延长，2个菜用黄麻品种的总酚含量呈现先下降后上升的趋势；桂麻菜1号的总黄酮含量呈现先上升后下降的趋势，多糖含量呈现波动上升的趋势；桂麻菜2号的总黄酮含量呈现上升的趋势，多糖含量呈现先下降后上升的趋势。2个菜用黄麻品种总酚和总黄酮含量均显著高于对照品种，秋葵和山药的多糖含量均显著高于2个菜用黄麻品种。蒴果期更有利于菜用黄麻总酚、总黄酮和多糖的积累。
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图 1 栽培和野生七叶一枝花土壤细菌物种数量16S rRNA 相似水平为 97%的稀释性曲线
Figure 1. Rarefaction curves on counts of microbes with 97% 16S rRNA similarity in cultivated and wild P. polyphylla soils
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图 2 栽培和野生七叶一枝花土壤细菌物种（OTU）组成的韦恩图分析
Figure 2. Venn analysis on microbial OTUs of cultivated and wild P. polyphylla soils
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图 3 门（A）和属（B）水平的微生物组成、相对丰度分析
Figure 3. Composition and relative abundance of dominant microbes at phylum level (A) and genus level (B)
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图 4 栽培和野生七叶一枝花土壤细菌物种的Alpha多样性指数
Figure 4. Alpha diversity of microbes in cultivated and wild P. polyphylla soils
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图 5 LDA Effect Size组间群落的差异分析
Figure 5. LDA Effect Size on differential abundant microbes
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图 6 基于OTU水平的Principal co-ordinates analysis分析
Figure 6. Principal coordinates analysis (PCoA) based on OTU of 8 samples
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图 7 不同栽培方式七叶一枝花土壤的unweighted.unifrac差异性矩阵热图（相似水平97%）
Figure 7. Heatmap of unweighted.unifrac dissimilarity matrix on microbes in cultivated and wild P. polyphylla soils (Similar level 97%)
表 1 栽培和野生七叶一枝花土壤样本信息
Table 1 Information on cultivated and wild P. polyphylla soils
编号
Code采集地
Locality栽培模式
Transplanting modes栽培年限
Transplanting period/aYR1 福建省南平市建瓯吉阳镇郭岩山双龙庙 野生 — YNR1 福建省南平市建瓯吉阳镇郭岩山双龙庙 野生 — YR2 福建省南平市建瓯吉阳镇郭岩山双龙庙 野生 — YNR2 福建省南平市建瓯吉阳镇郭岩山双龙庙 野生 — ZR1 福建省南平市建瓯吉阳镇郭岩山双龙庙 栽培 5 ZNR1 福建省南平市建瓯吉阳镇郭岩山双龙庙 栽培 5 ZR2 福建省南平市政和县官湖村王坑陇 栽培 2 ZNR2 福建省南平市政和县官湖村王坑陇 栽培 2 YR和ZR分别代表野生和栽培的根际土壤，YNR和ZNR分别代表野生和栽培的非根际土壤。
YR and ZR represent wild and cultivated rhizosphere soils, respectively; YNR and ZNR represent wild and cultivated non-rhizosphere soils, respectively.
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表 2 栽培和野生七叶一枝花土壤养分含量
Table 2 Nutrient contents of cultivated and wild P. polyphylla soils
编号
CodepH 有机质
Organic matter/(g·kg−1)全氮
Total nitrogen/(g·kg−1)全磷
Total phosphorus/(g·kg−1)全钾
Total potassium/(g·kg−1)YR1 5.20±0.30ab 118.00±6.81a 2.60±0.15ab 0.70±0.04a 3.20±0.18a YNR1 5.30±0.31ab 105.30±6.08a 1.90±0.11de 0.50±0.03b 3.30±0.19a YR2 5.90±0.34ab 110.10±6.36a 1.40±0.08f 0.80±0.05a 1.50±0.09c YNR2 5.70±0.33ab 107.10±6.18a 1.40±0.08f 0.70±0.04a 1.90±0.11b ZR1 6.30±0.36a 60.70±3.50b 2.30±0.13bc 0.30±0.02c 1.50±0.09c ZNR1 6.30±0.36a 56.80±3.28b 2.70±0.16a 0.40±0.02bc 1.70±0.10bc ZR2 5.10±0.29b 70.30±4.06b 2.20±0.13cd 0.50±0.03b 1.00±0.06d ZNR2 5.30±0.31ab 39.70±2.29c 1.80±0.10e 0.40±0.02bc 1.10±0.06d 同列数据后不同小写字母代表处理间差异显著（P＜0.05）。
Data with different lowercase letters on same column indicate significant differences ( P＜0.05).
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表 3 栽培和野生七叶一枝花土壤的细菌分离数量
Table 3 Plate counts of cultivated and wild P. polyphylla soils
样品名称
Sample name细菌含量
Bacterial content /
(×106 cfu·g−1)样品名称
Sample name细菌含量
Bacterial content /
(×106 cfu·g−1)YR1 5.05 ZR1 3.50 YNR1 4.70 ZNR1 6.85 YR2 8.10 ZR2 5.50 YNR2 8.55 ZNR2 1.75
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表 4 栽培和野生七叶一枝花土壤样本不同分类阶元细菌物种（OTU）数量
Table 4 Number of microbes (OTU) at different taxonomical levels of cultivated and wild P. polyphylla soils
样本
SampleOTU 门水平
Phylum level纲水平
Class level目水平
Order level科水平
Family level属水平
Genus level种水平
Species levelYR1 1173 19 31 44 73 114 125 YNR1 1049 21 30 46 77 123 131 YR2 1122 20 28 42 73 114 130 YNR2 1173 19 29 40 70 117 128 ZR1 1198 21 31 47 78 142 140 ZNR1 1417 21 31 48 81 138 149 ZR2 630 20 27 34 62 88 85 ZNR2 904 20 27 36 64 108 104
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表 5 栽培和野生七叶一枝花土壤细菌物种的Alpha多样性指数
Table 5 Alpha diversity of microbes in cultivated and wild P. polyphylla soils
样本 Sample Chao指数
Chao indexAce指数
Ace indexShannon指数
Shannon indexSimpson 指数
Simpson index覆盖率
CoverageYR1 1383.4930 1353.6621 5.2116 0.0200 0.9929 YNR1 1252.7638 1229.8781 5.1894 0.0166 0.9933 YR2 1266.0820 1239.7667 5.4007 0.0143 0.9943 YNR2 1347.2803 1314.3759 5.1740 0.0303 0.9937 ZR1 1318.3147 1313.4214 5.5856 0.0112 0.9944 ZNR1 1544.8750 1515.2990 5.9857 0.0070 0.9944 ZR2 758.2692 708.8108 4.1124 0.0588 0.9967 ZNR2 1013.1720 995.5008 5.0457 0.0211 0.9956
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表 6 门和属水平的微生物组间群落显著性的差异分析
Table 6 Differential abundant microbes at phylum and genus levels
分类水平
Classification level细菌名称
Bacterial name丰富度 Abundance P值
P value栽培 Transplanting 野生 Wild 门
Phylum厚壁菌门 Firmicutes 0.0047 ±0.0009b 0.0713 ±0.0066a 0.0001 硝化螺旋菌门 Nitrospirae 0.0071 ±0.0039a 0.0309 ±0.0052a 0.0107 绿弯菌门 Chloroflexi 0.0617 ±0.0045a 0.0446 ±0.0062a 0.0659 螺旋菌门 Spirochaetae 0.0002 ±0.0002b 0.0009 ±0.0001a 0.0133 属
Genus芽孢杆菌属 Bacillus 0.0015 ±0.0004b 0.0337 ±0.0022a 0.0000 Dyella 0.0022 ±0.0013a 0.0106 ±0.0038a 0.0797 类芽孢杆菌属 Paenibacillus 0.0015 ±0.0005b 0.0245 ±0.0049a 0.0033 Tumebacillus 0.0017 ±0.001b0.0101 ±0.0024a 0.0186 Shimazuella 0.0000 ±0.0000b 0.0028 ±0.0007a 0.0052 Mucilaginibacter 0.0016 ±0.0008a 0.0069 ±0.0023a 0.0689 Bryobacter 0.0195 ±0.0026a 0.0082 ±0.0008b 0.0064 硝化螺旋菌属 Nitrospira 0.0022 ±0.0013b 0.0068 ±0.001a0.0322 分枝杆菌属 Mycobacterium 0.0007 ±0.0001b 0.0013 ±0.0001a 0.0115 丰佑菌属 Opitutus 0.0030 ±0.0007a 0.0009 ±0.0002b 0.0315 中华单胞菌属 Sinomonas 0.0003 ±0.0002a 0.0000 ±0.0000a 0.0826 Dokdonella 0.0001 ±0.0001a 0.0004 ±0.0001a 0.0692 Candidatus_Entotheonella 0.0001 ±0.0001a 0.0005 ±0.0001a 0.0615 Bryocella 0.0006 ±0.0002a 0.0000 ±0.0000b 0.0400 Singulisphaera 0.0001 ±0.0000b 0.0002 ±0.0000a 0.0148 纤线杆菌属 Ktedonobacter 0.0003 ±0.0000a 0.0000 ±0.0000b 0.0015
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表 7 七叶一枝花土壤微生物多样性与土壤理化性质的Pearson相关性分析
Table 7 Pearson correlation between microbial diversity and physicochemical properties of P. polyphylla soil
项目
ItemspH 有机质
Organic
matte全氮
Total
nitrogen全磷
Total
phosphorus全钾
Total
potassium细菌含量
Bacterial
contentChao指数
Chao
indexAce指数
Ace
indexShannon指数
Shannon
indexSimpson 指数
Simpson
index覆盖度
coveragepH 1 有机质 Organic matter 0.043 1 全氮 Total nitrogen 0.718 0.509 1 全磷 Total phosphorus −0.765 0.307 −0.110 1 全钾 Total potassium 0.969* 0.011 0.805 −0.618 1 细菌含量 Bacterial content 0.309 0.660 0.884 0.365 0.451 1 Chao指数 Chao index 0.946 −0.174 0.699 −0.664 0.983* 0.323 1 Ace指数 Ace index 0.950 −0.196 0.671 −0.696 0.978* 0.282 0.999** 1 Shannon 指数 Shannon index 0.912 −0.339 0.552 −0.742 0.934 0.145 0.982* 0.988* 1 Simpson 指数 Simpson index −0.832 0.519 −0.333 0.823 −0.824 0.100 −0.907 −0.923 −0.970* 1 覆盖度 Coverage −0.958* 0.242 −0.534 0.849 −0.928 −0.088 −0.959* −0.970* −0.976* 0.954* 1 *和**分别表示在0.05和0.01水平上相关性显著。
* and * * indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 levels, respectively.
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