青藏高原药用植物内生细菌多样性研究

采用传统的分离方法和分子生物学的技术,对我国青藏高原药用植物党参、黄芪、连翘的内生细菌进行遗传多样性的研究,共分离到42株内生细菌,分属于9个属,其中微球菌属(Micrococcus sp.)为此类群的优势菌群。所分离到的所有菌株均属于兼性嗜碱菌和耐盐菌,这也反映了青藏高原高盐碱性的土壤性质。所分离到的3种药用植物内生细菌均对抗生素有一定的抗性,也证明了药用植物内生细菌与药用植物本身一样,具有某些抗药活性。     

四川松茸内生细菌群落结构与多样性

为了解松茸的内生细菌群落结构与多样性,以采自四川7个松茸主产区的14个松茸样品为材料,通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析其内生细菌的群落结构与多样性差异.结果表明： 各个产区松茸样品的内生细菌群落结构与多样性存在明显差异.但采自相近地点、相似环境的松茸样品内生细菌群落结构相似性较高;样品的丰度范围为15～25,多样性指数依次为盐源＞冕宁＞会东＞木里＞雅江＞盐边＞小金;条带回收测序构建的系统发育树显示,松茸内生细菌种群丰富,各个产区松茸优势种群存在一定的差异,但假单胞菌属、爱文菌属、芽孢杆菌属在所有样品中均有分布,而且都占据一定的优势地位.产碱杆菌属与鞘氨醇杆菌属在大部分样品中为优势种群;而杜擀氏菌属、赖氨酸芽孢杆菌属在特定样品中为优势种群.表明松茸内生细菌具有丰富的多样性,研究结果可为筛选促进松茸生长的内生菌提供依据.     

地表覆盖对渭北旱作苹果园土壤细菌群落结构及多样性的影响

摘要:【目的】以渭北旱作苹果园4种覆盖模式为研究对象,探索了不同覆盖措施对土壤细菌群落结构及多样性的影响。【方法】应用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术结合克隆和测序的方法,分析和比较了不同地表覆盖措施及苹果生育期土壤细菌的群落结构及组成。【结果】不同覆盖模式下土壤细菌群落结构和多样性存在显著差异,细菌优势种群及其数量受覆盖措施和苹果生育期的共同影响:幼果期和膨大期,生草覆盖和秸秆覆盖显著提高了土壤细菌多样性和丰富度,地膜覆盖细菌多样性和丰富度较对照有所提高但未达到显著水平;成熟期对照的细菌多样性达到峰值(2.78)且与其他处理差异显著,这可能是因为土壤中r-策略生存的细菌在该时期得到迅速生长和繁殖的缘故。聚类分析和除趋势对应分析结果显示,细菌群落结构差异与苹果生育期相关,同时受覆盖措施影响,其中生草覆盖与秸秆覆盖土壤样品多聚为一簇,而地膜覆盖与对照相似度较高,说明生草和秸秆覆盖处理土壤细菌群落结构变化比较显著。代表性序列(共22条)测序分析显示,果园土壤细菌的优势菌群为Proteobacteria(10条)和Bacteroidetes(5条),另外Acidobacteria、Firmicutes、Actinobacteria 等也被检测出。其中有些条带只在特定时期某个处理中表现出优势,如Fusobacterium sp.只在幼果期秸秆覆盖处理出现,有些条带则为各处理共有只是亮度有所不同,如Flavobacterium sp.,然而这些共有或者特异性条带所代表的细菌类群在土壤中的生态功能及其生理生化特征有待进一步明确。【结论】植物地表覆盖(生草/秸秆)能够显著改变土壤细菌群落结构,提高土壤细菌多样性和丰富度,具有土壤优化效应,而地膜覆盖在本研究中与对照无显著差异。     

新疆北部主要盐生植物根部内生细菌群落结构的高通量分析

【目的】揭示同一盐渍环境中不同种盐生植物根部内生细菌群落多样性特征和分布规律,结合根际土壤理化因子探讨其对内生细菌群落结构的影响。【方法】通过罗氏454高通量测序获得内生细菌16S r RNA片段,然后进行生物信息分析。【结果】研究的16种盐生植物其内生细菌群落主要由Proteobacteria、Tenericutes、Actinobacteria和Firmicutes 4个门的细菌组成。从植物"种"的水平来看,不同种盐生植物内生细菌群落存在差异;从植物"属"的水平来看,同一属的盐生植物内生细菌相似;从植物"科"的水平来看,藜科盐生植物内生细菌以Actinobacteria和Proteobacteria门为主;蒺藜科盐生植物内生细菌以Proteobacteria门为主;柽柳科盐生植物内生细菌以Tenericutes门为主;白花丹科盐生植物内生细菌以Proteobacteria、Fimicutes和Actinobacteria门为主。根际土壤中Cl~–含量对盐生植物内生细菌群落变化具有显著影响;而Cl~–、Mg~(2+)和总氮组成的集合与内生细菌群落结构相关性最高。【结论】盐生植物内生细菌多样性丰富。在同一盐渍生境中,盐生植物内生细菌群落分布呈现宿主的种属特异性,根际土壤中Cl~–是影响其内生细菌群落变化的主要驱动因素之一。     

生物炭对农田土壤细菌群落多样性影响的PCR-DGGE分析

为评价生物炭对农田土壤细菌群落多样性的影响,对不同施肥方式农田土壤细菌总DNA进行提取和16S rDNA特异性扩增,运用变性梯度凝胶电泳DGGE的分子生物学技术,对施肥土壤细菌群落的多样性进行表征。DGGE电泳结果表明,不同处理均可得到20条以上的电泳条带,说明水稻土土壤细菌群落较丰富。从泳道条带数量及光密度值方面对细菌群落多样性指标比较发现,施加生物炭的土壤(T2、T3、T4)细菌丰富度最高,细菌种群较多,其次为秸秆还田处理土壤(T1),而空白对照处理土壤(CK1)细菌群落丰富度最低,各处理之间的细菌种群均匀度指数差异不显著;对细菌群落的条带信息与土壤理化性质进行相关性分析得到,细菌群落的结构变化与各土壤理化性质的相关性大小依次为速效钾总有机碳有效磷全氮pH。     

药用植物内生放线菌的分离和生物学特性

[目的]探索药用植物内生环境可培养放线菌的分离、培养方法,总结药用植物内生放线菌的生物学特性,探讨其物种多样性,挖掘新的微生物资源.[方法]采用10种分离培养基对37个新鲜的药用植物样品进行内生放线菌的分离;通过比较,选择适合植物内生放线菌生长的培养条件;根据菌落形态和细胞特征观察结果,选择其中174株菌测定16S rRNA基因序列,分析药用植物内生放线菌的多样性;应用Biolog GENⅢ微孔培养、API 50CH以及API ZYM试剂条测试27株代表菌株的生理生化特性.[结果]分离得到940株植物内生菌,分属于47个属,30个科,其中放线菌600余株,分属于34个属,共发现潜在的新分类单元有7个;本研究中药用植物内生放线菌的培养条件是:PYG培养基、pH7.2、28℃- 32℃;菌株间的生物学特性的差异与菌株系统进化关系呈正相关关系;不同环境植物的内生菌菌株的生物学特性差异较大,相同环境的不同植物内生菌的生物学特性差异较小.[结论]药用植物内生放线菌物种丰富多样;药用植物内生放线菌在唯一碳源利用、发酵碳源产酸及酶学活性等生理生化特性方面没有表现出和宿主植物的直接相关性,而是呈现出和宿主植物的地理分布有一定的相关性.     

崇明东滩湿地不同潮汐带入侵植物互花米草根际细菌的多样性

为了调查崇明东滩湿地入侵植物互花米草(Spartina Alterniflora)在不同潮汐带和季节根际细菌的多样性与丰富度,以本地植物芦苇、海三棱藨草(P. australis和 S.mariqueter)和光滩为对照实验研究,在崇明东滩湿地10样点采集根际土壤和光滩土壤,通过PCR-DGGE分子生物学等技术并结合传统培养方法对土壤细菌进行分析研究。研究表明:东滩湿地不同潮汐带的植物根际细菌群落丰富度和多样性不同,在夏季中潮带的根际细菌丰富度(P=0.021<0.05)较高,各个潮带的植物根际细菌在夏秋季有高多样性,其中中潮带的植物根际细菌平均多样性指数最高(H=4.20)。在中潮带入侵物种互花米草根际细菌的丰富度和多样性要显著高于本地植物芦苇和海三棱藨草,其中海三棱藨草的根际细菌在夏季略高。崇明东滩湿地入侵植物互花米草根际细菌与本地植物相比较具有较高的多样性,而且外来种互花米草对湿地土壤微生物群落结构有着较强影响;入侵种互花米草根际细菌的高丰富度和多样性可能是其成功入侵东滩湿地的一个重要因素。     

应用DGGE技术分析青藏铁路沿线的土壤细菌种群多样性

选择青藏铁路沿线不同海拔高度的10个地点采集土壤样品,直接提取样品中的总DNA,以巢式PCR扩增细菌16S rDNA片段,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分离PCR扩增的16S rDNA片段,研究土壤细菌的种群多样性.结果表明,青藏铁路沿线高海拔地区具有较为丰富的细菌种群多样性,植被类型是影响青藏铁路沿线土壤细菌种群多样性的重要因素,也是影响土壤细菌种群结构相似性的重要因素,而海拔高度等是次要的影响因素;具有相似植被类型的土壤样品,其细菌种群多样性随海拔的升高而下降.     

药用植物刺山柑不同部位细菌群落结构及其多样性

【目的】研究传统药用植物刺山柑（Capparis spinosa L.）不同部位细菌群落结构、物种组成和多样性特征,为药用植物微生物资源的开发及微生物与宿主互作提供理论依据。【方法】本研究以刺山柑地上部植物组织（果实、茎）和地下部土壤（根际土壤、非根际土壤）为研究材料,采用高通量测序技术分析刺山柑不同部位细菌的16S rRNA基因多样性,比较其细菌群落结构和物种组成特征。【结果】刺山柑4种样本共获得的3 649个操作分类单元（operational taxonomic unit,OTU）,属于34门、88纲、248目、464科和1 051属。土壤样本的细菌多样性大于植物组织,细菌群落多样性以根际土壤、非根际土壤、茎和果实的顺序逐渐降低,果实内生细菌群落多样性始终最低,显著低于根际土壤。不同部位相对丰度较高的细菌门如下：植物组织中以变形菌门为主,根际土壤中为变形菌门和放线菌门,非根际土中为厚壁菌门和放线菌门。无色杆菌属（Achromobacter）、欧文氏菌属（Erwinia）、肠球菌属（Enterococcus）、微小杆菌属（Exiguobacterium）、乳杆菌属（Lactobacillus）和克雷伯氏菌属（Klebsiella）主要存在于刺山柑植物组织中。游动球菌属（Planomicrobium）、库克菌属（Kocuria）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、链霉菌属（Streptomyces）、微枝形杆菌属（Microvirga）和节杆菌属（Arthrobacter）主要分布于土壤中。β多样性分析结果表明,刺山柑植物组织和土壤的细菌群落结构具有显著差异,同类型样本的细菌群落结构相似。【结论】刺山柑土壤样本中细菌群落的多样性和丰富度均高于植物组织,刺山柑不同部位的细菌群落组成不同。本研究对刺山柑不同部位细菌群落结构进行了初步分析,鉴定了各部位细菌群落中的核心菌群,为以后挖掘刺山柑的功能研究和利用提供了准确的微生物信息。     

退化人工林不同恢复类型对土壤微生物群落功能多样性的影响

为了评价华南退化人工林生态系统的不同恢复类型,本研究以土壤微生物群落功能多样性为对象,探讨恢复林土壤微生物功能多样性的差异及影响因子.在研究区内选取代表性的近自然经营杉木林(CF)和毛竹林(MB),以天然次生林(NF)为对照,采集表层土壤样品.运用Biolog-Eco微平板技术,对3种林分的土壤微生物群落功能多样性进行研究.结果表明: 不同恢复林分的植物多样性差异显著,NF植物多样性指数显著高于MB和CF,而MB的植物多样性指数显著高于CF;不同林分类型的土壤pH和容重差异显著,其他土壤理化性质差异不显著;不同林分类型土壤微生物的平均颜色变化率(AWCD)为NF＞MB＞CF,不同林分对6种类型碳源底物的利用也有相似规律;NF的土壤微生物群落Shannon多样性指数、Shannon丰富度指数、Simpson优势度指数和McIntosh指数最高,MB次之,CF最低;主成分分析表明,从31种碳源类型提取的主成分1和主成分2分别能解释变量方差的60.0%和12.4%,在主成分分异中起主要贡献作用的是羧酸类、碳水化合物类和氨基酸类碳源;相关性分析表明,植物物种丰富度和多样性指数、土壤容重与土壤微生物群落多样性指数之间存在显著相关关系,对土壤微生物群落功能多样性具有重要影响.NF土壤微生物的碳源利用效率高于人工林,而MB土壤微生物碳源利用效率高于CF.从植被多样性及土壤微生物群落功能多样性来看,近自然经营的MB人工林更有利于退化人工林生态系统功能的恢复与提升.     

南方红豆杉内生真菌的多样性与群落结构

从南方红豆杉480个针叶与枝条组织块中分离到628株内生真菌,根据形态特征和ITS序列鉴定为28属43个分类单元.其中,包括10种丝孢菌、20种腔孢菌、12种子囊菌和1种未知真菌,茎生拟茎点霉为优势种;根据相对频率,链格孢、出芽短梗霉、博宁刺盘孢、盘长孢状刺盘孢、黑附球菌、Fungal sp.、砖红镰孢、围小丛壳、Magnaporthales sp.、稻黑孢、斑点拟盘多毛孢、小孢拟盘多毛孢、Peyronellaea glomerata和Xylaria sp.1等在南方红豆杉中比较常见.南方红豆杉受到内生真菌侵染的程度较高,81%的组织有内生真菌存在,其资源丰富并具有较高的物种多样性;内生真菌分布受组织性质影响,南方红豆杉针叶中内生真菌的定植率、丰富度、多样性明显低于枝条,枝条间内生真菌组成比针叶与枝条间更加相似,表现出组织偏好性或专一性;组织年龄影响内生真菌的群落结构,随着南方红豆杉枝条组织年龄的增长,内生真菌的定植率、丰富度、多样性均表现出逐渐增加的趋势.系统研究南方红豆杉内生真菌的多样性与群落结构,阐明内生真菌在植物组织中的分布规律,可以为南方红豆杉内生真菌的开发利用提供基础资料和科学依据;探讨病原真菌在健康植物组织中的存在情况,对于南方红豆杉的植物资源保护具有积极意义.     

高羊茅草对盐碱地原油污染土壤微生物的影响

采用常规土壤理化分析和Biolog-Eco微孔板鉴定系统,研究了松嫩平原盐碱土地区高羊茅草的生长对原油污染土壤pH、总盐含量和微生物群落的影响.结果表明: 石油污染导致表征土壤微生物代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)、物种多样性指数和碳源利用数增加, 微生物碳源利用模式发生改变.高羊茅草对石油污染土壤有较好的修复作用,降低了土壤pH和石油烃(TPH)含量,提高了土壤含水率.高羊茅草根际土壤的AWCD和碳源利用丰富度指数明显高于裸地土壤,为其根际微生物的生长发育提供了适宜的环境.     

粗放经营茶园土壤昆虫病原真菌种群多样性及时间生态位

本文系统调查了粗放经营状态下黄山毛峰茶园根际土壤昆虫病原真菌的种群多样性及其时间生态位水平.于2012年8月至2013年6月,在安徽省黄山市汤口镇选择粗放经营茶园采集土壤样品140份,经稀释平板法分离共获得昆虫病原真菌1041株.结果表明： 昆虫病原真菌种群多样性较为丰富,经鉴定分为6属13种.其中,淡紫紫孢菌、球孢白僵菌和金龟子绿僵菌为优势种群,其菌株数分别为309、255和101株,占总数的29.7%、24.5%和9.7%.茶园土壤中淡紫紫孢菌的时间生态位宽度最大,球孢白僵菌最小.昆虫病原真菌之间以球孢白僵菌和布氏白僵菌的时间生态位重叠值最大,为1.965;而爪哇棒束孢和球孢白僵菌的时间生态位重叠值最小,仅为0.374.     

枯草芽孢杆菌菌剂对烟草根际土壤细菌群落的影响

通过构建16S rRNA克隆文库及采用核糖体DNA扩增片段酶切分析(ARDRA)的方法,研究施用生物防治剂枯草芽孢杆菌菌剂对烟草根际土壤细菌群落结构以及多样性的影响.采用文库库容值(C)、Shannon多样性指数(H)、Pielou 均匀度指数(E)和Margalef丰富度指数(R)对细菌多样性进行评价.系统发育分析表明: 对照及处理样品均检测到12个细菌类群：酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(α 、β 、δ 、γ-Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes);但各细菌类群的结构组成及所占比例在不同样品间有较大差别.对照土壤中优势菌群为Acidobacteria(27.1%)和Proteobacteria(26.5%);处理土壤中则为Proteobacteria(38.0%)和Acidobacteria(29.6%);菌剂处理后土壤中,γ-Proteobacteria和α Proteobacteria所占比例明显提高,而β Proteobacteria、Planctomycetes和Firmicutes等菌群的数量则相对降低.多样性分析表明,土壤样品均具有丰富的细菌多样性,经枯草芽孢杆菌菌剂处理后,土壤细菌多样性指数和丰富度指数均提高.
     

Effects of above-ground plant species composition and diversity on the diversity of soil-borne microorganisms

A coupling of above-ground plant diversity and below-ground microbial diversity has been implied in studies dedicated to assessing the role of macrophyte diversity on the stability, resilience, and functioning of ecosystems. Indeed, above-ground plant communities have long been assumed to drive below-ground microbial diversity, but to date very little is known as to how plant species composition and diversity influence the community composition of micro-organisms in the soil. We examined this relationship in fields subjected to different above-ground biodiversity treatments and in field experiments designed to examine the influence of plant species on soil-borne microbial communities. Culture-independent strategies were applied to examine the role of wild or native plant species composition on bacterial diversity and community structure in bulk soil and in the rhizosphere. In comparing the influence of Cynoglossum officinale (hound's tongue) and Cirsium vulgare (spear thistle) on soil-borne bacterial communities, detectable differences in microbial community structure were confined to the rhizosphere. The colonisation of the rhizosphere of both plants was highly reproducible, and maintained throughout the growing season. In a separate experiment, effects of plant diversity on bacterial community profiles were also only observed for the rhizosphere. Rhizosphere soil from experimental plots with lower macrophyte diversity showed lower diversity, and bacterial diversity was generally lower in the rhizosphere than in bulk soil. These results demonstrate that the level of coupling between above-ground macrophyte communities and below-ground microbial communities is related to the tightness of the interactions involved. Although plant species composition and community structure appear to have little discernible effect on microbial communities inhabiting bulk soil, clear and reproducible changes in microbial community structure and diversity are observed in the rhizosphere. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Feedbacks of plant identity and diversity on the diversity and community composition of rhizosphere microbiomes from a long‐term biodiversity experiment

Soil microbes are known to be key drivers of several essential ecosystem processes such as nutrient cycling, plant productivity and the maintenance of plant species diversity. However, how plant species diversity and identity affect soil microbial diversity and community composition in the rhizosphere is largely unknown. We tested whether, over the course of 11 years, distinct soil bacterial communities developed under plant monocultures and mixtures, and if over this time frame plants with a monoculture or mixture history changed in the bacterial communities they associated with. For eight species, we grew offspring of plants that had been grown for 11 years in the same field monocultures or mixtures (plant history in monoculture vs. mixture) in pots inoculated with microbes extracted from the field monoculture and mixture soils attached to the roots of the host plants (soil legacy). After 5 months of growth in the glasshouse, we collected rhizosphere soil from each plant and used 16S rRNA gene sequencing to determine the community composition and diversity of the bacterial communities. Bacterial community structure in the plant rhizosphere was primarily determined by soil legacy and by plant species identity, but not by plant history. In seven of the eight plant species the number of individual operational taxonomic units with increased abundance was larger when inoculated with microbes from mixture soil. We conclude that plant species richness can affect below‐ground community composition and diversity, feeding back to the assemblage of rhizosphere bacterial communities in newly establishing plants via the legacy in soil.     

氧化钠胁迫下苯丙烯酸对黄瓜根际细菌DNA分子水平多态性的影响

采用PCR-DGGE技术,研究了NaCl（0、292.5、585 mg·kg^-1土）胁迫下,不同浓度苯丙烯酸（0、25、50、100、200 mg·kg^-1土）对黄瓜根际细菌DNA分子水平多态性的影响.结果表明：在黄瓜幼苗的不同时期,低浓度苯丙烯酸（50 mg·kg^-1土）处理使DGGE图谱中的条带数和条带灰度与对照（CK,0 mg·kg^-1土）相近,多样性指数、均匀度指数和丰富度指数最高;高浓度苯丙烯酸（100、200 mg·kg^-1土）处理使土壤DGGE图谱中的条带数减少,条带灰度变暗,多样性指数、均匀度指数和丰富度指数较低.表明NaCl胁迫下,低浓度苯丙烯酸缓解而高浓度苯丙烯酸加重了盐分对土壤微生物的胁迫.对目的条带的克隆测序结果表明,受影响的主要细菌类群多数为不可培养细菌及α-、γ-和β-变形菌门,有少部分属于厚壁菌门、酸杆菌门和放线菌门.     

铜尾矿废弃地生物土壤结皮固氮微生物多样性

生物土壤结皮能够有效提高矿业废弃地有机质和氮的积累,促进植被的恢复.本研究基于固氮微生物的nifH基因多样性,以铜陵铜尾矿废弃地3种类型的生物土壤结皮(藻结皮、藓结皮和藻-藓混合结皮)为对象,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究生物土壤结皮中固氮微生物的多样性以及废弃地植物群落发育对其产生的影响.结果表明： 尾矿库裸地表面的藻结皮的固氮微生物多样性最高,其次为维管植物群落下的藻-藓混合结皮,苔藓结皮的固氮蓝藻多样性最低;随着维管植物群落高度和盖度的增加,固氮微生物多样性降低,铜尾矿废弃地的pH、水分、有机质、养分含量(氮和磷)以及有效态和总重金属浓度对固氮微生物多样性的影响均不显著.测序和系统发育分析表明,废弃地结皮中固氮微生物以蓝藻为主,主要为不具有异形胞的丝状蓝藻.