利用DGGE法研究不同种植体系中根际微生物群落结构

利用DGGE技术研究不同间作和轮作种植体系对作物根际细菌和真菌群落结构的影响.运用16SrDNA和18SrDNA特异引物对,将土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后,通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:玉米-蚕豆轮作对蚕豆根际细菌和真菌群落结构影响明显,二者都与单作蚕豆有较大差异;小麦/蚕豆间作明显改变两种作物根际细菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构;玉米/蚕豆间作明显改变玉米根际细菌、真菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构.     

杉木人工林土壤质量演变过程中土壤微生物群落结构变化

以中国科学院会同森林生态站自然林、杉木连栽林和杉木阔叶树混交林地土壤为研究对象,采用PCR-DGGE、DNA-sequencing和主成分分析(PCA)等方法分析土壤微生物群落结构变化及其与土壤质量变化之间的关系.结果表明,该地区杉木人工林土壤中细菌优势种群为α-、β-、γ-proteobacteria和Cytophaga-Flexibacter-Bacterioides (CFB)类群;真菌优势种群为子囊菌(Ascomycetes)和担子菌(Basidiomycetes)亚门的种属.杉木人工林替代自然林后,土壤细菌多样性指数显著降低,且随连栽代数增加呈持续降低趋势;杉木人工林土壤中与Pedobacter cryoconitis亲缘关系密切的细菌种群消失,出现与Xanthomonas sp.和Rhodanobacter sp.亲缘关系密切的细菌种群.土壤真菌群落结构的变化与细菌相反,杉木人工林替代自然林后并不断连栽时,土壤真菌多样性指数呈现上升的趋势,自然林土壤中优势真菌种群在杉木三代林中消失.杉木与火力楠或桤木混交后土壤细菌和真菌种群结构与自然林类似.土壤细菌多样性指数与土壤总有机碳、全氮、可溶性有机碳、铵态氮、速效磷、速效钾含量以及土壤pH值呈显著正相关关系(P＜0.05).土壤真菌多样性指数仅与土壤碳氮比呈显著正相关关系,而与土壤pH值呈显著负相关关系.杉木林土壤质量变化对土壤细菌和真菌优势种群有较大影响,细菌Burkholderia sp.、Pedobactersp.、Xanthomonas sp.和真菌Sclerotinia sclerotiorum、Mycosphaerella cannabis可能是引起土壤质量变化的关键种群.     

施肥和土壤管理对土壤微生物生物量碳、氮和群落结构的影响

以中国科学院沈阳生态试验站的长期定位试验为平台,研究了不同施肥和土壤管理对潮棕壤微生物生物量碳、氮和群落结构的影响。结果表明,裸地和农田处理的微生物生物量碳、氮较低,但是农田处理下施肥增加了微生物生物量,其中NPK+M效果最明显。DGGE图谱显示,处理间细菌条带分布较相似,其中裸地的细菌多样性最高;长期施肥和土壤管理改变了土壤真菌群落结构,施肥增加了真菌多样性,且有机肥的影响大于化肥;不同处理间氨氧化细菌群落结构差异显著,NPK+M显著增加了氨氧化细菌多样性,且无机肥和有机肥对氨氧化细菌群落影响不同。施肥和土壤管理对细菌影响较小,但显著改变了真菌和氨氧化细菌的群落结构。聚类分析结果显示,土壤管理措施较施肥对细菌、真菌和氨氧化细菌群落的影响更为显著。     

施用棉秆炭对新疆连作棉花根际土壤微生物群落结构和功能的影响

以棉秆移除(NPK)和棉秆还田(NPKS)为对照,采用平板计数、Biolog和DGGE等3种方法,研究了棉秆移除基础上施用常量棉秆炭(22.50 t·hm^-2,NPKB-1)和增量棉秆炭(45.00 t·hm^-2,NPKB-2)对新疆连作棉花根际土壤微生物数量、群落功能和结构多样性的影响.结果表明：与NPK和NPKS处理相比,棉秆炭施用显著增加了连作棉田根际土壤中细菌和放线菌数量;NPKB-1处理真菌数量显著高于NPK处理,但增量棉秆炭NPKB-2处理与NPK处理差异不显著;2个棉秆炭处理的真菌数量均低于NPKS处理.棉秆炭处理AWCD值较高,显著提高了微生物丰富度指数,可促进利用糖类、氨基酸类和羧酸类碳源的微生物生长,尤其是利用与根系分泌物相关的酚酸类碳源的微生物.DGGE电泳结果表明,施用棉秆炭(尤其是增量棉秆炭)后,土壤细菌DGGE图谱条带数增多,增加了土壤中芽单胞菌门、酸杆菌门、变形菌门和放线菌门中一些菌群的丰度.UPGMC聚类分析表明,NPKB-2处理明显区别于其他处理,而NPKS、NPK和NPKB-1处理细菌群落结构相似.表明高量施用棉秆炭可显著提高棉花根际土壤微生物多样性,并明显改变土壤细菌群落结构,对连作棉田生态系统健康有改善作用.     

AM真菌对青枯菌和根际细菌群落结构的影响

利用传统的平板培养与DGGE相结合的技术手段,研究了接种AM真菌对番茄根际土壤中的青枯菌和细菌群落结构的影响。结果表明,菌根根际土壤中的细菌总量和总DNA量都高于非菌根根际土壤,其中前者的青枯菌种群数量比后者低60倍;DGGE图谱也证实了AM真菌对青枯菌的抑制效应,还揭示出接种AM真菌对根际土壤中细菌群落结构所产生的复杂的影响。文章对AM真菌抑制青枯菌的机制进行了探讨。     

凉水保护区土壤产类漆酶-多铜氧化酶细菌群落结构

在凉水国家级自然保护区3种主要林型红松(Pinus koraiensis)、白桦(Betula platyphylla)及云杉(Picea dietrich)林采集林下土壤样品,以铜离子作为筛选剂处理后,结合平板分离法与基于16S rDNA V3区片段的变性梯度凝胶电泳(DenaturingGradient Gel Electrophoresis,DGGE)技术,调查了土壤样品中产类漆酶-多铜氧化酶(laccase-like multicopper oxidase,LMCO)细菌的群落结构。这是研究产类漆酶-多铜氧化酶细菌在环境中存在的种、属及分布的新尝试。平板分离获得10株细菌均为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),其中梭状芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)未见相关报道。通过DGGE图谱分析可知,产类漆酶-多铜氧化酶细菌在研究地不同林型土壤中的群落结构无明显差异,在红松林土壤中多样性最为丰富。DGGE条带测序结果表明,取样地土壤中产类漆酶细菌主要为罗尔斯顿菌属(Ralstonia sp.)、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、芽孢杆菌属和一些未培养细菌。     

葡萄连作对土壤细菌和真菌种群的影响

分别采集种植葡萄30年的连作园和3年的新植园根围土、非根围土及葡萄园周边的空地土壤,采用PCR DGGE技术,研究葡萄连作对土壤细菌和真菌种群结构及多样性的影响,并对分离出的优势种扩增条带进行测序.结果表明：葡萄连作后土壤细菌和真菌的多样性增加,且根围土壤的微生物多样性高于非根围土壤.聚类分析显示：葡萄长期连作后根围与非根围土壤细菌和真菌的种群结构趋于一致,两者不同于空地土壤;而短期种植葡萄的根围土壤细菌和真菌的种群结构不同于非根围土壤和空地土壤.与新植园相比,连作园根围土壤中微生物种群结构发生较大变化,细菌中Flavobacterium sp.（DQ339585）和Bacillus sp.（AY039821）种群数量减少,Pedobacter sp.（AJ871084）种群数量增多;真菌中Omphalina farinolens（EF413029）出现,Pestalotiopsis sp.(DQ657877,DQ657875,DQ657871）、Phacidium lacerum（DQ470976）和Lecythophora decumbens（AF353597）种群数量减少,Pilidium acerinum voucher（AY48709）种群数量增多.其中Bacillus sp.、Flavobacterium sp.和Pestalotiopsis sp.对病原菌具有颉颃作用,连作园根围土中上述微生物种群数量的减少,不利于葡萄对病原菌的颉颃;Pilidium acerinum voucher数量的增加可能与葡萄连作后病害加重有关.     

Biolog和PCR-DGGE技术解析施肥对德惠黑土细菌群落结构和功能的影响

试验采用Biolog和PCR-DGGE技术研究了不同施肥处理对吉林省德惠市黑土细菌群落结构和功能的影响.Biolog试验结果表明,单施有机肥处理的土壤细菌群落对底物碳源利用种类最多,代谢功能多样性最高;而施用化肥处理降低了土壤细菌群落代谢功能.DGGE图谱表明,不同施肥处理的土壤细菌16S rDNA多数条带分布相同,说明这些细菌类群在黑土中较稳定,在本试验中未受到施肥的影响,但也有一些特殊条带出现或缺失,施用化肥处理降低了土壤细菌群落结构组成多样性.对Biolog和DGGE试验结果的主成分分析显示,未施肥和单施有机肥处理的土壤细菌群落结构和功能相似,表明单施有机肥处理主要是增加了土壤微生物的总量,而对黑土细菌群落结构组成影响是次要的;单施化肥和半量有机肥 化肥处理的土壤细菌群落代谢功能多样性相似,但其结构组成产生了分离.研究表明化肥处理主要是影响到土壤中快速生长和富营养的细菌类群,施用化肥降低了这些细菌类群的代谢活性.     

珠穆朗玛峰不同海拔梯度上土壤细菌和真菌群落变化特征

高寒生态系统是全球变化的敏感区域,揭示高海拔地区尤其是雪线以上土壤微生物群落的演变规律,对于理解全球气候变化对高寒生态系统的影响及其响应机制具有重要意义。以采自青藏高原珠穆朗玛峰北坡低海拔地区和永久雪线以上(海拔4000—6550m)的12份土壤和砂砾样品为研究对象,运用活菌计数法(CFU)和实时定量PCR(real-time PCR)技术对土壤样品的细菌和真菌进行了定量分析,并结合磷脂脂肪酸(PLFA)分析法、变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)和克隆测序方法研究了细菌和真菌群落随海拔梯度变化的演变特征,结果表明:土壤细菌和真菌丰度随海拔增加而降低,与海拔高度呈显著负相关;磷脂脂肪酸分析结果表明不论是细菌、真菌还是总的微生物PLFA含量均随海拔高度增加而下降,革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌的多样性也随海拔增加而降低,且代表革兰氏阳性细菌的PLFA组份在雪线(5350m)以上检测不到,而代表革兰氏阴性细菌和真菌的组份在所有海拔梯度上都有分布,表明革兰氏阳性细菌比阴性细菌和真菌对海拔及海拔相关因子变化更为敏感。DGGE图谱的UPGMA聚类分析的结果也发现在不同海拔高度样品中细菌群落组成发生明显变化,但真菌群落变化不明显。测序分析结果显示变形菌纲(Proteobacteria)是珠峰不同海拔高度土壤/砂砾样品中的优势菌群,芽单胞菌(Gemmatimonadetes)是高海拔样品中的优势菌群,而放线菌(Actinobacteria)主要分布在低海拔样品中;真菌以子囊菌门(Ascomycota)为主,而丝足虫类(Cercozoa)原生生物是高海拔冰雪覆盖样品所特有的真核生物。     

水稻秸秆还田时间对土壤真菌群落结构的影响

为揭示水稻秸秆还田对土壤真菌群落结构的长期影响,采用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了秸秆还田90,180,270 d和360 d的土壤真菌基因丰度和群落结构组成演变趋势,并利用冗余分析(RDA)研究土壤真菌群落结构变化与环境因子的关系。结果表明:随着秸秆还田时间的增加,土壤真菌群体数量和多样性指数(H、R和E)显著增加,在360 d时达到最高。对DGGE图谱的特征条带进行胶回收、测序,系统进化分析表明,土壤真菌主要种群包括:接合菌(Zygomycete sp.)、盐腐霉菌(Pythium salinum)、肉盘菌(Uncultured Sarcosomataceae)、牛粪盘菌(Ascobolus stercorarius)、大链壶菌(Lagenidium giganteum)、青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和疏绵状丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)、灰绿曲霉菌(Aspergillus glaucus)、禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.),其中青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)具有纤维素降解能力,而枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)在90 d时成为新的优势菌群。RDA分析表明,90 d和180 d秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构较为类似,270 d和360 d的秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构发生了明显变化。土壤有机碳、pH和速效磷是引起土壤真菌群落结构及多样性变异的主要因素。     

不同土壤细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应及降解菌系的获得

应用PCR-DGGE、DNA测序等方法,在室内驯化条件下研究了8种来源于中国不同地区土壤样品细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应。结果表明:在氯嘧磺隆100～500mg·L-1浓度梯度下,土壤细菌群落组成有明显的更迭现象,多样性发生明显变化,驯化至10周,绝大部分细菌种群消失,样品的细菌种群结构趋于简单并呈现趋同效应;DNA测序结果表明,在驯化第10周可培养Methylophilus sp.、Beta proteobacterium、uncultured bacterium成为优势菌属,所获细菌种群出现的16个优势种群中有10个与已知的具有有机污染物降解功能和有机污染环境修复功能细菌的相似性大于97%;其中5个与嗜甲基菌16S rDNA部分序列相似性达98%以上。获得了一组对氯嘧磺隆具有降解作用的细菌菌系,可在5d内将100mg·L-1氯嘧磺隆降解67%;其主要组成为嗜甲基菌属(Methylophilus sp.)、丛毛单胞菌属(Comamonas sp.)、鞘酯杆菌属(Sphingobacterium sp.)和嗜氢菌属(Hydrogenophi-lus sp.)。     

不同生境马铃薯根际土壤细菌多样性分析

近年来,随着国家对马铃薯产业重视程度的增加,生产的专业化和规模化程度越来越高,化肥农药用量不断加大,加之连作等种植模式,致使以疮痂病为代表的土传病害普遍发生且逐年加重,个别地块发病率达90%以上,给种植业者带来巨大的经济损失。[目的] 为了探索马铃薯疮痂病发生与土壤环境的关系,分析区域性种植方式和施肥量对土壤细菌种群变化的影响,为实现土传病害有效防治提供借鉴。[方法] 本文分别从1年连作土传病害轻的宁夏西吉（西北）、3年连作土传病害严重的河北沽源（华北）、5年轮作未发现土传病害的内蒙古海拉尔（东北）大田马铃薯根际采集土壤,利用高通量测序技术,比较了样品间细菌群落结构差异。[结果] 3组样品共获得有效条带617558条,可分类操作单元（OTUs）3077个。各样品中变形菌门（Proteobacteria）数量最多,含量均在33%以上。与未发病土壤样品相比,土传病害发生严重的样品中细菌数量、物种数、细菌多样性、种类丰富度均有所降低,有害菌数量增加,益生菌数量减少。其中,放线菌（Actinobacteria）数量明显增多,变形菌（Proteobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）和酸杆菌（Acidobacteria）数量明显减少,组分及数量差异明显的细菌（尤其是放线菌门）大多与土壤全磷含量呈显著相关。[结论] 过量施用化肥和常年连作改变了土壤细菌群落结构,生态环境恶化,导致土传性病害发生。其中,磷可能是影响土壤微生物群落结构变化最主要的肥料元素。     

长期施肥对新疆灰漠土土壤微生物群落结构与功能多样性的影响

以20a新疆国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期定位试验为平台,采用常规培养法,结合Biolog技术对可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行测定分析,研究撂荒(CK0)、耕作不施肥(CK)、不同化肥(N、NK、NP、PK、NPK)、化肥配施低量高量有机肥(NPKM1和NPKM2)和秸秆还田(NPKS)等10种处理土壤微生物特征,揭示长期施肥对土壤微生物群落结构与功能多样性的影响。结果表明:(1)可培养微生物:与CK处理相比,CK0处理显著提高了细菌、放线菌和真菌的数量(P0.05),NPKS处理微生物数量则显著降低(P0.05);不同化肥处理的细菌(除PK处理外)、放线菌(除PK和N处理外)数量也有所增加,增幅在8.14%—135.70%和15.30%—44.78%之间;真菌数量(除NK处理外)则有一定幅度的降低;NPKM1和NPKM2处理,微生物数量最高,细菌分别增加了162.20%和173.75%,放线菌增加了34.39%和39.37%,真菌增加了63.33%和488.33%;(2)生理菌群:与CK0相比,CK处理显著提高了自生固氮菌和亚硝化细菌数量(P0.05),显著降低了氨化细菌和纤维素分解菌数量(P0.05);与CK相比,NPKM1和NPKM2处理显著提高土壤中与氮素转化有关的生理菌群数量(P0.05),不同化肥处理和NPKS处理的影响不相同,NPK处理显著高于其余处理(P0.05);(3)微生物碳源利用:微生物活性表现为NK、NPKM1、NPKM2N、NPK、CKPK、NPKSCK0、NP;CK0处理3个多样性指数以及NPKM1、NPKM2和NK处理Shannon(H)指数最高,其余施肥处理差异不显著;糖类、氨基酸类、羧酸类和胺类是微生物利用的主要碳源。(4)聚类分析表明,除NP处理外,施氮处理土壤有较为相似的碳源利用,细菌和真菌与养分之间有较好的相关性,可培养微生物和生理菌群与微生物碳源利用的相关性较差。因此,长期不同施肥对新疆灰漠土土壤微生物群落结构和功能多样性产生了显著的影响,长期耕作不施肥降低了土壤微生物群落结构和功能多样性,不同化肥配合施用对微生物群落的影响不同,NPK及NPK配施有机肥可提高土壤微生物多样性。     

In vitro suppression of fungi caused by combinations of apparently non-antagonistic soil bacteria

We hypothesized that apparently non-antagonistic soil bacteria may contribute to suppression of fungi during competitive interactions with other bacteria. Four soil bacteria (Brevundimonas sp., Luteibacter sp., Pedobacter sp. and Pseudomonas sp.) that exhibited little or no visible antifungal activity on different agar media were prescribed. Single and mixed strains of these species were tested for antagonism on a nutrient-poor agar medium against the plant pathogenic fungi Fusarium culmorum and Rhizoctonia solani and the saprotrophic fungus Trichoderma harzianum. Single bacterial strains caused little to moderate growth reduction of fungi (quantified as ergosterol), most probably due to nutrient withdrawal from the media. Growth reduction of fungi by the bacterial mixture was much stronger than that by the single strains. This appeared to be mostly due to competitive interactions between the Pseudomonas and Pedobacter strains. We argue that cohabitation of these strains triggered antibiotic production via interspecific interactions and that the growth reduction of fungi was a side-effect caused by the sensitivity of the fungi to bacterial secondary metabolites. Induction of gliding behavior in the Pedobacter strain by other strains was also observed. Our results indicate that apparently non-antagonistic soil bacteria may be important contributors to soil suppressiveness and fungistasis when in a community context.     

生物肥与甲壳素和恶霉灵配施对香蕉枯萎病的防治效果

通过盆栽试验研究了生物肥与甲壳素和恶霉灵配施防治香蕉枯萎病效果,试验结果表明,生物肥与恶霉灵配施(H+F)处理香蕉枯萎病病情指数最高,生物肥与甲壳素配施(C+F)处理病情指数最低。单独生物肥处理防病效果为32.8%,生物肥与甲壳素配施处理为42.5%,而生物肥与恶霉灵配施加重了香蕉枯萎病病情。Biolog Eco微平板研究发现,AWCD(平均每孔颜色变化率)和Shannon等4个多样性指数变化趋势与防病效果相反:防病效果好的处理,土壤细菌功能多样性指数反而低,经检测发现病原真菌(Fusarium oxysporum f. sp. cubense)可利用Biolog Eco微平板上碳源底物并发生颜色变化,干扰测定结果。T-RFLP分析土壤细菌DNA多样性,对照(灭菌生物肥)土壤中TRFs末端限制性片段最少,生物肥与甲壳素配施处理最多。与网上数据库比较,生物肥与甲壳素配施增加了土壤中芽胞杆菌种类,与恶霉灵配施降低了芽胞杆菌种类。分析发现,T-RFLP和Biolog的主成份分析载荷图具有较高一致性。因此,生物肥与生物农药甲壳素配施,从生态角度控制土传病害,优势互补,提高了土壤细菌多样性,改善了土壤细菌群落结构,有利于提高防病效果。     

应用16S rDNA克隆文库技术研究长期稻草还田对水稻土细菌多样性的影响

利用中国科学院桃源农业生态试验站施肥制度长期定位试验田对照(CK)和稻草还田(OM)施肥处理的土壤样品,应用16S rDNA克隆文库技术直接提取土壤微生物总DNA,分别构建细菌16S rDNA克隆文库,并进行序列测定和分析。结果表明,与对照(CK)相比,稻草还田(OM)后土壤细菌群落结构发生了显著改变,土壤细菌多样性和均匀度均有所降低。对照(CK)和稻草还田(OM)两个施肥处理的优势种群均为变形菌,酸杆菌次之;稻草还田减少了变形菌、疣微菌、绿弯菌和绿菌的分布,而增加了硝化螺旋菌的分布。16S rDNA系统发育分析则表明,稻草还田对酸杆菌群落结构影响最大,其次是疣微菌和δ-变形菌。     

Impact of protozoan grazing on bacterial community structure in soil microcosms

The influence of grazing by a mixed assemblage of soil protozoa (seven flagellates and one amoeba) on bacterial community structure was studied in soil microcosms amended with a particulate resource (sterile wheat roots) or a soluble resource (a solution of various organic compounds). Sterilized soil was reinoculated with mixed soil bacteria (obtained by filtering and dilution) or with bacteria and protozoa. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of PCR amplifications of 16S rRNA gene fragments, as well as community level physiological profiling (Biolog plates), suggested that the mixed protozoan community had significant effects on the bacterial community structure. Excising and sequencing of bands from the DGGE gels indicated that high-G+C gram-positive bacteria closely related to Arthrobacter spp. were favored by grazing, whereas the excised bands that decreased in intensity were related to gram-negative bacteria. The percentages of intensity found in bands related to high G+C gram positives increased from 4.5 and 12.6% in the ungrazed microcosms amended with roots and nutrient solution, respectively, to 19.3 and 32.9% in the grazed microcosms. Protozoa reduced the average bacterial cell size in microcosms amended with nutrient solution but not in the treatment amended with roots. Hence, size-selective feeding may explain some but not all of the changes in bacterial community structure. Five different protozoan isolates (Acanthamoeba sp., two species of Cercomonas, Thaumatomonas sp., and Spumella sp.) had different effects on the bacterial communities. This suggests that the composition of protozoan communities is important for the effect of protozoan grazing on bacterial communities.     

Volatile-mediated antagonism of soil bacterial communities against fungi

Competition is a major type of interaction between fungi and bacteria in soil and is also an important factor in suppression of plant diseases caused by soil-borne fungal pathogens. There is increasing attention for the possible role of volatiles in competitive interactions between bacteria and fungi. However, knowledge on the actual role of bacterial volatiles in interactions with fungi within soil microbial communities is lacking. Here, we examined colonization of sterile agricultural soils by fungi and bacteria from non-sterile soil inoculums during exposure to volatiles emitted by soil-derived bacterial communities. We found that colonization of soil by fungi was negatively affected by exposure to volatiles emitted by bacterial communities whereas that of bacteria was barely changed. Furthermore, there were strong effects of bacterial community volatiles on the assembly of fungal soil colonizers. Identification of volatile composition produced by bacterial communities revealed several compounds with known fungistatic activity. Our results are the first to reveal a collective volatile-mediated antagonism of soil bacteria against fungi. Given the better exploration abilities of filamentous fungi in unsaturated soils, this may be an important strategy for bacteria to defend occupied nutrient patches against invading fungi. Another implication of our research is that bacterial volatiles in soil atmospheres can have a major contribution to soil fungistasis.     

棉花长期连作对新疆土壤细菌群落结构的影响

新疆部分棉区发生连作障碍后与其他地区有所不同,能自发恢复并长期保持高产、稳产,为了查明该类棉田土壤细菌群落结构在连作障碍发生及自发恢复整个过程中的演替规律。以未开垦土地作为对照,利用16S rRNA-PCR-DGGE(polymerase chain reactiondensity gradient gel electrophoresis)法对比研究了新疆阿克苏棉区分别连作1、3、5、10、15和20a棉田1—30 cm深度土壤细菌群落结构组成。结果表明未开垦土地细菌多样性指数丰富度最高,多样性和均匀度指数最低。随着棉花连作年限的延长,土壤细菌群落丰富度指数不断下降,而多样性和均匀度指数逐渐增大。当连作年限继续延长至10a后各指数出现恢复或趋于达到一个新的相对稳定状态。聚类分析显示7个样品分别聚为3簇,其中连作3a的样品差异最大,相似度仅有44%,而连作10a后的样品和对照较为相似。主成分分析也有类似的结果。对比回收的部分序列显示,序列间相似性在88%以上,分属于Microbacterium、Uncultured Chloroflexi bacterium、TM7 Phylum sp.Canine、Flavobacteria等4个不同菌属。分析认为棉花长期连作对该地区土壤细菌群落结构组成影响很大,但随着连作年限延长至5a以后,细菌群落结构组成能自发趋于稳定和回升。此外,对比棉田细菌群落结构整体变化规律和棉花产量的增减及病虫害发生规律发现,在棉花长期连作过程中两者有很强的关联性。     

若尔盖高原泥炭沼泽湿地土壤细菌群落空间分布及其驱动机制

了解高原泥炭沼泽湿地生态系统土壤微生物群落结构组成、多样性及空间分布特征对认识高原湿地生态特征及演化过程至关重要。利用高通量测序技术，在局域尺度上研究了四川若尔盖高原泥炭沼泽湿地土壤细菌群落结构与多样性特征。通过进一步测定土壤及植物基本理化指标，量化采样点之间的地理距离，比较了细菌群落不同成员（稀有种和丰富种）的空间周转差异，分析了土壤环境变量和空间因子对细菌群落结构的相对贡献。结果表明：若尔盖泥炭土壤细菌群落主要由绿弯菌门（Chloroflexi）（26.25%）、变形菌门（Proteobacteria）（23.21%）、厚壁菌门（Firmicutes）（10.56%）等优势物种门类组成；土壤细菌群落结构表现出较强的空间依赖关系，群落结构相似性随采样点地理距离增加而逐渐降低，细菌群落的周转速率表现为总细菌群落 > 丰富种 > 稀有种；Mantel检验结果显示，地上生物量与细菌群落呈极显著相关性（P<0.01），其中，影响稀有种空间分布特征的环境因子还包括土壤硫含量、活性磷、Mn和土壤pH值；方差分解分析表明，局域尺度上的土壤因子对若尔盖高原泥炭沼泽土壤细菌群落构建的相对贡献大于空间因子，土壤异质性是影响微生物空间分布特征的关键因素。研究为开展高原湿地泥炭土壤微生物多样性调查及揭示微生物群落构建机制提供了重要参考。