烟草根际可培养微生物多样性及防病促生菌的筛选

[背景] 根际微生物在植物根部生态系统中扮演着重要角色,影响着植物的营养吸收和健康生长。[目的] 了解常年不发病烟田烤烟品种K326根际可培养微生物的多样性,筛选具有防病促生功能的菌株,为烟草病害绿色防控提供资源。[方法] 采用传统培养方法对烟草根际土壤中的细菌和真菌进行分离鉴定,评价菌株的促生特性及病原菌拮抗能力,并进一步验证典型菌株对盆栽烟苗的促生效果。[结果] 共获得261株微生物菌株,包括160株细菌和101株真菌。经分子鉴定,细菌中以变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）为主要类群;真菌中以子囊菌门（Ascomycota）和毛霉菌门（Mucoromycota）为主要类群。在属水平上,细菌以假单胞菌属（Pseudomonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）为主,真菌以曲霉属（Aspergillus）和青霉属（Penicillium）为主。从不同种水平上进一步选择44株细菌为代表菌株,发现它们均具有不同程度的吲哚-3-乙酸（Indole-3-Acetic Acid,IAA）产生能力,9株能够溶解有机磷,16株能够溶解无机磷,13株产生铁载体,14株产生生1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate,ACC）脱氨酶。从160株细菌中筛选得到抑制青枯病菌和黑胫病菌的菌株数目分别为25、26株。经盆栽试验发现韩国假单胞菌（P. koreensis） HCH2-3、浅黄绿假单胞菌（P. lurida） FGD5-2和贝莱斯芽孢杆菌（B. velezensis） EM-1对烟苗呈现不同程度的促生作用,其中3株菌联合施加对烟苗的促生效果最明显。[结论] 烟草根际存在着丰富多样的具有防病促生潜力的微生物,并且合成菌群或功能互补的菌株联合施用是未来微生物菌剂研发的重要方向。     

甘肃典型高寒草原退化植物瑞香狼毒对根际土壤微生物群落的影响研究

[目的] 瑞香狼毒（Stellera chamaejasme L.）为瑞香科狼毒属（Stellera）多年生草本植物,是我国草地退化的标志性植物之一。本研究旨在探究甘肃高寒草原主要毒草瑞香狼毒根际微生物群落结构及其与土壤环境因子和酶活性之间关系,为治理因瑞香狼毒入侵引起的草地退化提供理论依据。[方法] 采用Illumina MiSeq高通量测序技术对甘肃不同地区高寒草原的瑞香狼毒根际土壤微生物组成及多样性进行分析,并进一步分析土壤理化性质和酶活性与微生物群落的相关性。[结果] 不同地区瑞香狼毒根际土壤pH随海拔升高呈现上升趋势,土壤中大量和微量营养元素含量以及土壤酶活性的变化各异。在门水平上,子囊菌门（Ascomycota）、接合菌门（Zygomycota）和担子菌门（Basidiomycota）在根际土壤真菌中占优势地位;放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）在根际土壤细菌中属于优势类群。海拔2964 m样地的真菌和细菌OTU（operational taxonomic unit）数量和Shannon多样性指数均高于其他4个采样点（海拔2373、2608、2733、3280 m）。RDA（redundancy analysis）分析结果显示,瑞香狼毒根际土壤微生物不同,受土壤环境因子的影响不同;相关系数表明,土壤真菌多样性与土壤钾、磷、铁、钙、钼、海拔、土壤水分、过氧化物酶呈正相关,与土壤温度、多酚氧化酶、脱氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶呈负相关;土壤细菌与土壤pH、钾、磷、镁、钙、土壤水分呈负相关,与多酚氧化酶、过氧化物酶、脲酶、脱氢酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶呈正相关。[结论] 甘肃省不同地区高寒草原瑞香狼毒根际微生物群落组成和多样性差异明显,土壤理化性质与土壤真菌具有较强的正相关关系,而土壤酶则更多地影响着土壤细菌群落的组成和多样性。     

蒙古沙冬青根际土壤细菌群落组成及多样性与生态因子相关性研究

蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）是中国西北荒漠唯一的常绿阔叶灌木,耐干旱、抗逆性强,在水土和荒漠化防治方面发挥着重要作用。为了探究蒙古沙冬青根际微生物多样性与生态因子互作机制,采用高通量测序技术测定了26个自然种群根际土壤细菌多样性;利用冗余分析（Redundancy analysis,RDA）探讨了根际细菌群落组成和多样性与生态因子之间的关系。结果表明：蒙古沙冬青根际土壤细菌隶属于15门、43纲、68目、123科、185属;主要优势细菌群为蓝菌门（Cyanobacteria）65.74%、变形菌门（Proteobacteria）21.72%、放线菌门（Actinobacteria）6.28%（相对丰度>2%）;优势菌纲为α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）17.48%、放线菌纲（Actinobacteria）4.76%、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）3.28%。RDA分析显示：生态因子能够解释蒙古沙冬青根际土壤细菌群落多样性52.69%的方差,其中年均降雨量（F=12.8,P=0.002）、纬度（F=5.1,P=0.016）、太阳辐射（F=5,P=0.02）是影响土壤细菌多样性的主要因素。研究结果可为深入认识荒漠生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因素提供理论依据。     

镉胁迫对2种油菜土壤真菌群落的影响

[背景] 人类活动引起的农田重金属污染已成为严重的环境问题。镉（Cd）是最具毒性的重金属之一,能对人体和生态系统构成威胁。[目的] 研究不同浓度镉处理对2种油菜（甘蓝型油菜和芥菜型油菜）的土壤（根际和非根际）真菌群落的影响,为镉的生物修复和健康风险评估提供理论基础。[方法] 对2种油菜土壤（根际和非根际）真菌转录间隔区（Internal Transcribed Spacer,ITS）进行高通量测序,分析镉对根际和非根际土壤真菌群落的影响。[结果] 镉胁迫改变了土壤真菌群落的组成和结构,但对2种油菜土壤真菌群落的α多样性几乎无显著影响。土壤镉浓度和生物量与2种油菜根际土壤真菌群落显著相关,芥菜型油菜非根际土壤真菌群落也与镉污染浓度显著相关。土壤真菌分子生态网络也受到镉污染的影响,甘蓝型油菜根际土壤网络稳定性降低,共生关系减少。甘蓝型油菜非根际土壤网络稳定性升高,但共生关系减少。芥菜型油菜的根际和非根际土壤的网络稳定性升高,而且共生关系增多。[结论] 镉污染会影响土壤系统中的本土真菌群落,从而可能进一步改变土壤的生态系统功能。     

糙皮侧耳和鞘脂菌NS7对多环芳烃污染土壤的生物强化与协同作用

[背景] 真菌和细菌被认为在多环芳烃污染土壤生物修复过程中发挥协同作用,目前在真实土壤体系中开展真菌-细菌协同降解研究较少。[目的] 研究真菌和细菌对不同种类多环芳烃降解的差异及对蒽和苯并[a]蒽的生物强化与协同作用。[方法] 选用多环芳烃降解真菌和细菌各一株,在液体纯培养体系下分析它们对不同种类多环芳烃降解的差异,在土壤体系中采用放射性同位素示踪技术研究2种微生物对蒽和苯并[a]蒽的生物强化与协同作用。[结果] 供试细菌鞘脂菌NS7能够很好地降解低环种类多环芳烃,以蒽作为唯一碳源时可以将其完全降解,在复合污染条件下对菲、蒽、荧蒽、芘等降解效果突出（>90%）,对苯并[a]芘降解效果较差（9.76%）。相比而言,供试真菌糙皮侧耳菌对苯并[a]芘具有更好的降解效果（21.18%）,对低环多环芳烃降解效果明显不如降解菌NS7。在自然土壤中,蒽和苯并[a]蒽具有明显不同的矿化效率,分别为18.61%和4.28%,在蒽污染土壤中加入鞘脂菌NS7并未显著提高蒽的矿化率（P>0.05）,相比而言,苯并[a]蒽污染土壤中加入糙皮侧耳显著提高了污染物矿化效率（2.24倍）,表明真菌和细菌在土壤环境中的定殖存活能力可能影响了生物强化效果。采用灭菌土壤排除土著微生物的竞争排斥作用,研究了真菌菌丝对生物强化降解的影响,发现在蒽污染土壤中,真菌菌丝的迁移作用显著提高了细菌鞘脂菌NS7对污染物的矿化率,从1.75%提高到5.91%;而在苯并[a]蒽灭菌污染土壤中,接种糙皮侧耳却没有发现苯并[a]蒽矿化率提高的现象,表明自然土壤中真菌强化降解苯并[a]蒽的作用可能是源于真菌菌丝促进污染物和土著降解菌的接触,而非直接来自真菌本身。[结论] 细菌能够很好地降解低环种类多环芳烃,而真菌对高环种类多环芳烃降解效果较好。真菌可能通过菌丝促进土著微生物在土壤中的迁移,增大多环芳烃和土著降解菌的接触,从而促进了多环芳烃降解。研究加深了对多环芳烃污染土壤生物强化修复的认识,对发展基于真菌-细菌协同作用的生物强化与调控技术提供理论指导。     

入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性

[目的] 探明严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构。[方法] 采集长沙县黄花镇郭公渡5处严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤,应用Illumina高通量测序技术研究加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性。[结果] 加拿大一枝黄花根际土壤有机质含量显著高于非根际土壤,二者间含水量差异不显著。在微生物群落多样性和丰度上,根际土壤细菌的Shannon指数和Simpson指数均大于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均小于非根际土壤,而根际土壤真菌的Shannon指数和Simpson指数均小于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均大于非根际土壤。在门水平上,酸杆菌门Acidobacteriota和变形菌门Proteobacteria的细菌总相对丰度在根际和非根际土壤样品中占比分别为42.92%和34.23%。子囊菌门Ascomycota的真菌相对丰度在根际土壤和非根际土壤样品中占比分别为58.6%和57.3%。在属水平上,根际土壤细菌中太阳念珠菌属Candidatus Solibacter、Ellin6067、伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和慢生根瘤菌属Bradyrhizobium的相对丰度明显高于非根际土壤,而不动杆菌属Acinetobacter的相对丰度显著低于非根际土壤。根际土壤真菌中的小画线壳属Monographella、鬼笔属Phallus、被孢霉属Mortierella、镰刀菌属Fusarium、斜盖伞属Clitopilus的相对丰度均明显高于非根际土壤,而Sistotrema、unidentified_Ascomycota_sp、unidentified_Paraglomerales_sp、茶渍属Lecanora的相对丰度明显低于非根际土壤。[结论] 加拿大一枝黄花的入侵改变了根际微生物群落结构及组成,使之与非根际存在一定的差异,为加拿大一枝黄花成功入侵的机理研究提供理论支撑。     

西藏青稞根际细菌群落结构及多样性

【目的】分析西藏不同种植区青稞根际土壤细菌群落结构及其影响因素，揭示特定环境下根际细菌生物标志物，为发掘研究优异根际促生菌及其作用提供参考。【方法】采用16S rRNA基因高通量测序技术和数据统计分析，比较了西藏5个市青稞种植区根际土壤细菌群落组成和结构差异，分析了青稞根际细菌生物标志物及群落结构变化的驱动因素。【结果】通过测序45个根际土壤样品获得10 715个操作分类单元（operational taxonomic units，OTUs），共43门、1 244属、2 783种，其中放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、拟杆菌门（Bacteroidota）、厚壁菌门（Firmicutes）、芽单胞菌门（Gemmatimonadota）、粘球菌门（Myxococcota）和髌骨细菌门（Patescibacteria）为优势菌门，相对丰度占比94.92%-96.56%。五个市的根际细菌群落结构存在明显的差异，组间差异大于组内差异（R=0.226 9，P=0.001），其中放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和髌骨细菌门丰度存在显著性差异（P<0.05）。五个市青稞根际土壤存在潜在生物标志物，拉萨和山南只有3个和6个特有细菌进化支，共现网络更为复杂、OTUs间联系更为紧密。变形菌门、绿弯菌门、放线菌门和酸杆菌门是青稞根际土壤中主要的关键细菌门，内生菌门、Methylomirabilota和蓝细菌分别是林芝市、日喀则市和山南市的特有关键类群。青稞根际细菌群落结构的变化主要与环境因子pH、全钾（total potassium，TK）、速效钾（available potassium，AK）、碳磷比（C：P）和海拔有关，其中TK是影响根际土壤细菌群落最重要的因子（r²=0.621 4，P=0.001）。【结论】西藏青稞根际细菌多样性丰富，5市间存在显著差异，且不同生长区青稞根际具有特有的生物标志物，为进一步研究特有根际细菌在青稞生长和环境适应中的作用，发掘优异根际促生菌提供参考。     

冰川生态系统固碳微生物研究进展

[目的] 海南海口含有丰富的温泉资源,对温泉微生物多样性进行研究,有助于进一步开发和利用海南温泉微生物资源。[方法] 本文采用Illumina HiSeq高通量测序技术对海口3个温泉[海甸岛荣域温泉（S1）、火山口开心农场温泉（S2）和西海岸海长流温泉（S3）] 水样中微生物ITS序列和16S rRNA基因V3-V4区进行测序及生物信息学分析,探究海口市3个不同区域的温泉真菌多样性与细菌多样性。[结果] （1）α多样性分析表明,真菌群落中,S3 > S1 > S2,而在细菌群落中,S2 > S1 > S3。β多样性分析表明,3个温泉真菌群落和细菌群落组成差异皆显著。（2）分类分析表明,温泉真菌群落优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,细菌群落优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、Thermi、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、绿菌门（Chlorobi）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）。（3）CCA（Canonical correspondence analysis）分析表明,3个温泉的真菌群落主要影响因子是温度,细菌群落主要影响因子是总磷。[结论] 海南省海口市温泉中含有丰富的微生物资源,其微生物群落组成受多种环境因子影响,且影响真菌和细菌的主要环境因子不同。     

草假单胞菌HT1在蚕豆根和茎的定殖特性及对内生细菌多样性的影响

[背景] 关于蚕豆内生生防细菌的定殖规律及其对内生细菌微生物多样性的研究鲜有报道。[目的] 明确草假单胞菌HT1在蚕豆的定殖特性以及对根茎部内生细菌群落多样性的影响。[方法] 采用抗生素标记法测定菌株HT1的定殖特性,利用高通量测序技术分析该菌灌根处理与对照处理蚕豆根茎部内生细菌的群落多样性。[结果] 菌株HT1的定殖数量为根>茎>叶,呈先升后降的趋势,根部、茎部、叶部在第7天达到最大值,在第83天仍能检测到标记菌株。灌根处理降低了内生细菌的丰富度,提高了根内生细菌物种多样性;灌根处理组根部厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门丰度显著提高,茎部变形菌门的相对丰度有所升高但无显著影响;在属水平上,灌根处理后,根部如Romboutsia、Mitsuaria、乳杆菌属、德沃斯氏菌属等属的相对丰度明显升高,茎部假单胞菌、Muribaculaceae、Elstera、鞘氨醇单胞菌属等属的相对丰度明显升高。[结论] HT1菌株能在蚕豆植株体内定殖达83 d以上,并且可以影响蚕豆植株内部的微生物群落结构组成,提高相关微生物的相对丰度。     

草菇过氧化氢酶基因(VvCAT1)异源表达及耐温度胁迫功能分析

[背景] 过氧化氢酶（catalase,CAT）参与真菌的生长发育,逆境胁迫时保护真菌免受氧化损伤。[目的] 实现草菇过氧化氢酶基因（VvCAT1）的异源表达,分析VvCAT1耐温度胁迫的功能。[方法] 克隆VvCAT1,构建过表达载体pBAR GPE1/VvCAT1,转化到大肠杆菌（Escherichia coli）菌株Stbl3中,异源表达草菇过氧化氢酶。测定温度胁迫后重组菌（pBAR GPE1/VvCAT1/Stbl3）与对照菌（pBAR GPE1/Stbl3）的过氧化氢酶活性和生长情况,验证VvCAT1的功能。[结果] 重组菌的CAT酶活性显著提高,生长情况显著优于对照菌。[结论] VvCAT1的导入及表达显著提高了大肠杆菌Stbl3的耐温度胁迫功能。     

普洱地区茶叶内生细菌与根际土壤细菌群落结构分析

[目的]茶叶内生细菌、根际土壤细菌在普洱茶的发酵中起着重要的作用,还可以促进茶树生长,诱导茶树抗病性.研究其群落结构组成及相互关系可为微生物资源开发利用提供理论依据.[方法]本研究以普洱地区茶树叶片和根际土壤为材料,采用高通量测序技术,对茶叶及根际土壤细菌的16S核糖体RNA基因(16S rRNA)进行测序,比较分析茶...     

沙棘通过自主选择塑造根瘤内生微生物组

【背景】解析植物微生物群落结构是利用微生物组工程强化植物抗生物和非生物胁迫水平、提高农林产品质量和品质的基础。固氮根瘤是沙棘具有抗旱、抗寒和抗贫瘠等多种优良生物性状的关键。【目的】比较分析沙棘根际土和根瘤内细菌群落结构的组成及影响因素,为揭示沙棘-弗兰克氏菌共生和植物-微生物互作协同抗逆机制提供理论基础。【方法】从辽宁、陕西和山西采集样品,通过16SrRNA基因V3–V4可变区的高通量测序技术,采用生物信息学方法比较分析沙棘根际土和根瘤内细菌群落组成和丰度差异,并探索土壤土理化性质对根际土细菌群落结构的影响。【结果】沙棘根际土和根瘤内的细菌群落均以放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为主要优势菌门,且根瘤内弗兰克氏菌属(Frankia)为绝对优势菌属;根际土前10个优势菌门的丰度在三地样品间均存在显著差异,仅存在唯一共有的优势菌属(鞘氨醇单胞菌属,Sphingomonas),且前35个优势属中有27个属在三地间存在明显丰度差异;土壤pH和速效钾是沙棘根际土细菌群落多样性的主要影响因子;根瘤内优势门和属在三省份间存在高度的保守性,仅异根瘤菌属...     

香蕉假茎生物炭对根际土壤细菌丰度和群落结构的影响

【目的】将香蕉假茎生物炭施加到土壤,探讨香蕉假茎生物炭对香蕉根际土壤微生物的影响。【方法】以香蕉假茎生物炭(BPB)0、1%、2%、3%的质量比与土壤均匀混合。盆栽培养3个月后分离香蕉根际土壤。采用16S rRNA高通量测序技术对根际土壤细菌群落结构和丰度进行表征。【结果】提高BPB施用量可增加土壤有机质、有效钾、有效磷含量,提高土壤pH值,但降低有效氮浓度。在1%BPB样品中获得2278个OTUs,其显示细菌群落中的最大多样性。施加3%的BPB处理土壤,拟杆菌门、疣微菌门和厚壁菌门的相对丰度显著增加;放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门明显减少。主成分分析发现,1%BPB和2%BPB处理的样本之间土壤细菌群落相似。【结论】施加不同比例BPB改变了根际土壤中细菌丰度和群落结构,且高比例添加改变更加明显。     

“使它隆”对玉米根部不同微生环境细菌群落多样性的影响

【目的】研究除草剂"使它隆"施用后对玉米根部不同微生环境细菌群落结构和多样性的影响。【方法】利用Illumina Miseq高通量测序技术,对玉米根系内生菌、根际和非根际土壤细菌16S rRNA的V4–V5可变区序列进行测定,分析不同生长期喷施除草剂使它隆对玉米土壤细菌及根系内生菌群落结构和多样性的影响。【结果】本研究15个样品共得到544393条有效序列,333565条优质序列。多样本共有OTU分析表明,非根际和根际土壤的群落结构更为相似,在一定程度上说明玉米根部相关细菌的定殖具有选择性并且是从根际到根系逐步专一化。丰度等级曲线和Alpha多样性结果显示非根际和根际土壤群落的丰富度和均匀度较高,而玉米根系内生菌群落的丰富度和均匀度都比较低,且成熟期玉米根系内生菌群落的丰富度在施用除草剂使它隆后下降比较剧烈。群落组成分析发现,使它隆除草后,玉米根部相关细菌各时期在门及属水平上的分布都发生了较大变化。菌群代谢功能预测结果表明玉米生长从苗期到成熟期,微生物的生长压力逐渐加大,需要消耗更多的能量用于新陈代谢和环境适应。【结论】施用除草剂使它隆后会降低玉米根部土壤细菌群落的多样性,使它隆对成熟期玉米根系内生菌群落影响最为显著。     

基于高通量测序的福建北部马铃薯晚疫病株根际土壤细菌群落分析

【背景】马铃薯晚疫病是一种由致病疫霉[Phytophthora infestans (Mont.) de Bary]引起的毁灭性病害,当环境条件适宜时,残留在土壤中的病原菌会侵染马铃薯植株导致病害的发生。【目的】明确健康马铃薯植株与发病植株的根际土壤细菌结构与多样性。【方法】采集马铃薯晚疫病发病地的健康植株根际土壤(M2J)和发病植株根际土壤(M2G),对土样中的细菌群落进行基于Illumina Mi Seq测序平台的宏基因组高通量测序分析。【结果】发病植株根际土壤细菌的优质序列比健康植株少3.31%(1 747条),OTU少24.58%(1 466个)。在门水平上,健康植株和发病植株根际土壤微生物组成相似,但相对丰度存在显著差异。其中发病后植株根际土壤菌群变形菌门(Proteobacteria)相对丰度增加17.70%,绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度增加了1.58%,而酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度降低了6.13%,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度降低了4.28%,芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)相对丰度降低了1.41%,疣微...     

供磷水平和根际效应协同影响含碱性磷酸酶基因细菌群落的网络复杂性和稳定性北大核心

【目的】通过研究长期不同供磷水平下根际、土体土壤中编码碱性磷酸酶基因(alkaline phosphatase gene,phoD)细菌群落特征、网络复杂性、群落的稳定性及其与磷酸酶活性之间的关系,揭示供磷水平和根际效应在调控土壤有机磷矿化中的微生物学机制。【方法】选取华北平原长期施磷的小麦-玉米轮作体系石灰性土壤为基质土壤,开展根箱试验。选取的试验处理包括3个供磷水平,分别是0、50.0、200.0 kg P/hm^(2)(分别表示为P0、P50、P200)。玉米种子播种30 d后,采集玉米的根际土和土体土。采用高通量测序技术分析根际和土体土壤中编码碱性磷酸酶基因(phoD)细菌群落,探究施肥及根际效应对含phoD基因细菌的群落特征、网络特征的影响及其与磷酸酶活性的关系。【结果】随着施磷量的增加,速效磷(available P,AP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性在根际、土体土壤中均显著提高,且两者呈显著正相关。phoD基因丰度在P0、P200处理的根际土壤中显著高于土体土壤。含phoD基因细菌群落的α多样性在P50处理下的根际土壤显著高于土体土壤。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤中AP、有机磷(organic P,Po)和全磷(total P,Pt)是影响微生物群落的主要因素。与不施磷处理(P0)相比,施磷处理(P50、P200)下根际土壤中网络节点数和连接数降低,而土体土壤中网络节点数和连接数增加;同时,施磷处理含phoD基因细菌群落的鲁棒性(robustness)在根际土壤中显著提高,而在土体土壤中显著降低。Mantel检验表明,含phoD基因微生物群落中的优势物种在根际土壤与AP、酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)、内聚力(cohesion)和网络的鲁棒性显著相关,在土体土壤中无显著性。【结论】供磷水平及根际效应协同影响phoD基因丰度、含phoD基因细菌群落的α多样性、群落结构、优势物种、网络的复杂性及群落的稳定性,进而影响磷酸酶活性,调控了土壤中有机磷的矿化。     

巨菌草不同生长时期对砒砂岩地区土壤理化性质及细菌群落结构的影响

[目的]揭示巨菌草种植前及其不同生长时期对砒砂岩地区土壤基本理化性质及细菌群落结构的影响,为更好应用巨菌草改良砒砂岩地区土壤提供理论依据。[方法]运用Illumina MiSeq高通量测序技术,在门、属水平上比较砒砂岩地区巨菌草不同生长时期对土壤细菌结构及多样性的影响。[结果]巨菌草种植后,三块样地的含水量在巨菌草分蘖期最低,在成熟期达到最高,土壤有机含量有所增加,土壤pH值变化不明显。细菌菌群结构：各样地的土壤细菌在巨菌草种植前及其生长的四个时期,门水平上的优势菌群均为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）;在属水平上,含量最高的是未分类（unidentified）的细菌。Alpha多样性及群落组成丰度分析表明,三块样地种植巨菌草后,其细菌多样性和物种丰度均比种植前高,农田地土壤细菌多样性和物种丰度在巨菌草拔节期达到峰值,在分蘖期土壤细菌数量最大,比种植前土壤细菌数量高出8倍多,达2.09×10⁷ CFU/g干土,山顶地土壤细菌多样性和物种丰度在巨菌草分蘖期达到峰值,河滩地土壤细菌多样性在巨菌草苗期达到峰值,其丰富度在拔节期达到最大。[结论]砒砂岩地区土壤细菌群落结构在巨菌草不同生长时期相似,巨菌草能明显促进砒砂岩地区土壤细菌菌群多样性和丰富度,能有效提高土壤有机质含量,但砒砂岩地区各样地土壤细菌多样性、数量和有机质含量达到峰值的时期不同。     

典型农田土壤中丛枝菌根真菌-根际细菌互作及与氮磷利用的关系

在农业生态系统中,土壤微生物是土壤-作物系统养分循环的重要驱动力,其中丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizalfungi,AMF)能够促进作物对养分的吸收,适应逆境胁迫。【目的】进一步揭示AMF和根际细菌群落的跨界网络互作,挖掘与作物氮磷利用显著相关的关键微生物类群,揭示关键类群的生态网络特征。【方法】利用Illumina测序技术对3种典型农田旱地土壤(黑土、潮土和红壤)中AMF和根际细菌群落结构进行分析;构建互作网络并利用偏冗余分析、相关性分析探究了与氮磷利用相关的潜在关键类群。【结果】3种土壤中AMF与根际细菌均以正相互作用为主。不同土壤中AMF与根际细菌互作关系差异明显,在红壤中跨界互作最为密切,其中球囊霉属真菌(Glomus)与根际细菌中的放线菌(Actinobacteria)和变形菌(Proteobacteria)之间的交互作用最多。而在黑土中主要体现为根际细菌的界内互作。与氮磷利用率显著相关的关键微生物类群主要属于球囊霉属真菌、放线菌和α变形菌。【结论】典型旱地土壤中AMF与根际细菌的正相互关系对作物氮磷利用有潜在促进作用,关键类群在有机质和养分贫乏的红壤中可能起到更重要的作用。     

EM复合菌对新疆色素辣椒生长及根际细菌群落的影响

【背景】Effective microorganisms （EM）复合菌在我国农业种植上的应用越来越广泛,但对色素辣椒的促生作用与根际细菌群落结构的影响未见报道。【目的】评估EM复合菌对新疆色素辣椒的促生长作用,并分析其对色素辣椒根际细菌群落组成的影响。【方法】通过随水灌溉方式将EM复合菌接种到色素辣椒根部,在收获期测定辣椒生长指标、土壤养分和酶活活性,明确EM复合菌对辣椒生长和土壤质量的影响;利用16S rRNA基因高通量测序技术测定EM复合菌对辣椒根系细菌群落组成和结构的影响。【结果】与对照组相比,EM复合菌的施用使辣椒株高、鲜重、单个果重和单株结果数分别提高23.89%、85.41%、42.31%和46.04%;土壤中碱解氮和速效磷含量分别提高5.83%和13.39%,土壤中脲酶、蔗糖酶和过氧化物酶的活性分别提高11.47%、9.42%和21.43%;施用EM复合菌显著改变辣椒根际微生物群落的α多样性和β多样性,提高有益菌群变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度,其中变形菌门黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）的相对丰度增加119.32%;在属的水平上,施用EM复合菌显著增加了藤黄色杆菌属（Luteitalea）、藤黄单胞菌属（Luteimonas）、鞘脂单胞菌属（Sphingobacterium）和盐单胞菌属（Halomonas）的相对丰度,尤其是藤黄单胞菌属的丰度提高244.17%,同时显著降低黄杆菌属（Flavobacterium）的相对丰度。此外,与土壤理化指标呈正相关的微生物菌群相对丰度也显著升高。【结论】EM复合菌能够通过提高土壤营养成分与酶活活性,调控根系微生物群落结构,富集大量在盐碱地生存能力较强的有益菌群,进而起到促进色素辣椒生长的功效。     

洮河上游不同海拔紫果云杉根际与非根际土壤细菌多样性及影响因子

【背景】紫果云杉天然林在维护洮河上游生态环境安全方面发挥着重要作用,不同海拔梯度如何影响紫果云杉根际与非根际细菌多样性、土壤养分因子及三者之间的相关性尚不清楚。【目的】深入探索紫果云杉根际与非根际土壤细菌群落结构组成及受控因子。【方法】采用Illumina Miseq平台对洮河上游不同海拔紫果云杉天然林根际与非根际土壤细菌进行测序分析,分析土壤理化因子与细菌多样性随海拔的变化趋势,并通过相关性与冗余分析探究环境因子对细菌群落的影响。【结果】土壤养分因子随海拔升高呈先增加后降低趋势;根际土养分因子组间差异显著(P<0.05),非根际组间差异不显著(P>0.05)。随海拔升高根际微生物物种多样性指数(H)、均匀度指数(E)、丰富度指数(Chao1/ACE)和OTU数目呈单峰型变化趋势;非根际多样性指数随海拔升高呈双峰型变化趋势。土壤细菌多样性与养分因子密切相关,其中有机质、全氮和碱解氮呈显著正相关(P<0.05),而土壤pH和有效磷与细菌多样性呈负相关但不显著(P>0.05)。不同海拔梯度下紫果云杉天然林细菌群落结构一致性较高,从30个样本中获得7 159个细菌OTU,注释到37个门;细菌优势类群为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门。不同细菌门对土壤养分因子的响应各不相同,有机质、全氮和碱解氮与变形菌门呈显著正相关(P<0.05)。【结论】土壤理化因子能够显著影响紫果云杉根际与非根际细菌多样性和组成,海拔和水热条件等环境因子对植物和土壤的驱动影响是细菌群落结构稳定组成的重要原因。本研究有助于深入理解紫果云杉天然林土壤细菌多样性的变化和驱动机制,为洮河上游天然林恢复与生态恢复提供借鉴。