杉木人工林土壤真菌遗传多样性

为探明杉木人工林土壤真菌遗传多样性及其与环境因子的关系,采用454测序技术对土壤真菌的遗传多样性进行了分析,测定了黄丰桥林场杉木人工林土壤真菌的遗传多样性与环境因子的相关性。试验结果表明:①不同代数、林龄的杉木人工林土壤理化性质及林下植被多样性均有显著差异。第1代杉木幼林林土壤肥力较高,有机质、全N、速效K的均值分别为88.02g/kg、2.56 g/kg、84.96 mg/kg均高于第2代和第3代杉木幼林林,速效N和含水量的均值分别为22.86 mg/kg和26.28%低于其他样地。杉木幼林林下植被多样性最为丰富。②通过454测序技术分析发现第1代杉木幼林真菌Ace丰富度指数、Chao丰富度指数及群落遗传多样性指数均大于第2代杉木幼林和第3代杉木幼林。杉木人工林土壤中粪壳菌纲(Sordariomycetes)真菌为优势种群。不同栽培代数杉木人工林的真菌群落存在差异,其中块菌科(Tuberaceae)为第2代和第3代杉木林特有真菌,而不同发育阶段的杉木人工林的真菌群落差异不明显。③经RDA分析,杉木人工林土壤主要真菌群落受含水量、有机质、速效P、速效K影响较大。土壤真菌群落遗传多样性Shannon-Wiener多样性指数与林下植被多样性、土壤全N显著正相关,土壤真菌Chao指数与土壤真菌Shannon-Wiener多样性指数、土壤全N含量显著正相关。本研究表明不同栽培代数杉木人工林的真菌群落存在差异,土壤真菌群落与环境因子之间具有相关性。     

改变碳输入对亚热带人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响

通过在亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)和米老排(Mytilaria laosensis)人工林中设置互换凋落物、去除凋落物、去除凋落物+去除根系和对照处理来分析改变地上、地下碳输入对人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响。结果显示,改变地上、地下碳输入对土壤微生物生物量碳、氮的影响因树种而异。在米老排林中,土壤微生物生物量不受碳源的限制。而在杉木林中,加入米老排凋落物、去除凋落物和去除凋落物+去除根系3种处理中土壤微生物生物量碳、氮具有明显增加的趋势。磷脂脂肪酸分析结果显示,杉木林中,添加高质量的米老排凋落物后,革兰氏阳性细菌、阴性细菌、丛枝菌根真菌、放线菌和真菌群落生物量分别显著增加了24%、24%、53%、25%、28%,革兰氏阴性细菌和丛枝菌根真菌的相对丰度均有显著增加。与对照相比,杉木林中去除凋落物后革兰氏阳性细菌、阴性细菌、丛枝菌根真菌、放线菌和真菌群落生物量分别显著增加了22%、29%、44%、25%、52%,真菌与细菌比值显著增加了21%。但是,去除凋落物+去除根系处理对两个树种人工林土壤微生物群落组成均无显著影响。米老排和杉木林土壤微生物生物量碳、氮的季节变化格局不同,土壤养分有效性可能是驱动土壤微生物生物量季节变化的主要因子。未来研究需要关注凋落物和根系在不同树种人工林中对土壤微生物群落的相对贡献。     

基于焦磷酸测序的杉木人工林微型土壤动物多样性

为探讨微型土壤动物在人工林生态系统中的功能及其对环境变化的响应,利用18S rDNA宏基因组比较了湖南省攸县不同发育阶段(3、13、26年)以及不同栽培代数(1、2、3代)杉木人工林微型土壤动物的群落多样性及结构.结果表明:焦磷酸测序共得到94922条优质序列,平均长度为436 bp.杉木人工林微型土壤动物主要类群包括:脊索动物门60.8%、环节动物门24.0%、节肢动物门7.4%、线虫动物门3.6%、轮形动物门1.5%和扁形动物门1.2%.5块样地的ACE指数与Shannon指数具有显著性差异,其中第1代13年生杉木林的ACE指数(712.33)、Chao1指数(500.00)、Shannon指数(2.66)均最低,Simpson指数(0.26)最高,表明第1代13年生杉木林微型土壤动物多样性最低.相关分析发现,速效钾含量与ACE指数和Chao1指数之间存在显著负相关,而Shannon指数、Simpson指数与所测土壤理化性质之间无显著相关关系.各样地Jaccard相似性系数均0.4,样地间微型土壤动物群落结构差异明显.     

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.     

杉木人工林土壤微生物群落结构特征

采用氯仿熏蒸法、稀释平板法和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)方法,分析了常绿阔叶林转变成杉木人工林后土壤微生物种群数量和群落结构的变化特征.结果表明:常绿阔叶林转变为杉木人工林后,林地土壤的微生物生物量碳、可培养细菌和放线菌数降低.杉木人工林地总PLFAs、细菌PLFAs、真菌PLFAs比常绿阔叶林分别降低了49.4％、52.4％和46.6％,革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs远低于常绿阔叶林.杉木人工林根际土壤微生物生物量碳、可培养细菌和放线菌数显著高于杉木人工林林地土壤,根际土壤中总PLFAs、细菌PLFAs、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs的含量也高于林地土壤,但真菌PLFAs和细菌PLFAs之比却低于林地土壤.对土壤微生物群落结构进行主成分分析发现,第1主成分和第2主成分共解释了土壤微生物群落结构变异的78.2％.表明常绿阔叶林与杉木人工林土壤的微生物群落结构间存在差异.     

岩溶区植被和季节对土壤微生物遗传多样性的影响

基于土壤微生物遗传多样性随植被和季节的变化而变化的假设,运用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)检测岩溶区草丛(T)、灌丛(S)、次生林(SF)和原生林(PF)群落演替过程中土壤细菌和真菌群落的遗传多样性及其季节变化.随着地上植被的演替土壤细菌群落具有连续性但优势种群不明显,真菌群落没有连续性但优势种群明显.植被和季节对于细菌和真菌群落的Shannon多样性具有不同程度的显著影响,同时存在显著的植被和季节交互作用.草丛土壤中细菌和真菌群落的Shannon多样性有显著的季节变化(p<0.01);灌丛土壤中仅细菌群落多样性有显著季节变化(p<0.05);而森林土壤中细菌和真菌群落多样性没有显著的季节变化.土壤真菌和细菌多样性具有显著正相关关系.随着地上植被的正向演替,土壤微生物遗传结构逐渐稳定;植被恢复早期阶段,土壤中存在着丰富的微生物遗传多样性,但并不稳定.     

南亚热带混交人工林树种丰富度与土壤微生物多样性和群落组成的关系

森林植被与土壤微生物作为森林生态系统的重要组成部分,它们之间的相互作用对维持森林生态系统功能和稳定性起着重要作用。以往多在天然草地和森林生态系统开展植物多样性与土壤微生物多样性关系的研究,但人工构建的多树种混交林生态系统中树种多样性对土壤微生物群落组成的影响及其机制尚不完全清楚。因此,以南亚热带人工块状造林后自然恢复形成的多树种混交森林生态系统为研究对象,利用高通量测序技术研究了随树种丰富度（1-10种）变化土壤细菌和真菌多样性的变化规律及主要影响因子。结果表明,随树种丰富度增加,土壤真菌α多样性显著提高,但土壤细菌α多样性差异不显著;不同树种丰富度梯度间土壤细菌和真菌的群落结构组成均差异显著;Pearson相关分析表明土壤细菌α多样性主要受土壤pH和土壤铵态氮影响,而土壤pH和有效磷是土壤真菌α多样性的主要影响因子。距离冗余分析（db-RDA）表明,对土壤细菌群落组成产生显著影响的环境因子分别为土壤pH、硝态氮和芳香碳组分,而土壤有机碳、硝态氮、细根生物量和氧烷基碳组分是影响土壤真菌群落组成的主要因子。本研究的结果说明了南亚热带人工林不同树种混交后形成多树种混交林生态系统的过程中,树种组成和多样性的变化通过改变土壤理化性状和根系生物量对土壤微生物群落组成有显著影响,为制定该区域人工林通过树种丰富度合理组配调控提升地下生物多样性及生态系统功能的经营策略提供了科学依据。     

杉木连栽土壤微生物多样性的比较研究

分析了位于湖南会同广坪镇1～4代人工杉木林根际土壤微生物数量变化情况,结果表明,随杉木连栽代数的增加,根际土壤中三大类群微生物数量发生显著变化,细菌和放线菌数量明显减少,真菌数量显著增加.利用PCR和DGGE技术分析了1～4代杉木林根际土壤细菌区系和真菌区系.结果表明,细菌生物多样性在不同连栽代数杉木根际土壤中变化不明显,各代杉木土壤之间细菌的遗传相似性为87%.而真菌随连栽代数的增加,DGGE图谱带逐渐减少,真菌生物多样性降低,各代杉木土壤之间真菌的遗传相似性也较低,仅为45%.对各代杉木土壤主要真菌类群的分析表明,随连栽代数的增加,病原真菌及产毒真菌增加显著.     

古大湖湿地盐碱土壤微生物群落结构及多样性分析

以黑龙江省古大湖湿地原生、林地、耕地及湖岸盐碱土壤微生物为研究对象,基于高通量测序方法,分析4种生境类型条件下土壤细菌和真菌群落结构及多样性。结合土壤理化指标,进一步分析影响微生物群落多样性的环境因子。结果表明:细菌群落中变形菌门的相对丰度值最高,真菌群落中为子囊菌门。同一生境细菌群落多样性具有相似性,而真菌具有一定的差异;不同生境间两者均具有差异。耕地土壤和林地土壤的细菌群落多样性接近,但与湖岸土壤真菌的更相近。前两者中细菌群落多样性较高,其次为原生土壤,而湖岸土壤中的最低。耕地土壤与湖岸土壤真菌群落多样性较高,原生土壤较低,而林地土壤中最低。与真菌相比,细菌的群落多样性受土壤环境因子影响更大,其中pH值、含水量对土壤细菌和真菌群落多样性均具有显著影响。     

不同林龄杉木林土壤细菌群落结构与土壤酶活性变化研究

探究不同林龄杉木人工纯林土壤中的微生物的群落演变与结构特征与酶活性变化,为杉木人工林可持续经营管理提供依据。以福建省南平市的五片不同林龄杉木林表层土壤作为研究对象,通过16SrDNA测定细菌的群落组成,分析与土壤质量密切相关的四种土壤酶活性变化,揭示细菌群落与土壤酶活性的变化机理。结果表明,微生物的多样性指数与OTU都随着林龄的增加而增加,且幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林土壤微生物结构差异较大;不同林龄杉木人工林中包含了29个细菌门,其中酸杆菌门与变形菌门为优势菌群,根据各种群相对丰度变化以及冗余分析,放线菌门、浮霉菌门与疣微菌门等均随林龄增长出现较大变化,且与土壤可溶性有机质以及速效养分有显著相关性（P<0.05）,说明这几种细菌群落对土壤养分变化较敏感;土壤养分变化会影响土壤酶活性,蔗糖酶与全碳呈显著正相关（P<0.05）,与速效钾呈显著负相关（P<0.05）,与放线菌门呈极显著负相关（P<0.01）。脲酶与速效氮呈显著负相关（P<0.05）,脲酶与变形菌门、绿弯菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门以及拟杆菌门均存在较强相关性。综上,不同的土壤细菌种群与酶活性对各养分变化的响应程度不一,细菌群落结构与酶活性能反映不同林龄杉木林土壤的质量变化,适量延长杉木人工林种植年限有益于土壤质量恢复。本研究结果对指导杉木人工林优质经营有重要意义。     

甘草内生真菌的分离及鉴定

植物体内普遍存在着内生菌,为了探寻传统药材甘草的质量与其内生菌之间可能存在的关系。对采自新疆的甘草根部进行了内生真菌的分离及鉴定。选用CYM真菌培养基,对其内生真菌进行分离及纯化,选择其中最占优势的两种菌落分别进行了菌落形态观察及菌丝形态(棉兰染色)观察,以及基因组DNA的18S rDNA和ITS rDNA序列鉴定和系统进化分析。本研究结果表明从甘草根部主要分离到两种内生真菌,分别属于Fusarium镰刀菌属和Gibberella赤霉菌属。     

栽培玉米亚种5 S rDNA NTS序列分析及FISH定位方法比较

选取我国7个栽培玉米亚种材料,进行5 S rDNA的非转录间隔区（nontranscribed intergenic spacer,NTS）的序列分析,比较7个亚种材料NTS序列差异并进行聚类分析,探讨其亲缘关系。研究结果表明：7个材料的NTS区GC平均含量为45．67％,核苷酸位点变异位点个数1～15,转换／颠换率为0．83～2．0,特用玉米材料均存在不同程度的缺失;7个材料主要聚为两大类,第一类群中包括甜质、马齿、硬粒、爆裂和蜡质5个亚种材料,第二类群中包括粉质和甜粉2个亚种材料。同时利用荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization,FISH）对5 S rDNA进行定位,探针标记分别采用荧光素标记和生物素标记。结果表明：生物素标记检测系统灵敏度高、杂交信号强,更适合于5 S rDNA重复序列的定位检测。     

The identification of vahlkampfiid amoebae by ITS sequencing

We have determined the internal transcribed spacer (ITS) sequences (including the 5.8S ribosomal DNA) of 30 strains of 14 species belonging to eight vahlkampfiid genera. Each previously described species has a specific ITS sequence, except for Tetramitus aberdonicus, Tetramitus thorntoni, and Tetramitus jugosus, which have identical ITS sequences. The latter three may therefore constitute a single species despite their apparent phenotypic differences. The ITS sequence appears to be conserved within a species. The species Willaertia magna appears to be ubiquitous. The 5.8S rDNA sequences of Singhamoeba horticola and Learamoeba waccamwensis indicate that they do not represent different genera, but both belong to the genus Tetramitus. The ITS sequences of 16 undescribed vahlkampfiid isolates were determined. Based on these sequences, seven isolates were identified as belonging to described species, while nine probably represent seven new species. Five of these presumed new species belong to the genus Tetramitus, and one each to the genera Vahlkampfia and Paravahlkampfia.     

吡咯喹啉醌产生菌筛选方法建立及菌种筛选

吡咯喹啉醌(PQQ)是一种氧化还原酶的辅酶,具有多种生理功能。扩增得到大肠杆菌葡萄糖脱氢酶(GDH)基因,并利用表达载体pET28a在E.coli BL21(DE3)中进行了表达。纯化了可溶性表达产物,并建立了基于GDH的重组酶法分析PQQ的方法。确定了甲基营养菌筛选模型,从2000余份土样中分离得到一株PQQ高产生菌MP606,在未经培养条件优化及诱变选育的条件下PQQ产量达113mg/L。从该菌培养液中制备得到了产物的结晶,HPLC分析、特征光谱分析以及酶法分析均证实该产物为PQQ。扩增并分析了MP606的16S rDNA序列,结果显示该菌16S rDNA序列与12种甲基营养菌都具有95%以上同源性,其中与食甲基菌属两菌株的16S rDNA序列同源性达99%。     

基于28S rDNA基因序列研究十种臂尾轮虫的系统关系和分类地位

通过对角突臂尾轮虫、尾突臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫、剪形臂尾轮虫、方形臂尾轮虫、壶状臂尾轮虫、红臂尾轮虫、镰形臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫和十指臂尾轮虫等10种臂尾轮虫以及透明囊足轮虫、大肚须足轮虫和晶囊轮虫等其他3种轮虫的28S rDNA序列分析,使用MAGE软件构建这13种轮虫系统发生树(NJ树、ME树、UPGMA树和MP树),探讨了臂尾轮属、须足轮属、晶囊轮属和囊足轮属之间以及10种臂尾轮虫之间的系统关系.结果表明,本研究所涉及的轮虫28S rDNA序列差异百分比均值为30.15%,可作为分子标记应用于轮虫属间和属内种间系统关系研究;系统树均支持将十指臂尾轮虫作为一个独立的支系从臂尾轮属中分离出来;裂足臂尾轮虫应隶属臂尾轮属;壶状臂尾轮虫和红臂尾轮虫是两个独立的种;透明囊足轮虫与臂尾轮属亲缘关系较近.     

粪便中大肠埃希菌的分离鉴定

2004年4月采集大连金州湾沿岸畜禽养殖场猪、牛、鸡和某中学人粪便样品。经改良的生化鉴定方法鉴定,得大肠埃希菌(Escherichia coli)猪源75株、牛源78株、鸡源69株、人源68株,占粪大肠菌比率分别为85.23%、92.86%、80.23%、80.00%。为验证改良的生化鉴定方法准确性,从中随机选取8株E.coli,扩增16S rRNA序列并与Genebank中E.coli16S序列比对,确定这8株细菌与E.coli同源相似率达99%以上,进而验证改良的生化鉴定方法的可行性。     

太湖梅梁湾冬季浮游细菌的多样性

运用分子生物学方法对太湖梅梁湾2005年3月冬季水体中的浮游细菌多样性进行了研究。提取水样中细菌基因组总DNA,以细菌的16SrDNA通用引物进行PCR扩增,扩增产物经分子克隆、酶切归类分析、测序和序列分析,对水样中的细菌群落建立了针对16SrDNA的克隆文库和系统发生树。基于细菌16SrDNA克隆文库和系统发生树的分析,结果表明,该水域的优势细菌类群为拟杆菌(Cy-tophaga-Flavobacterium-Bacteroides,44.3%)和β、γ变形杆菌(Proteobacteria;β-Proteobacteria,25.3%和γ-Proteobacteria,27.8%),其中大部分细菌与黄杆菌属(Flavobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)和食酸菌属(Acidovorax)细菌的关系密切。与国外富营养化湖泊的研究报道相比较,γ-Proteobacteria类群为水体中的优势类群,是严重富营养化的太湖在冬季所具有的独特种群结构特征。     

海因酶与氨甲酰水解酶产生菌的鉴定及分布

利用Biolog微生物鉴定系统和16S rDNA序列分析相结合的方法对自行筛选的24株海因酶和氨甲酰水解酶产生菌进行了鉴定。海因酶与氨甲酰水解酶产生菌主要分布在Bacillus,Geobacillus,Brevibacillus,Aneurinibacillus,Microbacterium,Pseudomonas,Kurthia和Empedobacter等菌属,特别的是,Kurthia和Empedobacter是新的海因酶和氨甲酰水解酶产生菌属,说明海因酶和氨甲酰水解酶产生菌在细菌中分布较广泛。进一步分析比较发现,D-海因酶产生菌主要分布于Pseudomonas,Agrobacterium等菌属中,而大部分L-海因酶产生菌分布于Bacillus,Geobacillus,Microbacterium等菌属中,说明D-海因酶产生菌与L-海因酶产生菌分布特点具有一定的种属倾向性。这些工作不仅提供了多种海因酶和N-氨甲酰水解酶的生物材料,而且对双酶的结构与功能及分子进化研究等具有重要意义。     

用DGGE技术分析污水人工快速渗滤系统中微生物种群分布

从深圳运行中的人工快速渗滤系统(CRI)的砂层填料中以5cm~10cm间隔垂直取10个样品,进行16S rDNAV3区的DGGE分析,结果表明,CRI系统中微生物种群随着深度的增加逐渐减少,在快渗池砂层填料的30cm深度范围内,微生物群落组成至少有18种,主要是Firmicutes、alpha proteobacterium中的异养菌,它们是COD降解的主要参与者;而在40cm及更深范围,菌群减少为12种甚至更少,优势菌是Acidovorax sp.、Nitrospira sp.、Clostridium sp.等,表明快渗池下部存在较强的硝化作用和厌氧的微环境,快渗池上、下层之间呈现出不同的多样性。结果揭示出CRI系统中的微生物种群空间分布状况,为其处理效果的稳定和提高提供了理论基础。     

乳杆菌喂食大鼠后目标菌克隆筛选与确认

目的确认乳杆菌能否顺利通过胃酸屏障并在肠道内定植为进一步研究乳杆菌对大鼠的生理代谢影响做基础,为乳杆菌菌株的应用提供有效依据。方法采用浓度梯度药物平板筛选利福平耐受菌株,用耐利福平（15 mg/L）乳杆菌菌株喂食SD雄性大鼠并采集其新鲜粪便,在耐药平板上筛选出能在大鼠结肠内定植良好的耐药菌株,并得到16S rDNA的鉴定结果,利用16S rDNA序列同源性分析对乳酸菌进行分类鉴定。结果粪便中检测出的乳杆菌耐药菌株经纯化鉴定后与所喂食的乳杆菌同源。结论实验所筛选出的耐利福平乳杆菌在大鼠结肠内成功定植。