藏北高寒草甸植物群落对土壤线虫群落功能结构的影响

2011年5-11月,对西藏北部高寒草甸3种典型植物群落下0-30cm范围内不同深度土层的土壤线虫群落进行调查,采用浅盆法分离线虫,土壤性质指标,如pH、含水量、电导率分别采用电位法、烘干法、电导率仪法进行测定,应用营养类群组成、c-p类群结构及营养结构特征指数,以及营养类群、c-p类群与土壤性质之间的关系等特征值分析高寒环境下土壤线虫群落的功能结构特征,以了解高寒环境下植被对土壤线虫群落功能结构的影响.调查共分离得到33038条土壤线虫,隶属于2纲6目51科93属;线虫个体密度平均为847条/100g干土;表聚性明显.研究结果表明,高寒草甸不同植物群落的土壤线虫群落营养类群组成及分布特征均存在一定差异,植食性线虫和食细菌性线虫是调查区域的主要营养类群,不同植物群落间植食性线虫和杂食/捕食性线虫的相对多度差异明显.c-p类群组成结构特征结果表明:3种植物群落的土壤线虫cp2类群均为优势类群,生活策略以r-对策为主;高山嵩草植物群落土壤中的线虫食物资源在3种植物群落中最丰富;藏北嵩草群落土壤线虫数量低的可能原因是线虫食物资源的减少限制了cp1、cp2类群的增殖.PPI值表明:委陵菜群落受扰动的影响程度大于其余两种植被类型,而MI、PPI/MI值及cp5类群数量的结果则表明:委陵菜群落的稳定性较高,受到的干扰在3种植物群落中最少.F/B及NCR值均说明了3种植物群落的土壤有机质分解均主要依靠细菌分解途径.相关性分析结果表明:杂食/捕食性线虫在枯草期明显受到土壤含水量的影响;食真菌性线虫与土壤pH之间的关系密切,在盛长期则明显受到土壤电导率的影响;食细菌性线虫仅在返青期与pH有相关性.不同植物群落下土壤线虫群落功能结构特征的分异显示出线虫指示环境因子影响土壤生态系统的潜力.     

基于高通量测序的两种高寒草甸土壤原核生物群落特征研究

土壤微生物在生态系统中具有重要的生态功能,研究青藏高原高寒草甸的土壤原核生物群落组成及其主要影响因子,对揭示青藏高原独特的微生物地理区系和预测全球环境变化的影响有重要意义。利用Illumina Miseq高通量测序技术,结合分子生态网络,对青藏高原高寒沼泽化草甸和高寒草甸的土壤原核生物的群落组成特征进行了分析。结果共检测到23145个OTUs,可分为2个古细菌类群和33个已知的细菌类群;其中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门为土壤的优势菌群,相对丰度累计超过79%;高寒草甸原核生物的多样性高于高寒沼泽化草甸,两种草甸类型原核生物群落特征具有显著差异性(P0.001)。分子生态网络分析表明,高寒草甸网络具有较长的平均路径距离和较高的模块性,使其比高寒沼泽化草甸网络更能抵抗外界环境变化,在应对气候变化时具有更高的稳定性;典范对应分析(CCA)和分子生态网络的分析结果均表明,土壤p H值是影响土壤原核生物群落特征的主要影响因子。综上所述,土壤微生物群落的组成变化对于评估其对全球气候变化的响应具有重要的指示作用,土壤原核生物群落特征在不同的高寒草甸土壤中具有显著差异,了解其变化规律和影响因子,能为高寒草甸生态系统的适应性管理和应对气候变化提供理论依据。     

公路源重金属对青藏高原高寒草甸土壤线虫群落的影响

为了解重金属对青藏高原高寒草甸土壤线虫群落的影响,在邦杰塘草原利用公路源重金属含量差异,采用高通量测序技术,分析重金属对高寒草甸土壤线虫群落多样性及群落组成的影响。结果表明：在重金属含量较低样本中,土壤线虫群落Shannon指数、Ace指数、Chao指数比重金属含量较高样本均要小,且整体上Shannon指数、Ace指数、Chao指数与重金属含量较高样本差异显著（P<0.05）。重金属含量升高改变了高寒草甸土壤线虫纲水平和目水平的群落结构,使近自然状况下的色矛纲（Chromadorea）、小杆目（Rhabdtida）优势土壤线虫群落转变为一类未分类线虫纲（unclassified_p_Nematoda）、一类未分类线虫目（unclassified_p_Nematoda）的优势土壤线虫群落。重金属Cu、Pb、Zn、Cd与线虫门（Nematoda）和刺嘴纲（Enoplea）正相关,但与色矛纲（Chromadorea）负相关,且对土壤线虫Chao指数的变异解释比例依次减小。研究表明土壤重金属含量对青藏高原高寒草甸土壤线虫群落多样性及组成产生很大影响,但仍需对高寒草甸区域进行系统的土壤线虫调查,并丰富土壤线虫生物信息数据库。     

短期围封对西藏北部高寒草甸土壤线虫群落的影响

为了解放牧对高寒草甸的影响,以及围封对高寒草甸的恢复作用,2013年5月、8月、10月,分别对藏北短期围封高寒草甸和自由放牧高寒草甸不同深度土层的土壤线虫群落及土壤理化性质等进行了调查。调查结果表明,3a围封提高了土壤全氮、磷、钾及土壤有机质含量,土壤保水能力也明显提高;围封使土壤线虫个体密度下降,但物种多样性和丰富度却提高了;围封使土壤线虫群落中的植食性线虫所占比重呈下降趋势,食真菌线虫比重加大。短期围封有利于高寒草甸生态系统的正向演替,使之向更稳定的方向发展,同时,土壤线虫数量对土壤理化性质变化有明显的响应,通过土壤线虫群落的群落特征可以反映放牧干扰及围封对高寒草甸生态系统的影响。     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林土壤线虫群落特征

为了解西藏东南部亚高山地带典型森林群落类型——急尖长苞冷杉林土壤生态系统线虫多样性现状,于2010年夏季至2011年春季,调查了0～30 cm范围内不同深度土层的土壤线虫群落,用线虫个体密度、多样性指数和营养类群指数等特征值分析了土壤线虫群落的组成与结构特点.调查采用浅盘法分离得到土壤线虫7915条,隶属于2纲6目38科67属;线虫个体密度平均为620条·100 g-1干土;表层(0～5 cm)土壤中线虫个体数量占总数的56.9％,表聚性明显.垫咽属、螺旋属及绕线属为优势属.植食性线虫是主要营养类群,非植食线虫中食真菌性线虫所占比例最大.土壤有机质以真菌分解途径为主.土壤线虫群落H'多样性指数、J'均匀度指数、λ优势度指数及SR丰富度指数季节间差异均不显著,不同土层间的.J'均匀度指数差异不显著,H'多样性指数、λ优势度指数及SR丰富度指数土层间的差异随土壤深度加深而增大.表明色季拉山急尖长苞冷杉林生态系统成熟度较高,抵抗外界干扰的能力较强.     

宁南山区不同植被恢复方式下土壤线虫群落特征:形态学鉴定与高通量测序法比较

线虫是土壤食物网的重要组分, 也是土壤健康与生态系统恢复的重要指示生物, 因此准确测定线虫群落特征是发挥其生态指示作用的基础。传统线虫学研究多采用形态学鉴定方法, 但高通量测序技术近年来也逐渐受到重视。然而, 关于这两种方法的对比研究目前仍比较缺乏。本研究同时采用形态学鉴定和高通量测序法, 在黄土高原宁夏南部山区, 对不同植被恢复方式下(农田、自然恢复草地、柠条(Caragana korshinskii)人工林地和苜蓿人工草地)土壤线虫的数量、群落格局和生态指数进行了测定和比较。结果表明: (1)高通量测序仅能提供线虫类群的相对多度, 而形态学鉴定法能够测定土壤线虫的绝对多度, 后者测定结果表明3种植被恢复样地, 特别是自然恢复草地和柠条人工林地, 较农田具有更高的土壤线虫多度; (2)高通量测序法检获的线虫类群数(3纲4目26科42属)高于形态学鉴定法的测定结果(2纲3目18科27属), 但两种方法仅检获15个共有线虫属, 前者检测到的植物寄生线虫属数(22属)较后者(7属)显著增加, 而食细菌线虫和杂食-捕食线虫则相反; (3)在两种方法下, 相比农田, 3种植被恢复样地尤其是自然恢复草地和柠条人工林地, 其食微线虫的相对多度均显著下降, 而植物寄生线虫和杂食-捕食线虫的相对多度大幅上升, 这也导致线虫成熟度指数(MI)和植物寄生线虫指数(PPI)的提高及瓦斯乐卡指数(WI)的显著下降; (4)相比形态学鉴定法, 高通量测序法能检测到更丰富多样的植物寄生线虫, 在该方法下土壤线虫群落的组成、结构和生态指数在植被恢复样地与农田之间的差异也更为显著。综上所述, 采用形态学鉴定和高通量测序法测定的不同植被恢复方式下的线虫群落特征具有显著差异。     

高通量测序分析冻融期碳源输入方式对土壤线虫群落的影响

植物碳源输入途径变化对土壤生物群落的影响研究是目前学术界关注的热点问题。为探究温带森林生态系统碳源输入方式对土壤线虫群落的影响,通过Illumina MiSeq技术分析了不同碳源输入方式下土壤线虫群落组成和多样性的变化。研究结果显示:所有处理(凋落物和根系同时输入;仅根系输入;仅凋落物输入;无碳源输入)中共发现土壤线虫68属,其中食细菌线虫的相对丰度最大;各碳源输入方式中仅凋落物输入处理对线虫群落组成的影响最为明显,表现为:与凋落物和根系同时输入处理相比,仅凋落物输入处理中食细菌线虫的相对丰度明显增加,食真菌线虫的相对丰度显著降低以及捕食杂食线虫的相对丰度显著增加。从线虫群落的多样性指数角度看,无碳源输入处理中土壤线虫群落的多样性指数(H'')下降,优势度指数(Dom)增高;仅凋落物输入处理中均匀度指数(J)最高。从线虫群落的生态指数角度看,仅凋落物输入处理的线虫群落成熟度指数(MI)最高;各碳源输入处理的分解过程均以细菌分解通道为主。研究表明,土壤线虫群落受到碳源输入变化的调节,仅凋落物输入处理比仅根系输入处理对土壤线虫群落的影响更大。无碳源输入处理的物种多样性明显下降,仅凋落物输入处理的土壤食物网更加稳定。研究结果丰富了森林土壤线虫多样性的研究内容,并为高通量测序技术在土壤线虫方面的研究提供方法和数据的支持。     

基于高通量测序的禁牧对土壤微生物群落结构的影响

麋鹿的采食、躺卧和践踏行为均会对栖息地土壤环境造成影响,进而影响土壤微生物群落结构。利用高通量测序技术,分析江苏大丰麋鹿国家级自然保护区禁牧点和补饲点土壤细菌和真菌群落结构差异,并结合土壤理化性质探究禁牧对土壤微生物群落结构的影响。结果表明细菌群落的优势菌门为变形菌门,真菌群落的优势菌门为子囊菌门。禁牧改变了土壤微生物群落结构,在门水平上提高了变形菌门、放线菌门和担子菌门的相对丰度,降低了绿弯菌门、厚壁菌门和子囊菌门的相对丰度,禁牧点与补饲点土壤微生物群落多样性的相似性较低。冗余分析中,细菌受土壤环境因子的影响大于真菌,其中土壤pH是影响细菌和真菌群落最大的土壤环境因子。研究揭示了禁牧对土壤微生物群落结构的影响,为保护区制定麋鹿生境恢复方案提供参考。     

江苏省不同农业区土壤线虫群落分布特征

调查了江苏省不同农业区农田土壤线虫群落多样性,分析了土壤线虫数量和群落结构与土壤环境因子的关系,并探讨了土壤线虫对土壤健康的生物指示作用.结果表明： 农田土壤线虫共鉴定出2纲7目19科41属.6个农业区的土壤线虫的密度、群落组成均具有一定的差异性.沿海农业区的线虫数量最多(每100 g干土400条),显著高于徐淮、宁镇扬和沿江农业区(P＜0.05),而沿江农业区的土壤线虫数量最少(每100 g干土232条),这可能是由于土壤质地、年均降雨量和年均气温等因素的差异造成的.地理位置相近的农业区线虫优势属相似.相关性分析结果显示,土壤线虫数量与土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和速效磷均呈显著正相关关系;RDA分析表明,土壤全氮含量、速效磷及pH对线虫群落种属组成影响较大.分析江苏省农田土壤线虫群落空间分布特征,可为农田土壤生态系统健康状况评价提供数据支撑.     

基于高通量测序的裕民红花根际土壤细菌群落特征分析

【背景】新疆裕民县是我国最大的红花种植基地,其独特的地理环境和气候条件适合红花生长且有利于红花良好品质的形成。【目的】探究新疆裕民县山地栽培红花不同生育期的根际土壤细菌群落及其与环境因子之间的关系,为揭示道地药材"道地性"的本质与规律提供科学依据。【方法】在3块裕民栽培红花样地中分别采取营养生长期与生殖生长期的根际、非根际土壤,测定其土壤性质,并提取基因组DNA对16S rRNA基因的V4高变区进行PCR扩增构建文库,经过Illumina HiSeq高通量测序平台测序后使用生物信息学技术分析土壤细菌的丰富度、多样性指数和群落结构,然后分析多样性指数与环境因子之间的相关性。【结果】从36个红花土壤样品中共得到10303个细菌操作分类单元(Operationaltaxonomicunit,OTU),分属于47门102纲201目381科738属405种,其中放线菌门(Actinobacteria,32.9%)和变形菌门(Proteobacteria,28.7%)是优势菌群。方差分析显示丰富度指数Chao1与多样性指数Shannon在4个样品分组的细菌群落中无显著差异,而主坐标分析(Principal coordinates analysis,PCoA)和属水平的物种丰度分布情况表明各样地之间的细菌群落构成差异明显。【结论】经分析,红花根际土壤中存在大量适应环境变化的细菌,这些细菌的存在可能对红花道地性的形成有积极作用。此外,土壤性质、植物的生长阶段和根系分泌物可能通过影响红花根际细菌群落来致力于红花道地性的形成。     

高通量测序技术在线虫多样性研究中的应用

土壤线虫多样性是土壤生态学研究的热点之一, 然而对土壤线虫群落组成及多样性的研究通常受到分类学和方法学的限制。当前, 分子生物学技术的快速发展丰富了我们对土壤线虫多样性的认识, 但也存在一定的局限性。本文综述了常用分子生物学技术如变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)、末端限制性片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)、实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qPCR)和高通量测序(high-throughput sequencing, HTS)技术近年来在线虫多样性研究中的应用, 重点从土壤线虫DNA提取方法、引物和数据库的选择、高通量测序技术和形态学鉴定结果的比较等方面阐述了高通量测序技术在线虫多样性研究中的优势与不足, 并提出选择合适的线虫DNA提取方法结合特定引物和数据库进行注释分析, 仍是今后使用高通量测序技术开展线虫多样性研究的重点。当研究目标是土壤线虫多样性时, 优先推荐富集线虫悬液提取DNA的方法, 因此, 研究人员应根据具体目标选择最优组合开展实验研究。     

基于高通量测序的闽楠幼林根际土壤丛枝菌根真菌群落变化

[背景]闽楠是珍贵用材树种.阐明闽楠根际土壤微生物特征,对科学经营闽楠人工林有指导作用.[目的]明确闽楠人工林恢复过程中根际土壤丛枝菌根群落随林龄的变化特征.[方法]采用高通量Illumina MiSeq测序的方法,评估不同林龄闽楠幼林根际土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF...     

基于高通量测序技术分析使它隆对玉米土壤细菌多样性的影响

【目的】研究使它隆对玉米土壤细菌多样性的影响。【方法】利用Illumina Miseq高通量测序技术,分别测定了玉米土壤细菌的16S rRNA基因的V4-V5可变区序列,进而对不同时期的不喷施除草剂和喷施除草剂的玉米土壤中细菌群落组成和多样性进行分析。【结果】研究共获得260940条有效序列,167191条优质序列,12656个OTUs。多样性分析结果表明,使它隆处理10 d后的土壤细菌多样性和丰度降低;使它隆处理60 d后的土壤细菌多样性和丰度提高。对土壤细菌群落组成分析发现,5个土壤样品中的优势菌门均为酸酐菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门。使它隆处理10 d后的样品酸杆菌门的比例增加,放线菌门和绿弯菌门的比例降低;使它隆处理60 d后样品变形菌门的比例降低,绿弯菌门的比例明显增加。【结论】使它隆对玉米土壤细菌多样性产生一定影响,其影响随施药时间而异。