长期植稻年限序列土壤耐药组演替特征
长期植稻年限序列土壤耐药组演替特征
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DOI：
10.11654/jaes.2022-1022
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
马军伟
中科院分区：
文献类型：
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作者：
林辉;成琪璐;邹平;孙万春;俞巧钢;叶静;陈照明;马军伟
以杭州湾南岸两个前期已鉴定的跨2 000 a的水稻土序列(上虞:30~2 000 a;慈溪:9~2 000 a)为模型,探究长期植稻下稻田土壤耐药组演替特征,以期拓展对人为水耕土土壤耐药组形成与发展趋势的科学认识。研究采用了高通量荧光定量PCR(HTqPCR)技术,分析了不同土壤深度(耕作层、犁底层、母质层)下水稻土序列中320个耐药基因(ARGs)的检出情况、丰度、多样性及其随植稻年限的变化规律。结果表明:两个水稻土序列共检出289种ARGs,以氨基糖苷类和多重耐药类ARGs最为丰富多样,两个地区共有181种ARGs。主坐标分析(PCoA)结果指出,上虞和慈溪水稻土序列的ARGs组成存在显著差异,部分体现在ARGs亚型数量上。慈溪持有108种在上虞水稻土序列中不存在的ARGs,但85%的慈溪特有ARGs在植稻100 a后消失。因此,随植稻年限增加,不同地区水稻土序列在ARGs亚型数量上的差异缩小,在植稻千年后趋于接近。同时,随着植稻年限增加,水稻土耕作层、犁底层和母质层土壤间的ARGs亚型数量差异缩小。进一步研究发现,杭州湾南岸水稻土序列的ARGs丰富度和多样性随耕作年限的增加整体呈衰减趋势,同时伴随ARGs相对丰度的上升,其中相比耕作层和犁底层,母质层ARGs与植稻年限间的相关性达到了显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)水平。综上,时间驱动了稻田土壤耐药组发展,而植稻年限对母质层中ARGs组成有强烈的塑造作用。在杭州湾南岸,新生稻田土壤(≤50 a)比成熟稻田土壤(≥1 000 a)拥有更为丰富的ARGs亚型但更低的ARGs相对丰度。水稻土序列中细菌丰度与ARGs相对丰度呈显著负相关,进一步暗示成土过程中ARGs演替与微生物间的密切关联。