抗草甘膦转基因大豆（RRS）对根际土壤细菌数量和多样性的影响

为深入研究种植抗草甘膦转基因大豆的黑土生态区根际土壤中细菌数量及多样性的变化,试验采用DGGE-cloning测序技术与传统培养相结合的方法,研究了抗草甘膦转基因大豆(RRS)对根际土壤细菌数量以及细菌群落多样性的影响.传统培养试验结果为RRS显著降低了土壤细菌的数量;DGGE图谱分析表明,RRS根际土壤细菌16SrDNA条带数、多样性指数及均匀度指数均要低于其他处理,聚类分析显示RRS带谱与RRS-S和Y-S差异较大,相似性分别为64%和64.4%;DGGE-cloning测序结果表明,在RRS处理中缺失条带1和条带12分别属于Uncultured bacterium和Nitrospira门Nitrospira属,其中条带1与其他切取条带最小遗传距离达0.4,与其他处理相比表现出弱势差异的条带2、4、5和条带11均属于Uncultured bacterium.研究表明,RRS不同程度上降低了根际土壤细菌的数量和细菌群落的多样性,并对根际土壤中Nitrospira属细菌有一定的抑制作用.     

间作大豆对甘蔗根际土壤细菌及固氮菌多样性的影响

为探讨间作大豆(Glycine max)对甘蔗(Saccharum officinarum)根际土壤细菌及固氮细菌多样性的影响, 收集和开发固氮菌资源, 筛选高效甘蔗联合固氮体系, 选用3个甘蔗栽培品种‘ROC22’、‘GT21’、‘B8’与大豆品种‘Guizao 2’进行间种栽培, 采用巢式PCR特异扩增细菌16S rRNA基因片段和固氮细菌nifH基因片段, 并结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术, 对间作大豆的甘蔗根际土壤细菌及固氮细菌进行系统演化和多样性分析。聚类分析结果显示, 间作大豆改变了甘蔗根际土壤细菌及固氮细菌原来的群落组成结构, 尤其对固氮菌群落组成的改变更大, 但对群落物种的优势度影响较小。Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数分析结果表明, 甘蔗-大豆间作显著影响甘蔗根际土壤中细菌和固氮菌的多样性, 其中对固氮细菌多样性的影响较大。不同甘蔗品种的根际土壤细菌和固氮菌在间作大豆条件下表现出不同的多样性, ‘ROC22’和‘GT21’间作处理甘蔗根际土壤固氮细菌的Shannon-Wiener多样性指数显著高于单作处理, 而‘ROC22’与大豆间作处理的甘蔗根际土壤固氮菌多样性最为丰富。在大豆生长盛期, 间作处理的甘蔗根际土壤细菌多样性最为丰富, 不同处理间的差异也最大, 随后下降。总体来看, 甘蔗-大豆间作显著地影响根际土壤细菌和固氮菌的群落结构和群落多样性, 有助于对甘蔗合理间作栽培模式的认识和筛选高效甘蔗联合固氮体系。     

恩诺沙星残留对土壤中固氮细菌固氮基因(nifH)多样性的影响

为了了解恩诺沙星在环境中残留对土壤微生物的影响,通过PCR扩增、基因克隆、RFLP分析法对恩诺沙星影响下的土壤微生物固氮酶nifH基因的分子多样性进行了分析。结果表明,恩诺沙星作用于土壤后第35天,Ⅰ-Ⅵ组的OTUs与克隆子的百分比分别为:34.31%、32.18%、26.04%、20.83%、19.09%、20.00%;第70天,Ⅰ-Ⅵ组的OTUs与克隆子的百分比分别为:23.85%、20.75%、18.26%、16.67%、14.58%、11.67%。对照组多样性指数均高于添加药物组,第35天,对照组的M argalef指数与添加药物各组差异均显著(P0.05),第70天,仅与10μg/g和50μg/g两组差异显著;第35天,除了0.01μg/g组,对照组的Shannon-Wiener指数与其他添加药物组差异均显著,第70天,仅与10μg/g和50μg/g两组差异显著。由此可见,随着药物作用的时间延长,药物含量0.01-1μg/g组土壤固氮微生物的多样性与对照组之间的差异变小。     

转基因甘蔗对根际土壤微生物多样性的影响

应用Biolog法研究了转几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因甘蔗对根际土壤微生物多样性的影响。结果表明:转基因甘蔗根际土壤微生物利用单一碳源能力(AWCD)要高于非转基因甘蔗的根际土壤微生物;转基因甘蔗和非转基因甘蔗根际上壤样品的Simpson指数(1/D)、Shannon-Wiener指数(H)、Mclntosh指数(U)均存在差异,其中转基因甘蔗根际土壤微生物的Simpson指数显著高于非转基因甘蔗土壤微生物,两种土壤微生物群落优势度的差别很大,其次是Mclntosh指数(U)指数,丰富度的差别不是很大。说明转基因甘蔗根系在生长期的分泌物刺激根际土壤微生物群落的生长,可能诱导了具有某些特定生理特征的微生物群落的发展,因此转基因甘蔗对根际土壤微生态有一定的影响。     

中央戈壁石下生物土壤结皮固氮细菌群落结构和多样性

[背景]戈壁荒漠石下生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)由石下生物定殖繁衍而成,广泛存在于石英石下方,在相关生态系统的物质循环中起重要作用;其细菌群落结构受空间和土壤环境因子影响而变化较大.固氮细菌是石下BSCs的形成和发育主要驱动力;中央戈壁面积较大,为温带的代表戈壁之一,但目前其石...     

不同栽培模式对山丹丹根际土壤细菌群落多样性的影响研究

采集陕西子长市高柏山示范基地山丹丹根际土壤, 利用高通量测序技术, 分析其细菌群落的多样性及其影响因素。结果表明: 共获得细菌有效序列575510条, 包含30门90纲147目242科391属。优势菌门为放线菌门(Actinobacteria, 38.56%-46.12%)、变形菌门(Proteobacteria, 16.67%-26.55%)、绿弯菌门(Chloroflexi, 9.45%-18.57%)、酸杆菌门(Acidobacteria, 2.96%-5.26%)和拟杆菌门(Bacteroidetes, 2.04%-5.76%)。优势菌纲为放线菌纲(Actinobacteria, 32.44%-38.52%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria, 15.47%-25.89%)、酸杆菌纲(Acidimicrobiia, 2.39%-7.59%)、热微菌纲(Thermomicrobia, 3.43%-5.55%)和氯酸杆菌纲(Chloracidobacteria, 2.14%-4.29%)。冗余分析显示在属水平上, 环境因子可以解释61.86%的细菌群落差异。有机质、速效钾和有效磷是影响山丹丹根际土壤细菌群落组成产生差异的主要环境因素。研究表明, 山丹丹根际土壤细菌群落多样性丰富, 栽培模式会影响山丹丹根际土壤细菌群落组成产生差异。该研究可为山丹丹菌种资源的进一步开发提供参考。     

磷高效转基因大豆对根际微生物群落的影响

旨在了解转拟南芥紫色酸性磷酸酶基因的磷高效转基因大豆AP15-1的种植对土壤微生物生态的影响。于春秋两季在网室种植转基因大豆AP15-1及其受体YC03-3,在大豆幼苗期、盛花期和成熟期,分别采集根际土和非根际土。平板菌落计数的实验结果显示:AP15-1和YC03-3根际土与非根际土中可培养细菌、真菌和放线菌的数量在不同的季节和不同的生长期是会发生一定的变化,但没有明显的规律;两者根际土间及根际与非根际土间,细菌、真菌和放线菌数量没有明显的差异。BIOLOG生态板实验对碳源代谢特征分析结果显示:同季AP15-1和YC03-3根际土中微生物总体代谢活性要强于非根际土,但AP15-1和YC03-3根际土间及根际与非根际土间,微生物碳代谢活性差异均不显著;并且AP15-1与YC03-3根际土微生物对四大类碳源的代谢也没有明显的偏好。对春秋季成熟期的BIOLOG数据进行生态学丰富度与多样性指数计算分析,也未发现AP15-1和YC03-3根际土及非根际土间存在显著性差异。主成份和聚类分析结果显示:相同季节和相同生长期,AP15-1和YC03-3根际间的差异小于根际与非根际间的差异;季节和大豆生长时期对根际微生物群落造成的影响要大于AP15-1与YC03-3个体差异所产生的影响。研究结果表明转酸性磷酸酶基因的磷高效转基因大豆种植对根际土壤可培养微生物的数量和群落结构没有产生显著的影响。     

茶园根际土壤细菌群落结构及多样性

【背景】茶园根际土壤的细菌群落结构与茶园生境土壤营养循环密切相关,其组成及多样性可以作为健康茶园的一个生物指标。【方法】采用PCR．变性梯度凝胶电泳（PCR—DGGE）分子指纹图谱技术,检测安溪铁观音种植区不同海拔茶园根际土壤样本的细菌群落结构,利用Shannon．Wiener多样性指数分析其多样性,采用非加权组平均法进行聚类分析得到其分布特征,利用蒙特卡罗检验和冗余分析分别揭示影响细菌群落分布的环境因子及细菌群落分布和环境变量之间的关系。【结果】茶园根际土壤细菌的DGGE结果显示,检测到的14种主要细菌中有11种细菌是不可培养的,3种细菌是可培养的,分别属于根瘤菌属、中华根瘤菌属和苍白杆菌属。聚类分析得到,同一海拔梯度茶园根际土壤细菌群落结构相似。Shan-non—Wiener多样性指数分析表明,400m海拔处茶园根际土壤细菌群落多样性最高。蒙特卡罗检验分析得到环境因子协同作用对茶园根际土壤细菌群落结构贡献率为59．6％。冗余分析显示,茶园根际土壤细菌群落结构与海拔密切相关。【结论与意义】茶园根际土壤细菌群落结构分布与海拔梯度密切相关,考虑不同海拔高度土壤细菌群落对茶园营养循环的影响,在铁观音的健康栽培和管理过程中具有重要意义。     

滴灌对苜蓿根际土壤细菌多样性和群落结构的影响

【背景】细菌作为土壤微生物中的重要类群,能够有效促进土壤物质循环和能量流动,细菌多样性以及群落结构能够反映土壤的质量状况。【目的】了解滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌群落结构及多样性变化,探讨土壤环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】基于细菌16Sr RNAV3-V4区高通量测序技术,分析比较滴灌与自然降雨两种模式下生长的苜蓿根际与非根际土壤中细菌多样性和群落分布规律,然后采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨土壤环境因子与细菌多样性的关系。【结果】苜蓿根际土壤中细菌多样性丰富,滴灌根际土壤中细菌多样性显著高于自然降雨根际土壤;土壤样品中共检测到细菌46门53纲116目220科469属,主要的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,25.27%-34.42%),其中α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,11.41%-18.97%)为优势亚群,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,1.00%-4.54%)为优势属。相较于自然降雨,滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌的6个门和16个属的群落结构发生显著变化;此外,RDA分析表明,不同环境因子对微生物群落的影响不同,滴灌根际土壤中9个细菌属的丰度与全磷、全钾、有效磷、碱解氮、有机质、土壤中性磷酸酶以及土壤脲酶的含量显著正相关。【结论】滴灌作为新型节水技术,在促进植物生长、提高产量、节约成本的基础上增加了植物根际土壤中细菌多样性和丰度,该结果为新型灌溉体制的改革以及土壤微生物资源的开发利用提供科学数据。     

大豆不同生育期根际土壤细菌群落结构的变化

为了解大豆根际细菌群落结构多样性及根际细菌群落结构的变化,该研究以大豆苗期和成熟期的根际土壤为材料,采用Illumina高通量测序技术测定细菌16S rRNA V3+V4区序列,探究大豆不同生育期根际土壤细菌群落结构的变化。对原始数据进行拼接、过滤、去除嵌合体序列和聚类分析等数据处理,并对OTU进行分类学注释。在此基础上运用ANOVA分析物种组成变化,Alpha多样性指数研究细菌多样性变化。结果表明:细菌丰富度和多样性在不同生育期有显著变化,其中成熟期土壤中的细菌丰富度和多样性指数均明显高于苗期; 变形菌、放线菌、酸杆菌是大豆根际的优势菌门,其含量在不同生育期也有显著变化; 假诺卡氏菌属、糖丝菌属、鞘氨醇单胞菌属是大豆根际的优势菌属,这些菌属中的部分菌群属于根际促生菌,具有潜在的促生效应。这些结果证实大豆的生育期对根际土壤细菌群落结构有重要影响。     

呼伦贝尔沙地不同植被恢复模式对土壤固氮微生物多样性的影响

利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术及扩增产物序列分析方法,研究了经过4年不同植被恢复模式下呼伦贝尔沙地土壤固氮微生物的nifH基因多样性和群落结构的变化.结果表明:不同植被恢复模式间土壤固氮微生物群落组成差异显著.混播柠条+羊柴+冰草+披碱草模式(ACHE)下的土壤固氮微生物nifH基因多样性指数最高,其次为混播柠条+冰草(AC)、单播柠条(UC)、单播冰草(UA)和单播羊柴(UH)模式,对照(裸地)最低.除单播羊柴(UH)模式与对照的多样性指数差异不显著外,其余4种植被恢复模式均显著高于对照.单一恢复模式(UA、UH、UC)下,绝大多数土壤固氮微生物属于蓝藻门,结构比较单一;而混播模式(AC和ACHE)下,土壤固氮微生物组成发生明显变化,以变形菌门为主,还包含蓝藻门,其种类增加,多样性提高.不同植被恢复模式的速效磷(AP)、全磷(TP)、全氮(TN)和硝态氮(N03-N)对固氮微生物区系的影响均达到显著水平,且AP、TP、TN和NO3--N之间均具有显著相关性.不同植被恢复模式下土壤固氮微生物区系组成的变化是不同理化因子之间相互关联、共同影响的结果.     

捕捞对北部湾海洋生态系统的影响

利用Ecopath with Ecosim (EwE) 5.1软件构建了北部湾海洋生态系统1959—1960年的Ecosim模型,包含渔业、海洋哺乳动物、海鸟、中上层鱼类、底层鱼类、底栖无脊椎动物等20个功能组,通过与1997—1999年调查数据对比,分析了捕捞活动对北部湾生态系统的结构和功能的影响.结果表明：近40年来在捕捞强度不断增加的压力下,生态系统的结构和功能发生显著变化,长寿命、高营养级的肉食性鱼类生物量下降明显,系统以短寿命、小型鱼类和无脊椎动物占优势.1999年的大中型鱼类的生物量仅为1960年的6%,而小型鱼类和无脊椎动物则明显上升,尤其是头足类生物量上升了2.7倍,渔获物的营养级则从1960年的3.2降低到1999年的298,体现了“捕捞降低海洋食物网”的特点,目前的开发模式是不可持续的.利用20世纪90年代数据预测了降低捕捞压力后生态系统的变化.本研究证实了可以使用Ecosim模型预测捕捞压力对生态系统的影响.     

DGGE技术在森林土壤微生物多样性研究中的应用

微生物在森林土壤物质转化中扮演着重要角色,与森林的林型、土壤理化性质存在着密切关系.森林土壤微生物多样性及其变化在一定程度上反映了土壤环境的生产力和稳定性,对表征森林演替,土壤生态修复等有重要意义.变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术测定微生物多样性具有快捷、高效和可重复性高等优点.简要介绍DGGE技术的原理,分析这一技术的局限性和优化方法.重点以实例说明该技术在森林土壤微生物多样性研究中的应用现状,展望该技术的发展前景,以期能为今后这一领域的研究提供科学依据.     

东天山地区庙儿沟雪坑中微生物多样性、群落结构与环境关系研究

通过荧光计数、恢复培养和变形梯度凝胶电泳(DGGE),分析了东天山地区庙儿沟不同深度积雪中的可培养细菌数量、多样性及其群落结构。结果表明,东天山地区冰雪微生物数量和多样性指数与气候环境替代指标钙离子、镁离子、氯离子等具有相关性。该地区雪坑中细菌隶属于4个不同系统发育群:proteobacteria(α-,β-,γ-),CFB,HGC和LGC,其中CFB类和proteobacteria类为主要类群。与青藏高原、南北极冰雪中微生物的比较分析发现Paracoccu和Aquasalina属是该地区的特殊微生物类群。直接培养和DGGE分析发现不同深度雪坑中微生物数量和群落结构都有明显的变化。结果表明,由于东天山地区的特殊地理位置,该地区冰雪微生物具有其特殊性。     

对降解喹啉的厌氧生物反应器中重要功能菌群的鉴定

通过把微生物区系组成的分子水平的动态变化情况与微生物群落的整体功能变化相关联,鉴定重要的功能类群是微生物分子生态学研究的一个重要的策略.应用分子生物学的方法,对一个实验室规模的用于降解喹啉的厌氧反应器生物膜样品的微生物区系组成变化进行解析,找出可能的主要功能菌.通过DGGE对反应器的种子污泥和运行稳定的厌氧生物膜反应器的微生物区系组成进行了对比分析,并对主要的优势条带进行了分子鉴定.同时对以上两个样品构建16S rDNA克隆文库,通过统计学分析对克隆文库的有效性进行验证,并对文库进行测序分析.DGGE条带及克隆文库的序列分析均表明,在驯化过程中,Gamma Proteobacteria亚纲与Desulfobacter postgatei种的微生物显著增加,这种动态变化表明这些细菌可能是在厌氧条件下对喹啉的降解起关键作用的微生物.     

三种土壤微生物总DNA提取方法的比较

本文对3种常用的土壤微生物总DNA提取方法Martin法、高盐改进法及试剂盒法进行了比较,并通过DNA得率、纯度及16S rDNA V3可变区的PCR扩增结合DGGE法(denaturing gradient gel electrophoresis),分别对3种方法进行评价.结果表明,3种方法提取的DNA均能满足土壤微生物多样性分析的要求.其中试剂盒方法操作简单,提取的DNA质量较高,但DNA得率较低且成本昂贵.Martin法和高盐改进法用时较长,DNA得率较高,纯度较低,但对后续PCR扩增和DGGE分析没有明显影响,且成本低廉.     

三种高盐苯胺废水对细菌群落结构的影响

采用PCR-DGGE技术分析了含有不同CODCr、盐、总磷、氨态氮、氯离子、苯胺浓度的3种高盐苯胺废水(1#、2#、3#)驯化的细菌群落结构变化,从分子水平阐明高盐苯胺废水对细菌群落结构的影响.结果表明,不同浓度高盐苯胺废水驯化过程中,2#废水随着浓度的升高,细菌群落多样性逐渐下降;1#废水驯化的细菌群落多样性指数以5%的废水最高,20%与40%的废水最低;3#废水驯化的细菌群落多样性指数以0%和5%的废水最高,20%的废水最低.不同废水对细菌群落多样性有不同的影响,表明适应和突变是驯化过程中细菌适应环境的一个重要作用力.3种不同高盐苯胺废水驯化的细菌群落多样性指数与CODCr、盐含量之间均存在显著负相关,但与氯离子和苯胺含量之间相关不显著.3种废水驯化的细菌的遗传多样性有较大差异,多态位点百分率、Shannon's信息指数和Nei's指数均以3#废水最高,1#废水次之,2#废水最低.但遗传多样性指标与CODCr、盐含量、氯离子和苯胺含量之间均相关不显著.可知细菌群落多样性的变化是由于废水中所含的污染物质的综合作用结果,而非单一的因素.3种废水的5种不同浓度驯化细菌之间的平均遗传距离分别为0.4724、0.4350和0.4902,其中3#废水驯化的细菌遗传变异最大.聚类分析表明,5种不同浓度高盐苯胺废水驯化细菌均可明显地分为两组.1#和2#废水均为0%、5%和10%废水驯化细菌聚成一组,而20%和40%废水驯化细菌聚成另一组; 3#废水为0%与5%废水驯化细菌聚成一组,而10%、20%和40%废水驯化细菌聚成另一组.不同的废水由于水质背景值不同,选择压力不同,导致细菌突变的阈值不同,使得诱导细菌变异程度不同,从而最终引起细菌群落结构的不同.驯化过程中微生物种群的变化使得整个微生物群落能够快速适应外部环境变化.     

几种直接从高温热泉沉积物中提取DNA方法之比较

用酶解法,化学裂解法和微波炉法,冻融法等物理裂解方法组合出5种方法直接从滇西一个高温热泉沉积物提取DNA。经常规的琼脂糖凝胶电泳检测,发现用溶菌酶,蛋白酶K酶解,SDS化学裂解结合微波炉法裂解不仅可以得到较大量的DNA。而且碎片段较少,提取出来的DNA经RNA酶和蛋白酶K处理后可直接进行PCR扩增。同时DGGE（变性梯度凝胶电泳）电泳检测,结果表明,此法不仅可以得到该种环境中较多微生物分类单位的DNA,而且还能够较好地体现出它们在量上的差异。