寡糖對土壤微生物多樣性及群落結構的調節(jié)作用*

錢遠超，何久興，孔 夢，宋吉青，齋藤信，呂國華**

寡糖對土壤微生物多樣性及群落結構的調節(jié)作用*

錢遠超1，何久興1，孔 夢1，宋吉青1，齋藤信2，呂國華1**

（1.中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081；2. 昭和電工株式會社，日本東京 105-8518）

土壤微生物種群類型，對土壤質量和作物生長具有重要影響，研究寡糖對土壤微生物種群的影響特征，有助于正確、高效及安全使用寡糖。本研究利用人工氣候室進行土壤培養(yǎng)，土壤施加50mg·L?1的殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）溶液，以清水（CK）為對照處理，培養(yǎng)6d后取樣，利用高通量測序技術，分析土壤微生物群落結構組成及多樣性分布特征。結果表明：殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）處理均顯著改變細菌、真菌的群落結構，提高細菌的物種觀測數(shù)。變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）和擬桿菌門（Bacteroidetes）為優(yōu)勢細菌門，子囊菌門（Ascomycota）、擔子菌門（Basidiomycota）和被孢霉門（Mortierellomycota）為優(yōu)勢真菌門。通過組間群落組成比較分析可知，殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）處理均不同程度降低酸桿菌門（Acidobacteria）的相對豐度，增加變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）、壺菌門（Chytridiomycota）以及有益菌屬溶桿菌屬（）、硝化螺旋菌屬（）、、芽球菌屬（）和鏈霉菌屬（）的相對豐度，但與纖維寡糖（COS）相比，殼寡糖（CSOS）處理微生物群落組成的變化幅度更大。此外，殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）處理在調節(jié)土壤微生物群落結構上存在一定差異。其中，殼寡糖（CSOS）處理有益菌屬的相對豐度增加195%，纖維寡糖（COS）處理有益菌屬假單胞菌屬（）的相對豐度增加215%。綜上，殼寡糖和纖維寡糖處理均能優(yōu)化土壤微生物群落的結構組成，其調控差異性有助于理解不同寡糖的調控機制，推動寡糖的應用與推廣。

殼寡糖；纖維寡糖；高通量測序；細菌群落結構；真菌群落結構

土壤微生物豐度高、種類多、代謝快，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分[1?2]，在防治作物土傳病害、調節(jié)養(yǎng)分循環(huán)和穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)等方面發(fā)揮著十分重要的作用[3?5]。由于不合理施肥用藥引起的土壤酸化、板結等諸多問題，不僅改變土壤微環(huán)境，破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡，嚴重威脅農業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展。

寡糖作為一種生物刺激素，不僅對生態(tài)環(huán)境無害，而且能調控作物生長發(fā)育，改善土壤質量[6?8]，對減少化肥農藥用量具有重要作用。其中，在植物生產中使用較為普遍的殼寡糖，不僅能夠促進作物生長[9?10]，提升作物品質[11]，還能增強作物的抗逆能力[12]。研究發(fā)現(xiàn)，殼寡糖可以誘導植物產生抗病信號分子，能促進抗病相關酶大量合成，增強植物抗病性[13]。來源于農業(yè)廢棄物如秸稈、甘蔗渣和苜蓿殘渣的纖維寡糖具有較高環(huán)境效益和經濟效益，多應用于食品、飼料添加劑和生物農藥等領域[14]。在食品添加方面，纖維寡糖能促進人體益生菌增值，調節(jié)腸道菌群平衡，提高機體免疫機能[15]。在飼料添加方面，因纖維寡糖含有一種優(yōu)良的雙歧桿菌促生物質(雙歧因子)，能作為雙歧桿菌等有益菌群的生長底物并促進其增殖生長[16]。此外，纖維寡糖作為生物農藥，能有效誘導植保素的合成與積累，對植物的抗病抗逆、分子信號調控以及生長發(fā)育等有著重要意義[17?18]。

目前，有關殼寡糖的農業(yè)研究多數(shù)集中于作物生長、品質改善以及防病抗逆等方面，而纖維寡糖更多應用在食品和飼料添加方面，有關殼寡糖和纖維寡糖對土壤微生物群落結構的調控作用尚不明確。因此，本研究利用Illumina Miseq高通量測序技術，對土壤微生物多樣性和群落結構組成進行系統(tǒng)分析，探討土壤微生物群落結構差異，進一步揭示殼寡糖和纖維寡糖對土壤微生物多樣性及群落結構的調控差異，為寡糖的農業(yè)應用提供土壤微生物學方面的理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試土壤與材料

供試土壤取自北京市順義區(qū)農業(yè)環(huán)境綜合實驗基地0?20cm耕層土壤，該地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風性氣候，土壤類型為砂質壤土，pH值7.58，有機質25.86g·kg?1，總可溶性氮含量為13.85mg·kg?1，速效磷含量為21.31mg·kg?1，速效鉀含量為127.02mg·kg?1。殼寡糖聚合度分布在3～7，平均分子量為1159；纖維寡糖的聚合度在2～6，平均分子量為827，根據(jù)前期實驗結果兩種寡糖濃度采用50mg·L?1。

1.2 實驗設計

實驗在人工氣候室內進行，設置光照為12h·d?1，溫度25℃，相對濕度60%。分別稱取過2mm篩的風干土500g，分層、多次裝入培養(yǎng)盒，培養(yǎng)盒尺寸為底徑12cm、口徑16cm、高17cm。灌水調節(jié)土壤水分至田間持水量的70%左右，用保鮮膜封口，并在保鮮膜上留若干小孔。人工氣候室中培養(yǎng)一周，期間稱重補水，以保持土壤水分含量相對穩(wěn)定。設置殼寡糖（CSOS）、纖維寡糖（COS）和清水對照（CK）三個處理，每個處理設置3個重復，培養(yǎng)一周后，分別加入50mg·L?1的殼寡糖和纖維寡糖溶液800mL，至土壤水分達到飽和，自由排水至田間持水量，對照補充相對應的去離子水。培養(yǎng)6d后，采集土樣進行測定。

1.3 土壤微生物DNA提取及測序

將土壤樣品送到北京某公司提取土壤總DNA并進行后續(xù)分析，土壤微生物組DNA提取方法參照Power Soil DNA Isolation Kit (MoBio Laboratories, Carlsbad, CA)試劑盒說明書。提取得到的DNA用1%瓊脂糖凝膠電泳和分光光度法進行DNA質量和濃度檢測。質檢合格的樣本儲存在?20℃以供使用。細菌16S rRNA基因V3-V4區(qū)的擴增采用引物338F（5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3'）和806R（5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3'），真菌ITS基因測序引物為ITS1F（5'-CTTGGTCATTTAGAGG AAGTAA-3'）和ITS2（5'-TGCGTTCTTCATCGATG C-3'）[19]。合成帶有條形碼序列的上述引物進行PCR擴增。PCR產物使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測擴增目的條帶大小，并用Agencourt AMPure XP核酸純化試劑盒純化。PCR產物用于構建微生物多樣性測序文庫，基于Illumina Miseq高通量測序平臺進行Paired-end測序。

1.4 測序數(shù)據(jù)的分析方法

為了使信息分析的結構更加準確可靠，下機數(shù)據(jù)經過QIIME1（v1.8.0）軟件根據(jù)Barcode序列拆分樣本，使用Pear（v0.9.6）軟件對數(shù)據(jù)進行過濾、拼接，并根據(jù)Gold Database數(shù)據(jù)庫用Uchime方法比對去除嵌合體序列。最后使用Vsearch（v2.7.1）軟件UPARSE算法對優(yōu)質序列按照97%的一致性進行OTU聚類，并采用Silva128數(shù)據(jù)庫使用RDP Classifier算法對OTUs進行注釋[20]。

1.5 統(tǒng)計分析方法

采用Microsoft Excel 2016分析數(shù)據(jù)并制作表格，柱狀圖在Origin中進行繪制。采用SPSS19.0對微生物多樣性指數(shù)進行單因素方差分析（ANOVA），P＜0.05說明處理間差異顯著。使用Mothur (version v.1.30)軟件，對樣品α多樣性指數(shù)進行計算和評估[21]，微生物群落α多樣性采用Chao1、Observed species、Shannon和PD whole tree指數(shù)表征。使用QIIME1（v1.8.0）計算β多樣性距離矩陣，基于OTU偏最小二乘法判別分析（PLS-DA分析）微生物群落結構[22]。

2 結果與分析

2.1 寡糖對土壤細菌多樣性及群落結構的影響

2.1.1 對土壤細菌α多樣性的影響

α多樣性指數(shù)中的Chao1指數(shù)和Observed species（觀測物種數(shù)）用以估算群落中的OTU數(shù)目，即菌種豐富度指數(shù)，而Shannon和PD whole tree是估算樣品中微生物多樣性的指數(shù)，Coverage指數(shù)是樣品文庫的覆蓋率，其數(shù)值越高，說明測序結果越接近代表樣本的真實情況。由表1可見，各樣本Coverage指數(shù)均達到98%以上，說明測序數(shù)據(jù)量合理，足以代表樣本中微生物的真實情況。表中各項指數(shù)對比顯示，與CK相比，CSOS（殼寡糖）和COS（纖維寡糖）處理的土壤中，觀測物種數(shù)量顯著增加，分別比CK高出82和51個OTU單位，雖然兩種寡糖處理間差異不顯著，但也說明該兩種寡糖處理對土壤中菌種豐富度指數(shù)有一定影響。從微生物多樣性指數(shù)看，兩種寡糖處理對Shannon指數(shù)的影響略有差異，CSOS處理的Shannon指數(shù)顯著高于CK和COS處理，而COS處理與CK差異不顯著；各處理間細菌譜系多樣性指數(shù)差異不顯著，說明土壤中施加殼寡糖能顯著提高細菌觀測物種數(shù)量和Shannon指數(shù)，施加纖維寡糖顯著提高細菌觀測物種數(shù)量，但施加該兩種寡糖對Chao1指數(shù)和譜系多樣性均無顯著影響。

表1 不同處理土壤細菌α多樣性指數(shù)評估結果

注：培養(yǎng)一周后的土壤，每盒分別灌施清水（CK）、50mg·L?1殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）溶液800mL至土壤水分達到飽和，并覆蓋帶有若干小孔的保鮮膜，培養(yǎng)6d后取樣。同一列小寫字母表示處理間在0.05水平上的差異顯著性，表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤。下同。

Note：After one week cultivation, each box is respectively filled with clean water (CK), 50mg·L?1chitosan oligosaccharide (CSOS) and cello-oligosaccharide (COS) solution by 800mL until the soil moisture reaches saturation, covered with fresh-keeping film with several small holes, and sampled after six days. The different lowercase letters in the same column represent significant difference at 0.05 level. The data is means ± SD. The same as below.

2.1.2 對土壤細菌群落組成的影響

由圖1可見，兩種寡糖處理下，土壤中的優(yōu)勢菌門為變形菌門（Proteobacteria, 26.96%～31.03%）、酸桿菌門（Acidobacteria, 14.85%～22.97%）、放線菌門（Actinobacteria, 14.28%～16.71%）、綠彎菌門（Chloroflexi, 7.31%～8.20%）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes, 7.97%～9.50%）和擬桿菌門（Bacteroidetes, 6.84%～7.27%），占總體群落的86%以上。兩種寡糖處理明顯改變了土壤細菌群落組成，另外，在所有處理樣品中還檢測到了很多相對豐度較低的細菌，如粘球菌門（Myxococcota, 2.86%～3.57%）、厚壁菌門（Firmicutes, 1.43%～1.56%）、疣微菌門（Verrucomicrobia, 1.13%～1.36%）、浮霉菌門（Planctomycetes, 1.02%～1.21%）、Bdellovibrionota（1.07%～1.38%）和硝化螺旋菌門（Nitrospirota, 0.90%～1.18%）。與CK相比，兩種寡糖處理對細菌在門水平上的群落組成略有影響，殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）處理后，酸桿菌門（Acidobacteria）的相對豐度分別降低35%和16%，殼寡糖（CSOS）處理變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）的相對豐度分別增加15%、17%和19%，纖維寡糖（COS）處理變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）的相對豐度分別增加8%、7%和7%。

圖1 不同土壤樣品門水平細菌群落相對豐度的比較

由圖2可知，在屬水平上，相對豐度＞1.5%的優(yōu)勢屬為鞘氨醇單胞菌（, 3.83%～4.47%）、RB41（2.14%～3.38%）、MND1（2.67%～3.61%）和馬賽菌屬（, 1.71%～1.97%）。在相對豐度＞0.5%的前29個屬中，與CK相比，施加CSOS后有19個屬相對豐度增加，10個屬的相對豐度降低，其中，相對豐度明顯增加的有9個屬，如MND1（35%）、溶桿菌屬（，25%）、硝化螺旋菌屬（，24%）、放線菌屬（）（29%）、芽單胞菌屬（，24%）、YC-ZSS-LKJ147（37%）、赭黃嗜鹽囊菌屬（，46%）、芽球菌屬（，57%）和鏈霉菌屬（，31%）。與CK相比，COS處理有16個屬相對豐度增加，13個屬的相對豐度降低，其中，MND1、YC-ZSS-LKJ147、芽球菌屬（）和假單胞菌屬（）的相對豐度分別增加18%、36%、30%和215%。

圖2 不同土壤樣品屬水平細菌群落相對豐度的比較

2.1.3 不同土壤樣品土壤細菌群落結構變化

基于OTU偏最小二乘法判別分析（PLS-DA分析）進行統(tǒng)計分析，由圖3可知，細菌第一、二主成分的方差貢獻率分別為17.42%和12.21%，同一樣品點分布距離接近，不同樣品有明顯的分離現(xiàn)象。說明CSOS和COS處理改變了土壤細菌群落結構分布，且CSOS和COS處理變化也具有明顯差異。

圖3 基于OTU的偏最小二乘法判別分析

2.2 寡糖對土壤真菌多樣性及群落結構的影響

2.2.1 對土壤真菌α多樣性的影響

由表2可知，各樣本Coverage指數(shù)均達到99%以上，說明測序數(shù)據(jù)量合理，足以代表樣本中微生物的真實情況。表中各項指數(shù)對比顯示，處理間的真菌α多樣性指數(shù)差異均不顯著。

2.2.2 對土壤真菌群落組成的影響

除unidentified外，各處理共檢測得到11個真菌門，由圖4可知，子囊菌門（Ascomycota）、擔子菌門（Basidiomycota）和被孢霉門（Mortierellomycota）為所測土壤中的優(yōu)勢真菌門，子囊菌門相對豐度最高，占比達60%以上，其次是擔子菌門（Basidiomycota, 8.19%～10.24%）和被孢霉門（Mortierellomycota, 4.65%～5.65%），而壺菌門（Chytridiomycota, 0.35%～1.34%）相對豐度占比較少。在相對豐度＞1%的真菌門中，與CK相比，殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）處理壺菌門的相對豐度分別增加了288%和174%。

由圖5可知，在屬水平上，相對豐度＞1.5%的優(yōu)勢真菌屬為毛殼屬（, 9.56%～10.40%）、（6.54%～8.79%）、被孢霉屬（, 4.65%～5.65%）、鐮孢菌屬（, 3.24%～3.86%）、黃絲曲霉屬（, 3.80%～11.20%）、葡萄穗霉屬（, 2.90%～3.37%）、粉紅粘帚霉屬（, 2.30%～2.92%）。在相對豐度＞0.5%的前20個屬中，與CK相比，施加CSOS處理相對豐度增加的有6個屬，降低的屬有14個，其中，黃絲曲霉屬（）的相對豐度變化明顯，其相對豐度增加了195%。施加COS處理有10個屬相對豐度表現(xiàn)為增加，有10個屬相對豐度表現(xiàn)為降低，但變化均不明顯。

2.2.3 不同土壤樣品真菌群落結構分析

進一步基于OTU偏最小二乘法判別分析（PLS-DA分析）進行統(tǒng)計分析，由圖6可知，細菌第一、二主成分的方差貢獻率分別為14.93%和12.20%，同一樣品點分布距離接近，不同樣品有明顯的分離現(xiàn)象。說明CSOS和COS處理顯著改變了土壤真菌群落結構分布，且CSOS和COS處理變化也具有明顯差異。

表2 不同處理土壤真菌α多樣性指數(shù)評估結果

圖4 不同土壤樣品中門水平真菌群落相對豐度的比較

圖5 不同土壤樣品中屬水平真菌群落相對豐度的比較

圖6 基于OTU的偏最小二乘法判別分析

3 結論與討論

3.1 討論

糖類物質通過提供豐富的碳源，為微生物提供能量，從而改善土壤微生態(tài)環(huán)境，促進微生物生長和繁殖[23]。本研究發(fā)現(xiàn)殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）處理顯著增加細菌豐富度指數(shù)，即物種觀測數(shù)，殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）處理均能顯著改變細菌和真菌的群落結構。這表明兩種寡糖不但能提高細菌的豐富度，而且還在調控土壤微生物群落組成上均發(fā)揮著重要作用。

本研究發(fā)現(xiàn)，變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）和放線菌門（Actinobacteria）是本研究中相對豐度最高的三個菌門，這與前人研究結果基本一致，即變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）和放線菌門（Actinobacteria）是不同農業(yè)系統(tǒng)或其他土壤類型中最為常見的門類[24]。變形菌門（Proteobacteria）和放線菌門（Actinobacteria）偏好于營養(yǎng)豐富的環(huán)境，富碳環(huán)境可刺激其快速增長，有助于土壤營養(yǎng)物質的積累，從而促進富營養(yǎng)型細菌的生長，而酸桿菌門（Acidobacteria）是貧營養(yǎng)型菌群[25?26]，能在含有難降解碳的環(huán)境中生長，降解植物殘體多聚物。在本研究中兩種寡糖處理均一定程度降低了酸桿菌門（Acidobacteria）的相對豐度，提高了變形菌（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）的相對豐度，但是，與纖維寡糖（COS）相比，殼寡糖（CSOS）處理改變細菌群落組成的幅度更大。同樣也有研究發(fā)現(xiàn)放線菌門（Actinobacteria）在土壤碳氮循環(huán)中具有重要作用[27]，還能產生抗逆性較強的孢子，同時具有解磷、解鉀等功能[28?30]，還有研究發(fā)現(xiàn)，隨著土壤環(huán)境中碳含量的增加，芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）的相對豐度也增加[31]。在屬水平上，鞘氨醇單胞菌（）是三種處理中相對豐度最高的優(yōu)勢屬，與本研究結果一致，有研究發(fā)現(xiàn)鞘氨醇單胞菌（）是黃土高原雨養(yǎng)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)上的優(yōu)勢細菌屬[32]。本研究結果顯示，與CK相比，殼寡糖（CSOS）處理能明顯增加MND1、溶桿菌屬（）、硝化螺旋菌屬（）、放線菌屬（）、芽單胞菌屬（）、YC-ZSS-LKJ147、赭黃嗜鹽囊菌屬（）、芽球菌屬（）和鏈霉菌屬（）的相對豐度，纖維寡糖（COS）處理后假單胞菌屬（）的相對豐度增加了215%。有研究指出，溶桿菌屬（）和芽球菌屬（）在促進植物生長、抵御不良環(huán)境、防治土壤病害等方面發(fā)揮著重要作用[33?35]。硝化螺旋菌屬（）能促進營養(yǎng)元素吸收轉化，增加土壤肥力[36]。赭黃嗜鹽囊菌屬（）和鏈霉菌屬（）在磷的吸收轉化中具有重要作用[37?38]。假單胞菌屬是高效的病害抑制性微生物，可以有效抑制鐮孢菌的生長[39]?？芍瑲す烟牵–SOS）處理能促進多種利于土壤營養(yǎng)物質積累的有益菌群生長，纖維寡糖（COS）處理主要表現(xiàn)為抑制有害菌屬。

子囊菌（Ascomycota）和擔子菌（Basidiomycota）作為土壤中主要的分解者，對分解植物殘體和降解秸稈殘留物具有重要作用[40?41]，本研究也發(fā)現(xiàn)真菌群落以子囊菌門（Ascomycota）和擔子菌門（Basidiomycota）為主，占真菌總體的70%以上。此外，兩種寡糖均明顯增加壺菌門（Chytridiomycota）的相對豐度。在屬水平上，殼寡糖（CSOS）處理明顯增加有益菌屬的相對豐度。作為解磷微生物，其相對豐度增加能顯著提高土壤有效磷的供給[42]。以上結果表明，兩種寡糖處理都有利于改善土壤功能，但在優(yōu)化土壤微生物類群上具有一定的差異。

3.2 結論

施加50mg·L?1殼寡糖（CSOS）和纖維寡糖（COS）溶液的土壤，于人工氣候室培養(yǎng)6d后，兩種寡糖處理均顯著改變了土壤細菌和真菌的群落結構，提高了細菌的豐富度（物種觀測數(shù)）。其中，變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）和擬桿菌門（Bacteroidetes）為土壤優(yōu)勢細菌門。子囊菌門（Ascomycota）、擔子菌門（Basidiomycota）和被孢霉門（Mortierellomycota）為優(yōu)勢真菌門。

兩種寡糖處理均不同程度降低了土壤酸桿菌門（Acidobacteria）的相對豐度，增加了土壤變形菌（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）、壺菌門（Chytridiomycota）以及有益菌屬溶桿菌屬（）、硝化螺旋菌屬（）、赭黃嗜鹽囊菌屬（）、芽球菌屬（）和鏈霉菌屬（）的相對豐度，但是，與纖維寡糖（COS）相比，殼寡糖（CSOS）處理微生物群落組成的變化幅度更大。殼寡糖（CSOS）處理顯著增加有益菌屬Talaromyces的相對豐度（195%），纖維寡糖（COS）處理則明顯增加假單胞菌屬（）的相對豐度（215%）。綜上，兩種寡糖均能增加有益土壤微生物，而其調控差別對于優(yōu)化土壤功能存在一定差異，其中殼寡糖（CSOS）處理能促進多種利于土壤營養(yǎng)物質積累的有益菌群生長，纖維寡糖（COS）處理主要表現(xiàn)為抑制有害菌屬。

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Regulation of Oligosaccharides on Soil Microbial Diversity and Community Structure

QIAN Yuan-chao1，HE Jiu-xing1，KONG Meng1，SONG Ji-qing1, MAKOTO Saito2, LV Guo-hua1

（1. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081,China;2. Showa Denko K.K., Minato-ku, Tokyo 105-8518, Japan）

The type of soil microbial population plays an important role in soil quality and growth of crops. Studying the impact characteristics of different oligosaccharides on soil microbial population will help to use oligosaccharides correctly, efficiently and safely. In this study, the soils were placed in an artificial climate chamber, 50mg·L?1Chitosan oligosaccharide (CSOS) and Cello-oligosaccharide (COS) solution were applied into the soils, treated with clean water (CK) as the control, cultured for 6 days, sampled, and analyzed the structure composition and diversity distribution characteristics of soil microbial community by high-throughput sequencing technology. The CSOS and COS treatments significantly changed the community structure of bacteria and fungi, increased the observed number of bacterial species. Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Chloroflexi, Gemmatimonadetes and Bacteroidetes were the dominant bacteria. Ascomycota, Basidiomycota and Mortierllomycota were the dominant fungi. Through the comparative analysis of community composition among groups, it could be seen that the treatments both reduced the relative abundance of Acidobacteria in different degrees, and increased Proteobacteria, Actinobacteria, Gemmatimonadetes, Chytridiomycota and beneficial bacteria,,,,and. However, compared with the COS, the CSOS treatment had a greater change in microbial community composition. In addition, the CSOS and COS treatments had some differences in regulating soil microbial community structure. The relative abundance of beneficial bacteriatreated with the CSOS increased by 195%, and the relative abundance of beneficial bacteriatreated with the COS increased by 215%. In conclusion, chitosan oligosaccharide and cello-oligosaccharide both could optimize the structure and composition of soil microbial community. The difference between the CSOS and COS helped to realize the regulating mechanism, and promote their application and popularization.

; Cello-oligosaccharide; High-throughputsequencing; Bacterial communitystructure; Fungal community structure

收稿日期：2021?09?24

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項（Y2020GH12）；糧食豐產增效科技創(chuàng)新專項（2017YFD0300410-2）；中日合作項目（2020110001002708）

通訊作者：呂國華，副研究員，從事農業(yè)新材料應用研究。E-mail：lvguohua@caas.cn

錢遠超，E-mail：1124875667@qq.com

10.3969/j.issn.1000-6362.2022.06.004