不同生境黑果枸杞根际与非根际土壤微生物群落多样性

研究典型生境黑果枸杞根际与非根际土壤微生物群落多样性及其与土壤理化性质间的关系,为进一步研究黑果枸杞抗逆性提供理论数据。采集新疆精河县艾比湖地区(EB)盐碱地、乌苏市(WS)路旁荒地、五家渠市(WQ)人工林带的黑果枸杞根际与非根际土壤,利用Illumina-MiSeq高通量测序技术分析细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:根际土壤细菌多样性高于非根际土壤(WQ除外),而根际真菌多样性低于非根际土壤。WQ非根际土壤细菌和真菌多样性均高于EB和WS;根际细菌多样性排序为EBWSWQ,根际真菌多样性排序为WSEBWQ。根际土壤优势细菌门依次是变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、酸杆菌门,真菌优势门为子囊菌门、担子菌门。根际土壤细菌变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门的相对丰度高于非根际土壤,而厚壁菌在根际土壤中的丰度显著降低,真菌优势门丰度在根际土和非根际土中的变化趋势因地区而异; Haliea、Gp10、Pelagibius、Microbulbifer、假单胞菌属、Thioprofundum、Deferrisoma是根际土壤细菌优势属;多孢子菌属、支顶孢属、Corollospora、Cochlonema是根际真菌优势属。细菌、真菌优势类群(门、属)的组成以及丰富度存在地区间差异,厚壁菌门在EB地区的丰富度显著高于含盐量较低的WS、WQ;盐碱生境EB中根际土壤嗜盐细菌的丰度高于非盐碱生境(WQ、WS),如盐单胞菌属、动性球菌属、Geminicoccu、Pelagibius、Gracilimonas、Salinimicrobium等。小囊菌属是EB根际真菌的最优势属,Melanoleuca是WQ和WS的最优势属,地孔菌属、Xenobotrytis、Brachyconidiellopsis、多孢子菌属等在EB根际土壤中的丰度显著高于WQ和WS。非盐碱生境(WS和WQ)的微生物群落之间的相似性较高,并且高于与盐碱环境(EB)之间的相似性,表明土壤含盐量对微生物群落组成丰度具有重要的影响。     

石油污染土壤强化修复前后细菌多样性变化研究

采用高通量测序技术,对石油污染土壤及石油降解菌强化修复土壤的细菌群落多样性进行了分析。发现污染前后各组间在门水平和属水平上变化显著,污染前细菌多样性丰富,包括34门675属,主要优势菌群依次为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)等。优势菌属依次为芽单胞菌属(Gemmatimonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、节杆菌属(Arthrobacter)等。石油污染110 d后土壤细菌类群多样性降低,分布在29门507属,细菌优势门变化不显著等,优势菌属依次为鞘氨醇单胞菌属、假单胞菌属(Pseudomonas)、GP6、芽单胞菌属、GP4、微小杆菌属(Exiguobacterium)、寡养单胞菌(Stenotrophomonas)和类诺卡氏菌属(Nocardioides)。添加铜绿假单胞菌1217、红平红球菌KB1和混合菌剂的三个强化修复组细菌分别分布在31门471属、32门474属和29门473属,在细菌组成上差异不显著,在丰度上差异显著。鞘氨醇单胞菌属、假单胞菌属、芽单胞菌属和类诺卡氏菌属细菌是主要的石油污染物降解菌。     

银北盐渍化土壤中6种耐盐植物根际细菌群落结构及其多样性

土壤微生物对土壤肥力的形成和植物营养的转化起着积极的作用。对盐渍化土壤中植物根际微生物群落组成和多样性进行研究,有助于发现新的重要微生物功能类群或者功能潜力,对于盐碱土壤的植被恢复和生态重建都具有十分重要的意义。通过高通量测序和分离培养方法,对宁夏银北地区盐渍化土壤中的6种耐盐植物根际细菌的群落结构和多样性进行了分析。结果表明:所有土壤样品共检测到31门(亚门) 67纲253科400属细菌类群,不同植物根际微生物群落组成相似,但丰度各有差异,厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和拟杆菌门为主要优势类群;在纲水平芽孢杆菌纲相对丰度最高,其次为α-变形菌、γ-变形菌和梭菌纲;在属水平上,芽孢杆菌属以极高的丰度(15.57%—53.85%)占据绝对优势,其次是鞘氨醇单胞菌属、不动杆菌属和节杆菌属。6种植物根际细菌的群落结构组成表现为芨芨草和柽柳相似,柳枝稷、苜蓿与枸杞相似,苦豆子则与另外5种差别最大。分离培养出的110株根际细菌多数具有较强的盐碱耐受性和一种以上生物学活性,分别隶属于芽孢杆菌属、假单胞菌属、鞘氨醇杆菌属、节杆菌属和中华根瘤菌属,在属水平上多样性单一,其中芽孢杆菌属是优势属。传统的分离培养和高通量测序结果都反映出银北地区盐渍化土壤中定殖着许多有重要生态功能的微生物类群,可用于进一步筛选和利用根际微生物改良盐碱土壤。     

高通量测序解析多环芳烃污染盐碱土壤翅碱蓬根际微生物群落多样性

【目的】以多环芳烃(PAHs)污染盐碱土壤为对象,分析比较翅碱蓬根际与非根际土壤细菌群落多样性,为植物-微生物联合修复PAHs污染盐碱土壤提供依据。【方法】在胜利油田油井附近采集翅碱蓬根际土壤和无翅碱蓬生长区域的裸地表层土壤,基于高通量测序技术分析样品中微生物群落结构,并进一步运用Real-time PCR解析土壤中PAHs双加氧酶基因丰度。【结果】翅碱蓬根际土壤盐含量为22.51 g/kg,明显低于裸地土壤的40.03 g/kg,土壤pH值差别不大,分别为8.20和8.22;根际土壤有机质和总氮含量分别为24.41 g/kg和1.59 g/kg,C/N值为15,裸地土壤有机质和总氮含量分别为18.80 g/kg和0.71 g/kg,C/N值为26;高通量测序得到根际和裸地土壤样品优质序列分别为53 854条和30 312条,在97%相似水平下,根际土壤样品所得OTU数、Chao 1指数和ACE指数分别为5 934、11 461和15 555,分别高于裸地土壤对应指数的值(4 262、8 262、11 186),序列分析结果显示,根际土壤包含细菌32门758属,多于裸地土样28门676属,翅碱蓬根际土壤群落结构多样性均高于裸地土壤;PAHs污染盐碱土壤中存在丰富的微生物资源,有Thioalkalispira、Halothiobacillus、Thiohalophilus等多种嗜盐碱或耐盐碱微生物,并在根际土壤中检测到了PAHs双加氧酶基因(PAH-RHDα)。【结论】Thioalkalispira、Halothiobacillus、Thiohalophilus等嗜盐碱或耐盐碱微生物是胜利油田PAHs污染盐碱土壤中的优势菌属;翅碱蓬能有效降低根际土壤盐含量并改善C/N值,增加微生物群落结构多样性,提高PAHs关键功能基因的丰度,有助于促进嗜盐碱PAHs降解微生物在PAHs污染盐碱土壤的生物修复中发挥作用。     

石油污染盐碱土壤翅碱蓬根围的细菌多样性及耐盐石油烃降解菌筛选

为了更好地了解石油污染盐碱土壤翅碱蓬根围的细菌多样性,采用16S rRNA基因克隆文库方法对其进行分析,在此基础上采用富集培养方法从该生境中分离筛选耐盐石油烃降解菌.16S rRNA基因克隆文库分析结果表明,海杆菌属(Marinobacter)、食烷菌属(Alcanivorax)和假单胞菌属(Pseudomonas)是该生境中的优势菌.他们可能在石油污染盐碱土壤翅碱蓬植物修复过程中起重要作用.进一步采用富集培养方法,从该生境中分离得到8株耐盐石油烃降解菌,可以耐受6％-10％浓度的NaCl,石油烃降解率在32.3％-57.0％之间.经16S rRNA基因序列分析,8株菌隶属于戈登氏菌属(Gordonia)、无色杆菌属(Achromobacter)、迪茨菌属(Dietzia)、芽胞杆菌属(Bacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas).他们可能参与石油污染盐碱土壤翅碱蓬植物修复过程中的石油烃降解.     

辽河油田土壤石油污染及其微生物群落特征

本研究采取辽河油田曙光采油厂、欢喜岭采油厂和锦州采油厂井场周边土壤,并以未污染稻田土壤作为对照,分析了各采样点的土壤理化性质、石油烃浓度组成及土壤微生物群落结构。结果表明: 1) 3个采油厂井场周边土壤均受到严重的石油烃污染,但其石油烃浓度及组成存在一定的差异,曙光和欢喜岭采油厂土壤石油烃平均浓度是锦州采油厂的2倍以上;曙光采油厂土壤中胶质沥青质含量最高,而欢喜岭和锦州采油厂土壤中烷烃含量最高,比例均在40%以上。2)与稻田土壤相比,锦州采油厂土壤微生物操作分类单元(OTU)、Chao1指数和Shannon指数升高,而其在曙光和欢喜岭采油厂土壤中降低;各采油厂土壤样品中存在相同的优势菌门及菌属,但丰度存在较大差异。锦州采油厂土壤中分枝杆菌属、假单胞菌属的丰度高,曙光采油厂土壤中鞘氨醇单胞菌属、类诺卡氏菌属、马赛菌属的丰度高,而欢喜岭采油厂土壤中溶杆菌属、硫杆菌属、假节杆菌属的丰度高。3)相关分析表明,鞘氨醇单胞菌属、类诺卡氏菌属、硫杆菌属、马赛菌属、假节杆菌属与总石油烃、总有机碳和胶质沥青质含量呈显著正相关,分枝杆菌属、溶杆菌属、假单胞菌属与总氮和总磷呈显著正相关。本研究系统分析了不同采油厂土壤中石油烃、土壤理化性质和微生物群落特征,揭示了辽河油田污染土壤中特定的优势菌属和群落结构,为辽河油田石油烃污染土壤修复功能微生物筛选及修复过程菌群构建提供理论依据,也为其他油田高效降解菌筛选提供了方法借鉴。     

健康与感染青枯病烟株根际土壤与茎秆细菌群落结构与多样性

【目的】了解健康烟株与感染青枯病烟株在根际土壤、茎杆发病部位、茎杆病健交界部位以及未发病茎杆的细菌群落结构与多样性。【方法】分别对土壤与茎杆样品中细菌的16S rRNA基因V3-V4区进行扩增,采用Illumina MiSeq测序技术对扩增片段进行高通量测序,然后对健康烟株与感染青枯病烟株不同部位细菌群落结构与多样性进行分析。【结果】感染青枯病烟株发病茎杆及根际土壤的细菌群落多样性高于健康烟株茎杆及其根际土壤样品,病健交界茎杆样品细菌群落多样性低于健康烟株。变形菌门(Proteobacteria)在所有样品中均为优势菌门;所有烟株根际土壤的优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi);健康烟株茎杆部位的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria);感染青枯病烟株发病茎杆和病健交界茎杆部位的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。所有根际土壤样品的优势菌属为劳尔氏菌属(Ralstonia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、黄杆菌属(Flavobacterium)和代尔夫特菌属(Delftia),而感染青枯病烟株根际土壤的劳尔氏菌属(Ralstonia)和假单胞菌属(Pseudomonas)相对丰度显著高于健康烟株根际土壤,鞘脂单胞菌属相对丰度显著低于健康烟株根际土壤。烟株茎杆的优势菌属为劳尔氏菌属和假单胞菌属等。感染青枯病烟株病健交界茎杆中劳尔氏菌属、肠杆菌属(Enterobacter)和泛菌属(Pantoea)相对丰度显著低于健康烟株样品。【结论】健康与感染青枯病烟株茎杆样品细菌群落的丰富度和多样性明显低于相应的根际土壤样品。较健康烟株而言,感染青枯病烟株根际土壤和茎杆样品细菌群落丰富度和多样性均表现出不同程度地增加,且根际土壤细菌群落结构变化较茎杆样品明显,而病健交界茎杆样品细菌群落丰富度和多样性降低。烟草青枯病为典型土传病害,其病原茄科劳尔氏菌尽管能在烟株维管束中蔓延扩增,但主要还是分布于土壤中;它的存在似乎对土壤细菌群落的影响大于茎杆样品的。该研究结果提示对于青枯病的防治不能局限于烟株本身,田间土壤也应加大防治力度。     

滴灌对苜蓿根际土壤细菌多样性和群落结构的影响

【背景】细菌作为土壤微生物中的重要类群,能够有效促进土壤物质循环和能量流动,细菌多样性以及群落结构能够反映土壤的质量状况。【目的】了解滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌群落结构及多样性变化,探讨土壤环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】基于细菌16Sr RNAV3-V4区高通量测序技术,分析比较滴灌与自然降雨两种模式下生长的苜蓿根际与非根际土壤中细菌多样性和群落分布规律,然后采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨土壤环境因子与细菌多样性的关系。【结果】苜蓿根际土壤中细菌多样性丰富,滴灌根际土壤中细菌多样性显著高于自然降雨根际土壤;土壤样品中共检测到细菌46门53纲116目220科469属,主要的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,25.27%-34.42%),其中α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,11.41%-18.97%)为优势亚群,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,1.00%-4.54%)为优势属。相较于自然降雨,滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌的6个门和16个属的群落结构发生显著变化;此外,RDA分析表明,不同环境因子对微生物群落的影响不同,滴灌根际土壤中9个细菌属的丰度与全磷、全钾、有效磷、碱解氮、有机质、土壤中性磷酸酶以及土壤脲酶的含量显著正相关。【结论】滴灌作为新型节水技术,在促进植物生长、提高产量、节约成本的基础上增加了植物根际土壤中细菌多样性和丰度,该结果为新型灌溉体制的改革以及土壤微生物资源的开发利用提供科学数据。     

丹参内生拮抗细菌DS-R5对丹参根际和根表土壤细菌群落结构的影响CSCD

目的 探究生防细菌DS-R5施入丹参植株后根际和根表土壤细菌群落组成及多样性变化。方法 向丹参植株根部施入生防细菌DS-R5,以未施用细菌为对照组,分别采集根际和根表土壤样品提取总DNA,扩增样品总DNA的V3-V4区,采用Illumina MiSeq测序平台对PCR扩增产物进行双端测序分析,利用生物信息学分析解析丹参植株根际土壤和根表土壤细菌群落结构组成及多样性。结果 菌株DS-R5处理后增加了根际土壤细菌群落的多样性和丰度,降低了根表土壤细菌群落的多样性和丰度;高通量测序得到的根际和根表土壤的有效序列数量和OTU数量相比对照组均有所下降,根际土壤处理样品中微生物种类最丰富,根表土壤处理样品中微生物种类最少,根际土壤处理样品与根际土壤对照物种种类更接近;在门水平上,根际土壤处理样品相比对照变形菌门丰度下降,酸杆菌门丰度升高,根表土壤处理样品相比对照变形菌门和酸杆菌门丰度均升高,放线菌门丰度降低;在属水平上,根际土壤处理样品中鞘氨醇单胞菌属、芽胞杆菌属、慢生根瘤菌属相比根际土壤对照占比均有升高,根表土壤处理样品相比对照黄杆菌属和伯克菌属丰度下降,而土壤中的优势菌属根瘤菌属和芽胞杆菌属丰度升高。结论 丹参植株施用生防细菌DS-R5后,改变了根际土壤和根表土壤中微生物群落结构和多样性。     

石油污染盐碱土壤棉花根际微生物与石油烃降解关系

【目的】探讨棉花(Gossypium spp.)生长对石油烃(TPH)污染盐碱土壤微生物群落结构的影响,揭示根际微生物与TPH降解的相关关系。【方法】利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法解析根际土壤活性微生物群落随棉花生长的动态变化特征。【结果】根际土壤先后出现了21种PLFAs,包括：饱和脂肪酸(SAT),标识除放线菌之外的细菌;甲基支链末端型饱和脂肪酸(TBSAT),标识除放线菌之外的革兰氏阳性(G+)细菌;标识真菌的多不饱和脂肪酸(PUFA);标识放线菌的甲基支链中间型饱和脂肪酸(MBSAT);标识革兰氏阴性(G?)细菌的单不饱和脂肪酸(MONO)和环丙基脂肪酸(CYCLO)。棉花根际与未栽种棉花的对照(CK)相比,根际土壤微生物PLFAs种类在苗期、蕾期、吐絮期分别增加了100%、83.3%、20.0%,生物量分别增加了53.9%、6.60倍和60.7%;土壤TPH降解率分别提高13.0%、28.0%和30.6%。相关性分析表明：根际土壤TPH降解与根际土壤微生物总生物量具有低度正相关关系(|r|=0.5),但与a14:0、a16:0、i15:0标记的G+细菌生物量高度正相关(|r|≥0.8)。【结论】棉花生长对石油污染盐碱土壤活性微生物群落结构具有显著(p<0.05)的影响,且加速了土壤TPH的降解。该结果将为今后更好地开展石油污染盐碱土壤的生物修复技术研究提供理论依据。     

辣椒青枯病罹病与健康植株根际土壤微生物群落多样性研究

系统研究和分析辣椒青枯病常发地发病与健康植株土壤微生物群落结构特征,为辣椒青枯病的绿色防治提供理论依据.基于16SrDNA基因高通量测序技术,对辣椒青枯病发病和健康植株根际土壤微生物群落结构和组成进行分析,同时采用biologyeco平板培养技术研究其土壤微生物群落代谢多样性和功能多样性的特征.结果表明,辣椒青枯病发病和健康植株根际土壤微生物群落组成之间存在显著差异,辣椒青枯病发病土壤的OTU为4566个,辣椒青枯病健康土壤的OTU为4167个.依据OTU所属细菌物种信息对土壤细菌群落结构进行分析,变形菌门在发病和健康土壤中均为优势细菌类群,其次为放线菌门类群.其中健康植株根际土壤中芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、装甲菌门(Armatimonadetes)的相对丰度比发病植株的分别高出了4.37,3.87倍,而发病植株根际土壤中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度比健康植株的高出了3.87倍.辣椒青枯病发病土壤和健康土壤的土壤微生物代谢多样性也存在显著差异,同时,健康土壤中其微生物群落代谢得到显著增强,特别是对酚类化合物的利用显著增多,对辣椒抗病性存在显著的影响.研究表明,辣椒青枯病发病和健康植株根际土壤微生物群落组成和结构之间存在显著差异,并且健康土壤的微生物群落对酚类化合物的利用显著增强.     

艾比湖湿地盐节木土壤固氮微生物群落结构和丰度的环境异质性特点

【背景】新疆艾比湖湿地国家自然保护区作为国内最典型的温带干旱区湿地荒漠生态系统,对于富集生物多样性、平衡生态环境等方面存在着非凡的意义。目前关于艾比湖湿地根际与非根际土壤固氮微生物群落结构和丰度的相关研究还未见报道。【目的】通过分析新疆艾比湖湿地盐节木根际和非根际土壤固氮菌nifH基因的群落结构和丰度的环境异质性特点,及探讨微生物群落对国内极端干旱区脆弱敏感的艾比湖湿地生态系统循环过程中的作用,为改善荒漠化的艾比湖湿地环境提供理论依据。【方法】采用构建克隆文库和q-PCR的方法,并利用冗余分析法(Redundant analysis,RDA)探究土壤理化性质与固氮微生物群落结构及丰度的相关性。【结果】艾比湖湿地盐节木非根际土壤中nifH的多样性高于根际土壤,盐节木根际土壤的nifH序列优势种属主要为固氮根瘤菌属(Azorhizobium)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio);非根际土壤的nifH序列优势种属主要是固氮弧菌属(Azoarcus)、太阳杆菌属(Heliobacteriummodesticaldum)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。盐节木根际土壤nifH数量为4.08×104copies/g,盐节木非根际土壤中nifH的数量为5.52×103copies/g,根际土壤nifH的丰度高于非根际土壤。相关性分析显示,根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3--N)、速效氮、总钾、含水量等因子显著相关,非根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3--N)、速效氮、总磷、总钾、总氮呈显著相关。【结论】在盐节木根际土壤中nifH的丰度高于非根际土壤,而多样性则低于非根际土壤,而且硝态氮(NO3--N)、速效氮、总磷可能会影响固氮微生物的群落结构和丰度,这些特点为湖泊湿地的退化恢复提供理论和数据基础。     

Rhizosphere Microbial Characterization in Petroleum-Contaminated Soil

Contamination of soil with petroleum compounds is of concern worldwide. Although there are a variety of physical and chemical technologies available to remediate petroleum waste sites, biological methods are often used due to lower cost and public acceptance. Growth and enhanced activity of microbial communities in contaminated soil is a key factor for the success of bioremediation. Establishing vegetation in petroleum-contaminated soil may enhance microbial activity and remediation success even further by providing root exudates to the rhizosphere microorganisms. In this study, microorganisms were characterized in petroleum-contaminated soils and sediments quantitatively and qualitatively based on enumeration and metabolic diversity assessments. Contaminated soils and sediments were obtained from a phytoremediation field demonstration project in California. Microbial numbers in the unvegetated soil, based on plate counts and most probable number of hydrocarbon degraders, were significantly lower than the vegetated soils. Metabolic microbial characterization using BIOLOG was also conducted and based on principle component analysis (PCA), there was a distinct difference between the metabolic diversity of microbial communities in vegetated and unvegetated soils. Results from this research indicate that the presence and type of plants, and level of contamination may greatly influence microbial communities in polluted soils.     

Metagenomic analysis of microbial communities across a transect from low to highly hydrocarbon-contaminated soils in King George Island,Maritime Antarctica

Soil samples from a transect from low to highly hydrocarbon-contaminated soils were collected around the Brazilian Antarctic Station Comandante Ferraz (EACF), located at King George Island, Antarctica. Quantitative PCR (qPCR) analysis of bacterial 16S rRNA genes, 16S rRNA gene (iTag), and shotgun metagenomic sequencing were used to characterize microbial community structure and the potential for petroleum degradation by indigenous microbes. Hydrocarbon contamination did not affect bacterial abundance in EACF soils (bacterial 16S rRNA gene qPCR). However, analysis of 16S rRNA gene sequences revealed a successive change in the microbial community along the pollution gradient. Microbial richness and diversity decreased with the increase of hydrocarbon concentration in EACF soils. The abundance of Cytophaga, Methyloversatilis, Polaromonas, and Williamsia was positively correlated (p-value = <.05) with the concentration of total petroleum hydrocarbons (TPH) and/or polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Annotation of metagenomic data revealed that the most abundant hydrocarbon degradation pathway in EACF soils was related to alkyl derivative-PAH degradation (mainly methylnaphthalenes) via the CYP450 enzyme family. The abundance of genes related to nitrogen fixation increased in EACF soils as the concentration of hydrocarbons increased. The results obtained here are valuable for the future of bioremediation of petroleum hydrocarbon-contaminated soils in polar environments.     

西北半干旱区紫花苜蓿-小黑麦间作对根际土壤养分和细菌群落的影响

我国西北半干旱区土地贫瘠,土壤pH和碳酸盐含量高,容易形成盐碱地,抑制土壤微生物活性,导致土壤养分匮乏。为了改善西北干旱地区土壤健康状况,本研究通过连续3年田间试验,探讨了紫花苜蓿-小黑麦间作对根际土壤养分和根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明: 根际土壤中,间作紫花苜蓿有机质含量显著大于单作紫花苜蓿,而pH及速效钾含量显著低于单作紫花苜蓿;间作小黑麦有机质、碱解氮、有效磷及速效钾含量均显著大于单作小黑麦。细菌序列数、种群分类单元(OTU)、丰富度和多样性均表现为间作大于单作。在门水平上,变形菌门和拟杆菌门分别占总分类单元的31.1%～33.4%和22.4%～32.2%,且间作下拟杆菌门比例高于单作。放线菌门数量在单作下显著大于间作,酸杆菌门数量在小黑麦间作下显著大于单作,疣微菌门数量在紫花苜蓿间作下显著大于单作。在属水平上,噬冷菌属、黄杆菌属、Gp6和Chryseolinea数量均表现为单作大于间作,纤维弧菌属相反。相关性分析表明,变形菌门、拟杆菌门与pH呈显著负相关,拟杆菌门与有机质、全氮、碱解氮呈显著正相关;而绿弯菌门、浮霉菌、酸杆菌门、疣微菌门和芽单胞菌门与有机质和碱解氮呈显著负相关。紫花苜蓿-小黑麦间作是改善西北半干旱区土壤的一种有效措施。     

Physiological and molecular characterization of a microbial community established in unsaturated, petroleum-contaminated soil

The microbial communities established in soil samples from an unsaturated, petroleum-contaminated zone and from an adjacent uncontaminated site were characterized by physiological and molecular approaches. Possible electron acceptors such as sulfate and nitrate had been completely depleted in these soil samples. Slurries of these soil samples were incubated in bottles in the presence of hydrocarbon indicators (benzene, toluene, xylene and decane), and the degradation of these compounds was examined. Supplementation with electron acceptors stimulated hydrocarbon degradation, although the stimulatory effect was small in the contaminated soil. The initial degradation rates in the contaminated soil under fermentative/methanogenic conditions were comparable to those under aerobic conditions. The microbial populations in the original soil samples were analysed by cloning and sequencing of polymerase chain reaction (PCR)-amplified bacterial and archaeal 16S rRNA gene fragments, showing that the sequences retrieved from these soils were substantially different. For instance, Epsilonproteobacteria, Gammaproteobacteria, Crenarchaeota and Methanosarcinales could only be detected at significant levels in the contaminated soil. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analyses of 16S rRNA gene fragments amplified by PCR from the incubated soil-slurry samples showed that supplementation of the electron acceptors resulted in a shift in the major populations, while the DGGE profiles after incubating the contaminated soil under the fermentative/methanogenic conditions were not substantially changed. These results suggest that petroleum contamination of the unsaturated zone resulted in the establishment of a fermentative/methanogenic community with substantial hydrocarbon-degrading potential.     

内蒙草原不同植物功能群及物种对土壤微生物组成的影响

为了分析不同植物群落组成对内蒙古典型草原土壤微生物群落组成的影响,本研究利用植物功能群剔除处理实验平台,采用荧光定量PCR(real-timePCR)和自动核糖体间隔区基因分析(automated ribosomal intergenic spacer analysis,ARISA)技术,对不同植物功能群组成的非根际土壤和常见物种的根际土壤中细菌和真菌的数量及群落结构进行了分析。结果表明,在非根际土壤中,不同植物功能群组成对细菌数量有显著影响,而对真菌数量及细菌和真菌的群落结构影响不明显;在根际土壤中,不同植物物种对细菌、真菌的数量都有显著影响。此外,聚类分析表明,不同物种的根际土中细菌和真菌的群落结构也有所不同,尤其以细菌的群落结构变化较为明显。研究结果表明不同植物物种可以通过根系影响土壤微生物群落组成。