玉米和花生间作根际细菌群落结构与PICRUSt的功能预测

禾本科/豆科作物间作能够促进作物生长与产量形成,而根际微生物组被认为与间作产量优势形成关系密切。将玉米和花生进行盆栽间作并设置以下三种根系分隔方式：塑料膜分隔(即全隔玉米与全隔花生)、尼龙网分隔(即网隔玉米与网隔花生)、无分隔处理(即无隔玉米与无隔花生),采用基于16S rRNA基因的高通量测序技术及PICRUSt功能预测分析不同模式下二者根际细菌群落结构与功能类群的变化,以期从土壤微生物组角度阐明玉米/花生间作产量优势形成的内在机制。结果显示：玉米/花生间作明显改变了二者根际细菌群落结构,无隔、网隔玉米的根际细菌群落结构更为相似并区别于全隔玉米,而网隔花生根际细菌群落结构明显区别于无隔、全隔花生。而且,无隔、网隔玉米根际放线菌门的相对丰度显著高于全隔玉米,网隔花生根际放线菌门、厚壁菌门的相对丰度显著高于全隔、无隔花生,而芽单胞菌门呈现相反的变化趋势。在玉米和花生根际,无隔、网隔处理高于全隔处理的OTU也均主要注释为放线菌门。共存网络分析发现,作为玉米根际细菌网络重要节点的Streptomyces、Actinomadura、Arthrobacter、Bacillus等菌属其丰度变化表现...     

转HrpN的工程菌E4对水稻根际细菌群落结构的影响

采用单一碳源回收菌群的方法与ERIC-PCR方法相结合,检测水稻(Oryza sativa L.)根际施用转基因微生物E4(Enterobacteria cloacae E4)后,其根际微生物的群落结构和多样性的变化,进而推测转基因微生物E4在田间施用的安全性。结果表明：转基因微生物E4施用到水稻根际后,水稻根际的代谢指纹图谱和。DNA指纹图谱都发生了改变,采用Sollthelxi blotting检测显示：E4成为根际的优势菌,这对植物生长有利,应该不会造成不利的影响。     

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。     

转HrpN的工程菌E4对水稻根际细菌群落结构的影响*

采用单一碳源回收菌群的方法与ERIC PCR方法相结合 ,检测水稻 (Oryzasativa L )根际施用转基因微生物E4(EnterobacteriacloacaeE4)后 ,其根际微生物的群落结构和多样性的变化 ,进而推测转基因微生物E4在田间施用的安全性。结果表明 :转基因微生物E4施用到水稻根际后 ,水稻根际的代谢指纹图谱和DNA指纹图谱都发生了改变 ,采用southernblot ting检测显示 :E4成为根际的优势菌 ,这对植物生长有利 ,应该不会造成不利的影响     

呼和浩特市大青山白桦根际土壤细菌群落结构研究

采用高通量测序技术对天然次生林生态系统演替过程中先锋树种白桦的根际土壤细菌多样性及群落结构进行了分析。研究结果表明:白桦根际土壤细菌隶属于28门、90纲、126目、213科、286属,在3个采样地中排名前8的优势细菌门的相对丰度均大于1%,分别为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。各样地中前3个门的相对丰度之和均在60%以上。对白桦根际土壤细菌的α多样性指数、门水平的聚类热图以及PCoA聚类结果的分析表明,3个采样地中,小井沟(B2)和哈达门森林公园(C2)白桦根际土壤细菌的物种组成更为接近,与井儿梁(A2)的物种组成有一定差异;且小井沟和哈达门森林公园的物种多样性及丰度(ACE指数)显著高于井儿梁,表明细菌对不同环境的适应能力有明显差异。对细菌群落结构与土壤理化性质的RDA分析及相关性分析表明,环境因子对白桦根际土壤细菌的影响顺序为:全氮TN酸碱度pH含水量WC速效钾AK硝态氮NN铵态氮AN有机质OM有效磷EP,其中,TN、pH和WC是白桦根际土壤优势细菌的主要影响因子。研究结果为深入认识森林生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因子提供了理论依据。     

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。     

托木尔峰典型植被根际细菌群落结构和功能多样性

目的探究托木尔峰不同植被根际细菌群落结构与功能差异,为高寒草地生态环境保护提供科学指导。方法基于高通量测序技术,对采集来自托木尔峰的四种典型植被野党参（Codonopsis pilosula）、早熟禾（Poa annua）、老鹳草（Geranium wilfordii）、紫花苜蓿（Medicago sativa）根际细菌16S rRNA基因进行测序,分析其根际细菌群落结构差异及其影响因素。结果四种典型植被细菌Shannon指数差异无统计学意义,但早熟禾根际细菌Chao1指数显著低于其他植物（F=7.660,P=0.004）。PCoA分析表明,老鹳草与紫花苜蓿的根际细菌群落结构相近,而野党参与早熟禾的根际细菌群落结构差异性较大。所有样品中的优势菌门有变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）,而鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）是共有优势菌属。功能预测显示,四种植物根际细菌以新陈代谢最为活跃,二级功能层以碳水化合物代谢和氨基酸代谢占比较大。土壤速效钾、pH、全钾和全磷是影响细菌多样性及群落结构的主要因素。结论不同植被类型对托木尔峰根际细菌群落结构及功能多样性具有影响,基于菌群功能制定个性化的菌群修复策略有助于该地区生态系统的可持续发展。     

连作对麦冬根际土壤细菌群落的影响

以中草药麦冬为研究对象,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法,考察连作对麦冬根际土壤细菌群落的影响。结果表明,重茬麦冬根际细菌群落的Shannon-Wiener指数从苗期至快速生长期、再到块根膨大期分别为3.36-3.40-3.69,丰富度指数为55.0-61.5-63.5,均匀度指数为0.84-0.82-0.89;而同期正茬根际细菌群落的上述指数值分别为3.66-3.33-3.72、67.5-53.5-63.5和0.87-0.84-0.90。通过对土壤细菌群落的DGGE图谱进行主成分分析,结果显示,上述各个时期重茬与正茬样本均发生显著分离,表明连作改变了麦冬根际细菌群落的多样性变化趋势和结构组成。进一步比较麦冬块根膨大期根际主要功能菌群的数量变化,发现连作后氨化细菌和好气性纤维素分解菌数量增加,而硝化细菌和固氮菌的数量减少。对比发现重茬麦冬的产量仅为正茬的70.6%,表明麦冬连作减产与其根际土壤细菌群落的变化相关。     

盐碱胁迫对小麦幼苗生长和根际细菌群落结构的影响

【背景】植物可通过改变根际微生物群落结构来减轻胁迫,但盐碱胁迫下小麦生长和根际细菌群落结构变化尚待明晰。【目的】明确盐碱胁迫下小麦幼苗生长及根际细菌群落结构变化。【方法】以添加NaCl和Na2CO3调节Hoagland营养液Na+浓度和pH来模拟盐碱胁迫,通过MiSeq高通量测序分析细菌群落结构。【结果】与无胁迫对照相比,单纯盐胁迫使小麦幼苗地上和地下部干重、叶绿素和根际土壤速效氮含量分别显著降低了25.0%、57.1%、21.2%和42.9%(P<0.05);小麦幼苗生长指标和根际土壤速效氮、速效磷、有机质含量及酶活性(除过氧化氢酶)随碱度升高而降低;所有处理的小麦幼苗根际优势菌门(丰度7.1%-71.5%)均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),优势属(丰度0.5%-5.1%)有肠杆菌属(Enterobacter)、嗜多甲基菌属(Methyloversatilis)、固氮菌属(Azotobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和异根瘤菌属(Allorhizobium)。盐碱胁迫未显著...     

两种盐生植物根际土壤细菌多样性和群落结构

应用高通量测序技术对西北干旱区两种盐生植物黑果枸杞和里海盐爪爪根际土壤细菌的多样性和群落结构进行研究,旨在揭示两种耐盐植物根际土壤细菌之间以及根际与非根际细菌群落结构间的差异,为深入研究盐生植物根际土壤微生物与耐盐性之间的关系提供理论基础。结果表明:黑果枸杞、里海盐爪爪根际细菌多样性丰度高于非根际土,黑果枸杞根际土壤细菌多样性丰度高于里海盐爪爪。根际和非根际土壤细菌群落的组成和丰度存在差异,从黑果枸杞和里海盐爪爪根际土壤中分别检测出细菌21门289属和22门304属,而从非根际土壤中分别检测出28门285属和24门336属;在两种盐生植物根际土壤中,变形菌门和厚壁菌门均为优势门;拟杆菌门、放线菌门、蓝细菌门及浮霉菌门在根际土壤中的丰度显著高于非根际土壤,而厚壁菌门在根际土壤中的丰度低于非根际土壤。两种植物根际土壤中的细菌优势门和优势属的数量均高于非根际土壤,在黑果枸杞和里海盐爪爪的根际土壤中的细菌优势属分别有10个和9个,而二者非根际土壤中的细菌优势属各有4个,其中假单胞菌属是根际和非根际土壤中的共有优势属。黑果枸杞和里海盐爪爪根系细菌群落组成和丰度存在差异,只有假单胞菌属和盐单胞菌属是两种植物根际土壤中的共有优势属。Unifrac分析和聚类分析表明,两种盐生植物根际土壤细菌之间的相似性大于根际和非根际细菌群落间的相似性。细菌多样性与土壤有机碳、有机质、总氮正相关,与pH、电导率负相关,电导率和pH,有机碳和总氮分别是非根际土,根际土壤细菌群落物种组成的主要影响因素。     

结直肠癌患者肠道黏膜菌群多样性变化研究

目的应用PCR-DGGE技术对结直肠癌患者肠道黏膜局部菌群多样性进行研究,为结直肠病变的防治提供微生态调节思路。方法收集正常对照组、结直肠息肉组及结直肠癌组患者各30例,采集结直肠黏膜局部肛拭子,提取细菌基因组DNA,采用PCR-DGGE对肠道黏膜局部菌群进行指纹图谱分析。结果正常对照组、结直肠息肉组和结直肠癌组患者PCR-DGGE指纹图谱分析显示3组肠道黏膜局部菌群多样性发生了显著的变化,3组肠道黏膜局部菌群发生了显著的菌群变迁。结论 PCR-DGGE分析结直肠癌患者肠道黏膜局部菌群多样性变化对监测肠道局部微生态变化在结直肠癌的发生过程中的作用具有重要价值。     

PCR-DGGE用于油脂废水处理系统中酵母菌群落结构解析

本研究建立了适合于PCR-DGGE分析的环境样品中酵母菌基因组DNA的快速提取方法并利用PCR-DGGE对酵母菌处理油脂废水系统中的酵母菌群落结构进行了解析.结果表明,并非所有可以降解含油废水中污染物的菌株都可以稳定存在于系统中;系统对于菌株的选择开始于菌株的扩大培养阶段:系统从连续运行开始到稳定的过程中,G1、O2或W1成为优势菌株并稳定存在于系统中.     

PCR-DGGE技术在动物肠道微生态研究中的应用

本文综述了PCR-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）分析微生物多态性的原理,还介绍了它的技术步骤、在动物肠道微生态研究中的主要应用以及优缺点,为更好的研究动物肠道微生物奠定了基础。     

PCR-DGGE技术及其在微生物生态学中的应用

现代分子生物学技术PCR-DGGE是一种分析微生物群落的有效工具,可以用于研究生态系统中微生物多样性和群落动态性。本文简要介绍了PCR-DGGE技术原理及其在微生物生态学领域的应用,并对该技术的局限性进行了评价。     

采用变性梯度凝胶电泳研究双孢蘑菇培养料后发酵过程中的细菌群落结构

［目的］对双孢蘑菇培养料“后发酵”期间内的细菌群落结构进行了初步的研究,希望利用现代分子生态学的方法能快速、准确地对培养料发酵过程中的微生物群落结构进行动态的检测。［方法］采用变性梯度凝胶电泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE）,对取自双孢蘑菇培养料“后发酵”不同时期的七份样品的特异性扩增细菌16S rDNA的V3可变区进行分析。［结果］双孢蘑菇培养料中的细菌组成要远远丰富于人们用传统的分离方法所获得的类群,“空气调节”时期的培养料中不仅检测到了前人用经典培养方法获得的Bacillus属嗜热细菌,还发现了一些未曾报道的Bacilli门的成员,如Trichococcus属、Planococcus属和Caryophanon属,以及γ－Proteobacteria亚纲。而在“后发酵”刚开始和即将结束的培养料中分别检测到了Thermus thermophilus和α－Proteobacteria亚纲的细菌,这些是近年来利用分子生物学方法在各类高温堆肥中发现的新类群;［结论］发现双孢蘑菇培养料“后发酵”过程中细菌的群落结构发生了明显的变化,在 双孢蘑菇培养料“后发酵”过程中还发现了大量目前尚未获得培养的细菌类群。     

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.     

大气CO2倍增对植物根内AMF群落的影响

采用环境控制生长室控制CO2浓度的方法,研究了CO2浓度（350—400μmol mol^-1和680—750μmol mol^-1对植物根内丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）群落的影响。12种宿主植物于CO2浓度不同的生长室栽培180d后收获取样,通过CTAB法提取共生菌根内丛枝菌根真菌的DNA,由特异引物U1／U2扩增编码核糖体28S大亚基的rDNA部分序列,并进行DGGE电泳分析。结果表明。12种植物根内的AMF存在特异的AMF类群（unique species group,US）和共有类群（common species group,CS）,而且CO2浓度倍增使US减少而CS增加。与350μmol mol^-1 对照相比,700μmol mol^-1处理的玉米、刺苋、大豆、陆稻、无芒稗、黑麦草6种植物的AMF群落多样性下降,下降幅度分别达27．12％、16．84％、10．12％、8．62％、8．58％和2．67％;白车轴、牛筋草、早熟禾、鼠曲草、野燕麦、北美车前6种植物的AMF群落多样性上升,分别达76．26％、28．50％、17．60％、15．08％、1．46％和0．96％。CO2倍增处理后12种植物的AMF多样性平均指数略呈上升趋势。研究指出未来环境变化（如CO2增加）将影响AMF群落结构从而影响菌根共生体的形成。     

连作土灭菌对黄瓜(Cucumis sativus)生长和土壤微生物区系的影响

采用盆栽试验的方法,对黄瓜的生长状况、抗病相关酶及土壤微生物区系特征进行了测定。结果表明：连作土灭菌能在较大程度上改善黄瓜的生长,灭菌土上生长的黄瓜的叶绿素含量、株高、叶面积和鲜重均大于连作土,但随氨基酸肥料（AAF）施用量的增加,灭菌土与连作土之间的差异变小。黄瓜叶片的SOD和POD活性在不施用AAF条件下灭菌土显著高于连作土,然而随着AAF施用量的增加,活性则相反。CAT活性及可溶性蛋白含量灭菌土所有处理均极显著高于相对应的连作土,MDA含量则显著低于相对应的连作土。灭菌土的细菌、真菌数量分别比连作土增加1．89—3．03倍和6．96—2．43倍,放线菌的增加幅度相对较小,真菌／细菌比值也显著提高。随AAF施用量的增加,连作土中的黄瓜枯萎病的致病菌（尖孢镰刀菌）减少,而灭菌土的所有处理均未分离到。土壤细菌的PCR—DGGE图谱分析表明,灭菌土DGGE图谱带明显比连作土增加,土壤间带谱的相似性降低,土壤微生物多样性指数增加。灭菌土上的黄瓜未见枯萎病发生,而连作土的黄瓜发病率达31．25％-68．75％。     

用PCR-DGGE研究长期施用无机肥对种稻红壤微生物群落多样性的影响

以中国科学院红壤生态试验站的发育于第四纪红粘土的种稻红壤为研究对象,采用PCR-DGGE方法研究了长期施用无机肥对土壤微生物群落多样性的影响。在种植双季稻、连续13a施用不同无机肥后,土壤中细菌、古菌、放线菌和真菌的群落结构发生了较大的变化。未种植水稻的土壤与种稻土壤间四类微生物SSUrDNADGGE带谱相似性只有33%~66%。施磷肥的处理NP、PK、NPK之间微生物群落结构相似性较高,4类微生物的SSUrDNADGGE带谱相似性高达75%~81%。施氮钾肥(NK)、不施肥(CK)处理与施磷肥处理间土壤微生物群落结构的差异较大,其四类微生物的SSUrDNADGGE带谱相似性分别为69%~77%、55%~77%。研究的目的是深入地了解土壤中微生物群落的多样性,为科学施肥、合理利用土壤、保护微生物多样性和实现农业生态系统的可持续发展提供科学依据。     

蝗虫肠道微生物总DNA提取方法的比较

采用Bead beating法和QIAamp DNA stool mini kit法提取蝗虫肠道微生物总DNA,并对2种方法提取DNA的得率、完整性以及16SrRNA基因扩增产物的变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)图谱等进行综合比较。结果表明,Bead beating法提取DNA的得率显著高于QIAamp DNA stool mini kit法(P=0.042),而QIAamp DNA stool mini kit法提取DNA片段更完整。PCR-DGGE检测微生物多样性结果显示,QIAamp DNA stool mini kit法提取DNA所代表的微生物群落多样性略高于Bead beating法,但Mann-Whitley统计学检验表明用2种方法检测蝗虫肠道微生物多样性无显著差异(P=0.17)。因此在蝗虫肠道微生物群落多样性的检测中QIAamp DNA stool mini kit法具一定的优势,而Bead beating法同样适用。