小蓬竹根际土壤微生物及内生真菌多样性分析

为了解喀斯特典型物种-小蓬竹根际土壤微生物及不同部位内生真菌多样性,采用沿等高线等距离取样法采集小蓬竹根际土壤及健康植株,通过可培养对根际土微生物及内生菌进行分离,利用分子技术对其进行鉴定,根据鉴定结果构建系统发育树,并计算小蓬竹根际土壤微生物和根茎叶内生真菌多样性。结果如下：（1）共从根际土壤、根、茎、叶分离得到139个真菌菌株,隶属于27属,其中根际土壤分离得到34个真菌菌株隶属于12属,根部分离得到的63个内生真菌菌株隶属于17个属,茎部分离得到的14个内生真菌菌株隶属于8个属,叶部分离得到28个内生真菌菌株隶属于9个属;（2）根际土壤共分离得到41株细菌菌株,隶属于7个属26个种,20株放线菌菌株,隶属于1属15种;从Shannon-Wiener多样性指数、均匀度指数、Simpson指数排序来看,真菌主要表现为根 > 根际土壤 > 茎 > 叶,细菌和放线菌多样性均较低。（3）按层次聚类分析可分别将真菌、细菌、放线菌聚为3支。小蓬竹根际土壤、根、茎和叶具有丰富的微生物多样性,不同部位菌群组成存在差异性（P<0.05）,且存在以假单胞菌属、芽孢杆菌属等为优势属的抗盐耐旱菌群,这有助于揭示小蓬竹对喀斯特生境的适应性,以及为微生物-植物群落之间相互关系提供一定基础数据,为后期寻找小蓬竹相关耐性功能菌奠定基础。     

几种经济作物根际拮抗细菌的多样性

采用抗菌谱测定以及BOXAIR-PCR、生理生化特征和16S rDNA序列分析等方法对分离自10种作物根际的55株拮抗细菌的多样性及主要拮抗菌类群进行了分析.结果表明： 根际拮抗细菌的拮抗作用具有丰富的多样性;BOXAIR-PCR分析中供试菌在721％相似性水平上可以聚为7个群,850%相似性水平上聚为25个群;所有供试根际拮抗菌分别属于芽孢杆菌属（Bacillus）芽孢杆菌属（Paenibacillus）、短芽孢杆菌属（Brevibacillus）、假单胞菌属（Pseudomonas）和产碱菌属（Alcaligenes）.作物根际拮抗菌具有丰富的遗传多样性和拮抗性能多样性.     

白马雪山云南黄芪与灰毛康定黄芪根际微生物物种多样性及抗生物膜活性菌株筛选

【背景】细菌生物膜是造成病原菌耐药性增强和持续感染的主要因素,但目前尚无针对抗菌膜的特效药物。特境植物根际微生物可产生大量具有提高宿主免疫功能的活性成分,极具抗生物膜药源开发潜力。【目的】了解滇西北高寒特境白马雪山分布的云南黄芪与灰毛康定黄芪植物根际微生物的物种多样性,并对可培养菌株进行抑菌与抗生物膜活性筛选。【方法】采用宏基因组技术结合传统微生物培养方法,对采自我国云南迪庆藏族自治州德钦县白马雪山的云南黄芪与灰毛康定黄芪的根际微生物进行物种多样性研究,并通过“孔板法”测定其可培养菌株发酵液乙酸乙酯粗浸膏的抗菌、抗生物膜活性。【结果】宏基因组测序结果显示,云南黄芪根际土壤样本中的微生物来自6门7纲8目8科9属10种,其中栖热菌属为优势菌群;灰毛康定黄芪根际土壤样本中的微生物来自6门8纲10目11科14属15种,其中慢生根瘤菌属为优势菌群。通过纯培养共获得145株可培养菌株,包括112株细菌和33株真菌。其中,云南黄芪根际细菌59株,共计16属35种,优势属为假单胞菌属和链霉菌属;根际真菌19株,共计4属5种,优势属为曲霉属;灰毛康定黄芪根际细菌53株,归属于16属29种,优势属为芽孢杆菌属与寡养单胞菌属;根际真菌14株,归属于3属4种,优势属为曲霉属。从不同种水平上选择51株细菌和7株真菌为代表菌株进行抗生素药源评估,发现5株细菌及1株真菌发酵液的乙酸乙酯粗浸膏具有中等至较强的抗革兰阳性菌活性,而且其中4株具有抗MRSA生物膜活性,最终确定了链霉属放线菌Streptomyces fulvissimus KTA1和曲霉属真菌Aspergillus fumigatus YNF5为潜力活性菌株。【结论】首次报道了滇西北地区高寒特境黄芪属植物根际微生物具有较好的物种多样性,而且具有一定的抗生素药用资源开发潜力。本研究对滇西北高寒特境特色植物来源的微生物资源开发利用与保护具有重要的借鉴意义。     

不同种植年限苹果根际土可培养根皮苷耐受菌的分布及多样性

【目的】筛选能够耐受苹果根系自毒物质根皮苷的细菌,研究不同种植年限苹果(Malus Mill.)根际可培养根皮苷耐受菌的微生物群落组成及多样性,旨在为筛选高效根皮苷降解菌、一定程度上了解苹果连作障碍机制并克服或减轻其造成的损失提供科学依据。【方法】以根皮苷为唯一碳源,筛选不同种植年限的根皮苷耐受细菌,通过ARDRA酶切聚类(Amplified r DNA restriction analysis)和16S r RNA基因序列分析确定分离的根皮苷耐受菌的分类地位,并利用生物信息学分析根皮苷耐受菌群落结构、多样性及与理化因子的关系。【结果】从种植年限为3、8、15、20和25年的苹果砧木山荆子[Malus baccata(Linn.)Borkh.]根际土壤中共分离103株根皮苷耐受菌,并在65%的相似水平上分成18个类群,分属于13个属,其优势菌分别为芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和新鞘脂杆菌属(Novosphingobium)。分析发现种植年限为3年的根际土壤中分离的根皮苷耐受菌的物种丰富度最高,种植年限为15、20和25年的根际土壤中分离的根皮苷耐受菌的物种组成相似,且不同种植年限土壤的理化因子与根皮苷耐受菌的群落组成具有一定的相关性(P0.05)。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)表明阿魏酸是影响群落结构的重要因子。【结论】不同种植年限苹果根际土壤中根皮苷耐受菌种类多样性丰富,其群落组成与土壤理化因子具有一定相关性,阿魏酸是影响根皮苷耐受菌群落结构的重要环境因子。研究结果可为探讨缓解苹果连作障碍的途径提供基础资料。     

花生根际微生物的分离及高效功能菌株筛选

【背景】花生根际分布着丰富的微生物类群，分离筛选多种功能的高效微生物是研发高效复合菌肥的基础。【目的】从花生根际土壤及根表分离微生物，分析可培养微生物的多样性，筛选高效解有机磷和无机磷、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)和铁载体功能的菌株，为研发花生微生物菌肥打下基础。【方法】利用稀释涂布法，从采自山东省栖霞市、平度市、烟台市莱山区 3个样点的花生根际土、根表样品中分离微生物，基于16S rRNA基因序列对其进行系统发育分析，并通过初筛和复筛筛选高效解磷、产IAA和铁载体的菌株。【结果】共分离、纯化、保藏147株菌，其中75株分离自根际土壤，72株分离自根表样品。系统发育分析表明所有的菌分布于放线菌门(Actinomycetota)、芽孢杆菌门(Bacillota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和假单胞菌门(Pseudomonadota)这4个门的40个属，优势属为链霉菌属(Streptomyces, 21.77%)、芽孢杆菌属(Bacillus, 16.33%)；根表样品微生物的多样性高于根际样品；共筛选到解有机磷菌株62株，短波单胞菌(Brevundimonas) YTU21021解有机磷能力最强为1.12 mg/L；解无机磷菌株31株，不动杆菌(Acinetobacter) YTU21009解无机磷能力最强为7.04 mg/L；产IAA的菌株63株，肠杆菌(Enterobacter) YTU21054产IAA量最高，达184.19 mg/L；产铁载体细菌7株，伯克氏菌(Burkholderia) YTU21051产铁载体能力最强，A_s/A_r为0.90。【结论】花生根际和根表样品中可培养微生物多样性较为丰富，本研究筛选到的高效功能菌丰富了花生根际功能微生物资源，为后续与高效根瘤菌联合研发花生复合微生物菌肥奠定了基础。     

油用牡丹‘凤丹’不同种植年限根际真菌群落多样性变化研究

连作障碍严重危害牡丹的生长发育,根际微生物环境可直接反映由连作障碍带来的变化,探究连作状态下不同种植年限‘凤丹’牡丹根际微生物环境的演替规律及菌体群落多样性的变化,对‘凤丹’牡丹产业可持续发展具有重要意义。本研究选用Illumina高通量测序技术,对洛阳地区2年、4年、5年、10年、32年生‘凤丹’牡丹根际真菌群落进行测序分析,研究真菌18S rDNA V5可变区的丰富度和多样性指数。测序后从5组不同种植年限根际土中共得到1 069 322条Clean reads,序列过滤拼接后可得534 659条Tags;5组土壤样品共含有3 419个OTUs,涵盖了5门、17纲、18目、175科、299属、376种菌群;科水平上‘凤丹’牡丹根际优势菌群为Incertae sedis (24.90%)、Sordariomycetes (15.25%)、Sordariaceae (12.11%)、Filobasidiales (7.48%)以及Rhizophlyctidaceae (6.21%);属水平上‘凤丹’牡丹根际优势菌群为Tetracladium (20.81%)、Incertae sedis(13.98%)、Sordaria (12.12%)和Filobasidiaceae (7.48%);Alpha多样性分析和Beta多样性分析均表明,不同种植年限‘凤丹’牡丹根际土菌群群落多样性为10年生5年生32年生4年生2年生。本研究发现连作状态下不同种植年限对‘凤丹’牡丹根际真菌群落多样性有显著影响,菌群群落多样性呈先升高后降低的趋势;不同种植年限中均具有特异性强的优势菌群;Gracilipodida、Acanthocystidae和Freshwater Opisthokonta三类真菌群落随种植年限的增加而出现,这些特异性菌群证明连作障碍对根际土壤真菌群落的影响。以上结果将为解析‘凤丹’牡丹连作障碍机制提供理论基础。     

连作对大豆根际土壤细菌菌群结构的影响

土壤细菌的菌群结构是土壤生态环境质量的重要组成部分。为探明大豆连作种植后根际土壤细菌群落结构变化,试验选取连作0年大豆根际土样与连作2年大豆根际土壤,利用Illumina高通量测序技术对比研究了其中的细菌群落结构。结果表明,连作0年根际土壤中的细菌丰富度和多样性指数均高于连作2年大豆根际土壤中相应值。大豆根际土壤中的噬纤维菌科(Cytophagaceae)、鞘氨纯单胞菌(Sphingomonas)、慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)及链霉菌属(Streptomyces)等一些有益菌的相对丰度要变化并不显著。大豆连作会降低土壤的细菌多样性,改变细菌菌群结构。但是在短期连作过程中,不同作物根际微生物类群的变化规律各不相同,难以用来推断作物连作所存在普遍现象。以期试验结果同时为缓解短期大豆连作障碍提高大豆产量提供一定的理论依据。     

南海硇洲岛潮汐带栉江珧可培养细菌的系统发育多样性

【目的】研究南海硇洲岛潮汐带栉江珧(Atrina pectinata)样品相关可培养细菌的多样性。【方法】采用纯培养法和基于16S r RNA基因序列的系统发育分析,法对样品中可培养细菌(含放线菌)的类群多样性、物种多样性和遗传多样性进行研究。【结果】用补充0–25%(质量体积比)Na Cl的MA、MH和NA培养基从栉江珧样品中分离到125株细菌。在形态观察和部分生理生化实验结果的基础上去冗余,选取90个代表性菌株进行基于16S r RNA基因序列的系统发育多样性分析。结果表明,这90个分离菌株分属于3个大的系统发育类群(Gamma-proteobacteria、Firmicutes、Actinobacteria)、6个科、10个属,可分为33个物种。优势类群为厚壁菌门(Firmicutes)(56株,62.2%)和γ-变形杆菌亚门(Gamma-proteobacteria)(31株,34.5%)。大多数菌株与其系统发育关系最密切的已知物种的典型菌株之间存在一定的遗传差异(16S r RNA基因序列相似性为95.7%–99.9%),其中有5株可能代表新的分类单元(Potential new taxa)。分析表明,菌株JSM 112024可能代表了盐单胞菌科(Halomonadaceae)的一个属一级新分类单元;菌株JSM 112019、JSM 114045、JSM 114058和JSM 114083可能分别代表盐弧菌属(Salinivibrio)、芽孢杆菌属(Bacillus)、盐单胞菌属(Halomonas)和枝芽孢菌属(Virgibacillus)的新物种。【结论】湛江硇洲岛潮汐带栉江珧中存在较为丰富的可培养细菌物种多样性和系统发育多样性,并潜藏着较多的新微生物类群(物种)。     

大豆不同生育期根际土壤细菌群落结构的变化

为了解大豆根际细菌群落结构多样性及根际细菌群落结构的变化,该研究以大豆苗期和成熟期的根际土壤为材料,采用Illumina高通量测序技术测定细菌16S rRNA V3+V4区序列,探究大豆不同生育期根际土壤细菌群落结构的变化。对原始数据进行拼接、过滤、去除嵌合体序列和聚类分析等数据处理,并对OTU进行分类学注释。在此基础上运用ANOVA分析物种组成变化,Alpha多样性指数研究细菌多样性变化。结果表明:细菌丰富度和多样性在不同生育期有显著变化,其中成熟期土壤中的细菌丰富度和多样性指数均明显高于苗期; 变形菌、放线菌、酸杆菌是大豆根际的优势菌门,其含量在不同生育期也有显著变化; 假诺卡氏菌属、糖丝菌属、鞘氨醇单胞菌属是大豆根际的优势菌属,这些菌属中的部分菌群属于根际促生菌,具有潜在的促生效应。这些结果证实大豆的生育期对根际土壤细菌群落结构有重要影响。     

1株蛇足石杉根际铁载体细菌的分离、筛选与鉴定

对蛇足石杉根际铁载体细菌进行了分离、筛选与鉴定,以期筛选到潜在高效促生细菌.采用梯度稀释涂平板法从蛇足石杉根际土中分离细菌,再通过CAS检测平板分析,从中筛选出1株产生铁载体能力较强的菌,并结合16S rDNA基因系统发育分析对可产铁载体的蛇足石杉根际细菌初步鉴定.从蛇足石杉根际中筛选到1株产铁载体细菌JSX 389,经鉴定为Lysinibacillus属菌株.     

Analysis of bacterial communities in rhizosphere soil of continuously cropped healthy and diseased konjac

The bacterial community and diversity in healthy and diseased konjac rhizosphere soils with different ages of continuous cropping were investigated using next-generation sequencing. The results demonstrated that the number of years of continuous cropping significantly altered soil bacterial community and diversity. Soil bacterial Shannon diversity index and Chao 1 index decreased with the increasing cropping years of konjac. After 1 year of cropping, the soil exhibited the highest bacterial relative abundance and diversity. Of the 44 bacterial genera (relative abundance ratio of genera greater than 0.3%), 14 were significantly affected by the duration of continuous cropping and plant status. With increasing continuous cropping, Alicyclobacillus decreased, while Achromobacter, Lactobacillus, Kaistobacter, Rhodoplanes increased after 3 years continuous cropping. Continuous cropping altered the structure and composition of the soil bacterial community, which led to the reduction in the beneficial bacteria and multiplication of harmful bacteria. These results will improve our understanding of soil microbial community regulation and soil health maintenance in konjac farm systems.     

Variation of Bacterial Community Diversity in Rhizosphere Soil of Sole-Cropped versus Intercropped Wheat Field after Harvest

As the major crops in north China, spring crops are usually planted from April through May every spring and harvested in fall. Wheat is also a very common crop traditionally planted in fall or spring and harvested in summer year by year. This continuous cropping system exhibited the disadvantages of reducing the fertility of soil through decreasing microbial diversity. Thus, management of microbial diversity in the rhizosphere plays a vital role in sustainable crop production. In this study, ten common spring crops in north China were chosen sole-cropped and four were chosen intercropped with peanut in wheat fields after harvest. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and DNA sequencing of one 16S rDNA fragment were used to analyze the bacterial diversity and species identification. DGGE profiles showed the bacterial community diversity in rhizosphere soil samples varied among various crops under different cropping systems, more diverse under intercropping system than under sole-cropping. Some intercropping-specific bands in DGGE profiles suggested that several bacterial species were stimulated by intercropping systems specifically. Furthermore, the identification of these dominant and functional bacteria by DNA sequencing indicated that intercropping systems are more beneficial to improve soil fertility. Compared to intercropping systems, we also observed changes in microbial community of rhizosphere soil under sole-crops. The rhizosphere bacterial community structure in spring crops showed a strong crop species-specific pattern. More importantly, Empedobacter brevis, a typical plant pathogen, was only found in the carrot rhizosphere, suggesting carrot should be sown prudently. In conclusion, our study demonstrated that crop species and cropping systems had significant effects on bacterial community diversity in the rhizosphere soils. We strongly suggest sorghum, glutinous millet and buckwheat could be taken into account as intercropping crops with peanut; while hulled oat, mung bean or foxtail millet could be considered for sowing in wheat fields after harvest in North China.     

内蒙古中部地区马铃薯根际和根系丛枝菌根真菌类群的多样性

【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)是菌根真菌中分布最广泛的一类真菌,能够与90%以上的植物形成菌根共生体,并通过调节宿主体内的代谢活动增强植物的抗逆性。【目的】揭示内蒙古马铃薯主产区土壤中AMF的结构与组成,解析马铃薯不同发育阶段以及连作对AMF类群的影响。【方法】以内蒙古中部地区大井村、徐麻夭村和红格尔图村采集的马铃薯根系及根际土为材料,通过PCR扩增建立18S rRNA基因文库,研究不同地点、不同马铃薯生育阶段以及连作对马铃薯根系内和根际土中的AMF类群组成和多样性的影响。【结果】大井村和红格尔图村马铃薯根际土中的AMF的类群多样性优于徐麻夭村,其中Glomus为大井村和红格尔图村马铃薯根际土样本中AMF的优势菌群,而徐麻夭村样本根际土中的优势类群为Diversispora。马铃薯根系中的AMF多样性的研究结果表明,3个供试地点根系内AMF类群的类型没有显著差异,但是AMF类群的比例却不同。大井村根系样本中AMF的优势菌为Diversispora,而Rhizophagus是红格尔图村和徐麻夭村根系样本中的优势AMF类群。同一供试地点马铃薯苗期和块茎膨大期根际土中的AMF类群的类型多于块茎形成期,其中Glomus是马铃薯不同发育阶段根际土中的优势类群;而Rhizophagus是3个不同发育阶段根系内的优势类群。2015和2016年马铃薯连作地块中根际土和根系内AMF类群的类型完全相同,但是不同的AMF类群的相对丰度随着马铃薯的连作呈现出显著的变化。其中,根际土样本中Glomus和Archaeospora类群的相对丰度随着连作有所上升,相应的Entrophospora和Diversispora相对丰度有所下降;根系样本中AMF的优势类群随着连作从Glomus转变为Rhizophagus。AMF多样性测定结果表明,连作对马铃薯根际土中AMF多样性的影响显著高于对根系内类群的影响。【结论】AMF类群的多样性会因土壤组成成分、马铃薯生育期和连作效应而呈现不同变化。     

轮作和连作对胡萝卜根际和非根际细菌多样性的影响

细菌是土壤最重要的组成部分,土壤细菌的群落结构对土壤的健康至关重要,可以直接影响植物的生长。胡萝卜的长年连作导致其产量低、质量差等一系列问题的发生,连作问题已成为不可忽视的问题。本研究通过HiSeq PE250高通量测序和生物信息学方法获得了玉米胡萝卜轮作种植和胡萝卜连作种植中胡萝卜根际和非根际土壤细菌的组成结构。研究结果表明,相较于胡萝卜连作,玉米胡萝卜轮作种植改变了胡萝卜根际土壤细菌的组成和群落多样性。RM.M (玉米胡萝卜轮作根际土壤样品)样品中的优势菌门为放线菌门和厚壁菌门,RM.R (胡萝卜连作根际土壤样品)的优势菌门是变形菌门;有益菌如芽孢杆菌属和根瘤菌属在玉米胡萝卜轮作种植中的胡萝卜根际富集。RM.M与RM.R的细菌类群差异显著,群落多样性较低;NRM.M(玉米胡萝卜轮作非根际土壤样品)和NRM.R (胡萝卜连作非根际土壤样)的细菌类群差异不明显,群落多样性较高。与连作根际土壤相比,轮作根际土壤中有益菌的相对丰度较大,细菌相对丰度明显增加。本研究结果对通过调节根际土壤细菌组成来保证胡萝卜产量和质量的稳定,解决连作问题具有重要的意义。     

内生真菌与苍术粉对连作花生根际微生物区系和微量元素的影响

通过盆栽试验,研究了内生真菌拟茎点霉B3(Phomopsis liquidambari)及苍术(Atractylodes lancea)粉联合施用对连作花生根际土壤微生物区系、酶活性及有效态微量元素(Mo、B、DTPA-Fe、Zn、Cu、Mn)含量的影响。结果表明:内生真菌B3和苍术粉复合处理比内生真菌B3处理的荚果和秸秆产量分别增加10.28%和14.11%,内生真菌B3处理与正常施肥相比显著提高了根瘤数量、荚果和秸秆产重,各处理组与正常施肥对照相比分枝数和根长无显著差异。B3处理与对照相比显著提高了种子期、结荚期和成熟期根际土壤可培养细菌和放线菌数量,B3和苍术粉复合处理与对照相比显著提高种子期、花期和成熟期可培养真菌和放线菌数量;细菌DGGE指纹图谱聚类分析表明,B3和苍术粉复合处理相对于正常施肥处理,显著改变种子期、苗期、花期和成熟期花生根际土壤细菌群落结构,同时苗期、花期和结荚期的细菌条带数和香农指数也有所提高,真菌DGGE指纹图谱聚类分析表明,B3和苍术粉复合处理对真菌群落影响较大,除种子期以外的生育期真菌条带数和香农指数都有明显提高,花期真菌群落结构变化最大,相似度仅为49.6%。花生关键生育期(花期和结荚期)根际土壤脲酶和蔗糖酶活性B3处理和复合处理都显著高于正常施肥对照,促进了连作花生生态系统的物质循环和能量流动。B3和苍术粉复合处理促进了花生生长发育必需微量元素Mo、B、Fe、Zn、Mn的活化,花生叶片和籽粒中微量元素Mo、B、Fe的积累显著增加。研究结果表明,内生真菌和苍术粉联合施用能有效改善连作花生根际微生物区系,提高土壤酶活性,促进微量元素的活化和吸收,对缓解花生连作障碍具有重要意义。     

甘肃省中部沿黄灌区轮作和连作马铃薯根际土壤真菌群落的结构性差异评估

甘肃省中部沿黄灌区是西北地区乃至全国重要的加工型马铃薯生产基地,然而因集约化种植带来的连作障碍问题已经严重影响到当地马铃薯种植业的可持续发展。采用大田试验与PCR-DGGE(Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)技术相结合的方法,并通过真菌的18S r DNA序列分析,评估轮作(未连作)和连作条件下马铃薯根际土壤真菌群落在组成结构上的差异,以期为甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作的土壤障碍机理研究提供新证据。结果表明,同轮作相比,连作显著降低了马铃薯块茎产量和植株生物量,并且随着连作年限的延长,连作障碍也愈加严重。长期连作(6a)也导致马铃薯根冠比显著增加和植株收获指数的显著下降。在根际土壤真菌的种群数量和多样性上,连作和轮作间无显著差异,但在群落组成结构上差异明显。真菌18S r DNA测序分析进一步表明,马铃薯连作较轮作相比增加了Fusarium sp.和Fusarium solani以及Verticillium dahliae的种群或个体数量,而这些真菌是导致马铃薯土传病害的主要致病菌类型。根际土壤真菌群落组成结构的改变特别是与土传病害有关的致病菌滋生可能是导致当地马铃薯连作障碍的重要原因。     

Comparative phylogenetic assignment of environmental sequences of genes encoding 16S rRNA and numerically abundant culturable bacteria from an anoxic rice paddy soil.

We used both cultivation and direct recovery of bacterial 16S rRNA gene (rDNA) sequences to investigate the structure of the bacterial community in anoxic rice paddy soil. Isolation and phenotypic characterization of 19 saccharolytic and cellulolytic strains are described in the accompanying paper (K.-J. Chin, D. Hahn, U. Hengstmann, W. Liesack, and P. H. Janssen, Appl. Environ. Microbiol. 65:5042-5049, 1999). Here we describe the phylogenetic positions of these strains in relation to 57 environmental 16S rDNA clone sequences. Close matches between the two data sets were obtained for isolates from the culturable populations determined by the most-probable-number counting method to be large (3 x 10(7) to 2.5 x 10(8) cells per g [dry weight] of soil). This included matches with 16S rDNA similarity values greater than 98% within distinct lineages of the division Verrucomicrobia (strain PB90-1) and the Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides group (strains XB45 and PB90-2), as well as matches with similarity values greater than 95% within distinct lines of descent of clostridial cluster XIVa (strain XB90) and the family Bacillaceae (strain SB45). In addition, close matches with similarity values greater than 95% were obtained for cloned 16S rDNA sequences and bacteria (strains DR1/8 and RPec1) isolated from the same type of rice paddy soil during previous investigations. The correspondence between culture methods and direct recovery of environmental 16S rDNA suggests that the isolates obtained are representative geno- and phenotypes of predominant bacterial groups which account for 5 to 52% of the total cells in the anoxic rice paddy soil. Furthermore, our findings clearly indicate that a dual approach results in a more objective view of the structural and functional composition of a soil bacterial community than either cultivation or direct recovery of 16S rDNA sequences alone.     

Bacterial phylogenetic clusters revealed by genome structure.

Current bacterial taxonomy is mostly based on phenotypic criteria, which may yield misleading interpretations in classification and identification. As a result, bacteria not closely related may be grouped together as a genus or species. For pathogenic bacteria, incorrect classification or misidentification could be disastrous. There is therefore an urgent need for appropriate methodologies to classify bacteria according to phylogeny and corresponding new approaches that permit their rapid and accurate identification. For this purpose, we have devised a strategy enabling us to resolve phylogenetic clusters of bacteria by comparing their genome structures. These structures were revealed by cleaving genomic DNA with the endonuclease I-CeuI, which cuts within the 23S ribosomal DNA (rDNA) sequences, and by mapping the resulting large DNA fragments with pulsed-field gel electrophoresis. We tested this experimental system on two representative bacterial genera: Salmonella and Pasteurella. Among Salmonella spp., I-CeuI mapping revealed virtually indistinguishable genome structures, demonstrating a high degree of structural conservation. Consistent with this, 16S rDNA sequences are also highly conserved among the Salmonella spp. In marked contrast, the Pasteurella strains have very different genome structures among and even within individual species. The divergence of Pasteurella was also reflected in 16S rDNA sequences and far exceeded that seen between Escherichia and Salmonella. Based on this diversity, the Pasteurella haemolytica strains we analyzed could be divided into 14 phylogenetic groups and the Pasteurella multocida strains could be divided into 9 groups. If criteria for defining bacterial species or genera similar to those used for Salmonella and Escherichia coli were applied, the striking phylogenetic diversity would allow bacteria in the currently recognized species of P. multocida and P. haemolytica to be divided into different species, genera, or even higher ranks. On the other hand, strains of Pasteurella ureae and Pasteurella pneumotropica are very similar to those of P. multocida in both genome structure and 16S rDNA sequence and should be regarded as strains within this species. We conclude that large-scale genome structure can be a sensitive indicator of phylogenetic relationships and that, therefore, I-CeuI-based genomic mapping is an efficient tool for probing the phylogenetic status of bacteria.     

番茄根际微生物种群动态变化及多样性

采用盆栽试验的方法对番茄根际主要微生物种群在不同生育期的动态变化进行了跟踪研究.结果表明,在番茄整个生育期内,可培养细菌数量在初花期和初果期时最多;放线菌数量从苗期到末期逐渐减少;真菌数量逐渐增多.番茄对细菌根际效应明显.DGGE图谱显示不同生育期番茄根际均具有较高的细菌多样性.根际细菌种类和数量在初花期发生较为显著的变化,初果期根际群落多样性指数(H)和物种丰度(S)值都达到最高,微生物最丰富,是筛选拮抗菌的较好时期.     

连作花生田根际土壤优势微生物的分离和鉴定

【目的】从不同连作年限的花生田根际土壤中分离优势微生物并进行鉴定,为研究花生连作后优势微生物的变化奠定基础。【方法】采用土壤稀释分离法从不同连作年限花生根际土壤中分离优势细菌、真菌和放线菌,结合菌株形态特征、培养性状、生理生化特征及16S rDNA序列分析对细菌、放线菌进行鉴定,通过形态特征、培养特征和分子鉴定方法对优势真菌进行鉴定。【结果】从连作花生田根际土壤中分离鉴定出7种优势细菌、7种优势真菌和7种优势放线菌。7种优势细菌分别为Leifsonia xyli、氯酚节杆菌(Arthrobacterchlorophenolicus)、黄色微杆菌(Microbacterium flavescens)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)、巴斯德菌属(Pasteurella sp.)、简单芽孢杆菌(Bacillus simplex)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。7种优势真菌分别为枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)、产紫青霉(Penicillium purpurogenum)、哈茨木霉有性型(Hypocrea lixii)、Exophiala pisciphila、微紫青霉(Penicillium janthinellum)、曲霉(Aspergillus sp.)和大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)。7种优势放线菌分别为紫红链霉菌(Streptomyces violaceoruber)、华丽黄链霉菌(Streptomyces flaveus)、Streptomyces panaciterrae、不产色链霉菌(Streptomyces achromogenes)、假浅灰链霉菌(Streptomyces pseudogriseolus)、纤维素链霉菌(Streptomyces cellulosae)和金色链霉菌(Streptomyces aureus)。【结论】本研究是第一次系统的从连作花生根际土中分离鉴定优势微生物,种植花生后根际土壤中优势微生物的种类发生了明显变化,但变化没有规律。