舟山群岛不同功能区划海域细菌群落结构分析

浮游细菌在海洋生态系统中不可或缺,在海洋生物地球化学循环过程中起着关键性作用。【目的】为了解舟山群岛不同功能区划海域细菌群落结构及丰度变化,探索海洋生态因子对细菌群落结构的影响。【方法】于2016年夏季(8月)在舟山群岛不同功能区划海域共设置8个典型站位采集表层海水,基于细菌16S rRNA基因进行高通量测序;利用流式细胞术揭示各海域细菌丰度;利用典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)探讨海洋生态因子与细菌多样性之间的关系。【结果】共获取到305487条原始序列,基于97%相似性水平进行OTU(Operational Taxonomic Units)聚类分析,共得到1088个OTUs,包括29个门、62个纲、138个目、239个科、416个属。细菌群落组成在各个站位之间不尽相同,但都主要包括Flavobacteria、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria三大优势菌纲。CCA结果表明细菌群落结构和多样性情况与站位分布和所在站位的环境因子息息相关,Cyanobacteria受硝酸盐影响显著,Parcubacteria受温度影响最大,而磷酸盐对本实验海域菌群影响甚微。对海洋菌群潜在功能进行预测的结果显示,各海域菌群在氨基酸代谢、碳水化合物代谢、膜运输等方面功能较为突出,为今后舟山海洋微生物研究提供了新的方向。【结论】高通量测序分析可以更精确地揭示海洋菌群的群落结构信息。该研究为细菌群落结构与环境因素的关联提供参考。本研究所取得的大量数据既可以作为对舟山市海洋功能区划施行情况的响应,又将为舟山及其邻近海域浮游细菌群落结构的进一步研究奠定基础。     

锦鸡儿植物对盐碱地土壤理化性质和细菌群落的影响

锦鸡儿属的多种植物在干旱/半干旱区域水土保持等方面具有显著的作用效果,该研究以柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿为材料,选择宁夏银北西大滩核心试验站的盐渍化荒地为研究对象,分析了3种锦鸡儿建植1年对盐碱地土壤理化性质及土壤细菌群落的影响,以了解该类植物在盐碱地改良中的作用及生态效应。结果显示:(1)种植锦鸡儿1年能够显著降低盐碱地土壤全盐含量和pH,提高土壤全氮和全磷含量。(2)种植锦鸡儿不影响其非根际土壤细菌群落的α多样性,但小叶锦鸡儿非根际土壤细菌群落的香浓指数最低。(3)不同种锦鸡儿对盐碱地细菌群落结构的影响有所不同,小叶锦鸡儿根际/非根际细菌群落的结构分别与对照土壤以及柠条、中间锦鸡儿根际土壤存在明显差异;在属水平,包括假黄色单胞菌属、新鞘氨醇菌属及根瘤菌属在内的12个优势细菌属的相对丰度在小叶锦鸡儿非根际土壤中显著增加。(4)db-RDA分析表明,盐碱地土壤全盐、全氮及全磷含量分别解释了锦鸡儿非根际细菌群落结构变异信息的23.5%、25.4%和22.2%,3种因子累计共解释48.5%的细菌群落变异(P0.05),但这些因子对锦鸡儿根际细菌群落的变化无显著影响。研究表明,短期种植锦鸡儿属植物对盐碱地土壤理化性质具有一定改良效果,且不影响非根际土壤细菌群落的α多样性,但不同种锦鸡儿对土壤细菌群落结构的影响存在差异。     

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。     

宁夏地区春季奶牛场牛舍土壤细菌群落特征

【背景】现代规模化生产模式下,牛舍环境管理是影响奶牛高效健康生产的重要因素。【目的】探讨牛场不同牛舍土壤细菌群落特征,为奶牛健康生产提供理论依据。【方法】采集宁夏某规模化奶牛场的哺乳犊牛岛、断奶犊牛舍、育成牛舍、低产泌乳牛舍、高产头胎泌乳牛舍、高产经产泌乳牛舍、干奶牛舍和病牛舍这8个不同牛舍的土样,每个牛舍6个重复,共48份土样。利用16S rRNA基因扩增子测序分析细菌群落结构与多样性,并对细菌群落的功能进行预测。【结果】不同牛舍土样细菌群落组成存在差异,并且8个牛舍中高产头胎泌乳牛舍土样的细菌群落多样性最高。哺乳犊牛岛土壤与其他牛舍土壤细菌群落在门水平上差异较大;泌乳期牛舍土样之间的细菌群落结构相似度较高。在门的水平上,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)是这8个牛舍土样共有的优势菌门。在属的水平上,嗜盐碱的盐单胞菌属(Halomonas)、具有潜在降解特性的Fermentimonas和栖海面菌属(Aequorivita)及致病菌的鸟杆菌属(Ornithobacterium)是犊牛期牛舍土样的优势菌属;嗜盐碱的Truepera是育成牛舍土样的优势菌属;致病菌的不动杆菌属(Acinetobacter)和Parapedobacter、耐药菌的Pedobacter是泌乳期牛舍土样的优势菌属。【结论】致病菌和参与硝酸盐呼吸的细菌主要分布在哺乳犊牛岛,嗜盐碱菌主要分布在断奶犊牛舍和育成牛舍,产甲烷的细菌主要分布在高产头胎泌乳牛舍。本研究分析了不同牛舍土壤细菌群落多样性,为奶牛健康生产提供理论依据。     

基于PCR-DGGE和高通量测序分析白云边酒窖泥细菌群落结构与多样性

【目的】探索白云边酒不同窖龄窖泥细菌群落结构及其多样性,分析窖泥细菌群落特征对兼香型白酒风格形成的影响。【方法】分别提取2年和23年窖泥样品总DNA,采用PCR-DGGE、基因克隆以及高通量测序技术,研究窖泥细菌的分布情况。【结果】白云边窖泥细菌归属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)4个菌门。2、23年窖泥共同的优势菌属(≥1.0%)包括棒状杆菌属(Corynebacterium)、香味菌属(Myroides)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)、乳杆菌属(Lactobacillus)、梭菌属(Clostridium)、醋杆菌属(Acetobacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、肠杆菌属(Enterobacter)和不动杆菌属(Acinetobacter)。2年窖泥特有优势菌属为Dysgonomonas、Fluviicola、变形杆菌属(Proteus)和Wohlfahrtiimonas,而23年窖泥特有优势菌属为葡萄球菌属(Staphylococcus)、Hazenella、魏斯氏菌属(Weissella)、葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)和摩根氏菌属(Morganella)。【结论】2年窖泥细菌群落多样性高于23年窖泥。比较了白云边两种窖龄窖泥主要细菌组成情况,为研究微生物对白云边酒浓酱兼香型独特风味形成的影响提供依据。     

施肥对东北春玉米根际土壤细菌群落结构的影响

目的：研究施肥对东北春玉米根际土壤细菌群落结构的影响,为东北春玉米土壤改良提供科学依据。方法：设置CK（对照,复合肥,65 cm小垄种植）、KF处理（配方施肥,65 cm小垄种植）、BMP处理（配方施肥,130 cm大垄双行种植）3个处理,采用高通量测序技术,比较不同处理间土壤细菌群落结构组成和多样性。结果：CK、KF、BMP 3个处理共鉴定出1 372种细菌群落。在不同大小的垄间施用不同比例的肥料种植春玉米,均能提高土壤根际细菌群落组成和群落多样性;各处理土壤细菌指数排序为BMP> KF> CK;CK丰富度指数和Shannon指数与处理KF、BMP存在显著差异。优势细菌门水平结构组成分析中均表现为以变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）等为优势的细菌门类,优势细菌属水平结构组成分析中均表现为鞘氨醇单细胞属（Sphingomonas）、念珠菌固体杆菌属（Candidatus Solibacter）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）等为优势菌属;各处理土壤细菌群落在门水平上的PCA分析中...     

解磷生物肥对设施土壤养分及细菌群落结构的影响

为了揭示解磷生物肥对设施土壤养分及细菌群落结构的影响,将解磷菌P623-9与腐熟鸡粪复配,制成解磷生物肥,盆栽试验以设施土壤作为研究对象,以北方温室广泛栽培的辣椒为试验材料,设置4个处理：空白对照（CK）;解磷生物肥（SY）3 000 kg/hm²;腐熟鸡粪（Y）3 000 kg/hm²;解磷菌（S）240 L/hm²。采用传统统计学方法对土壤养分含量进行统计分析,结果表明,SY处理的土壤中AP、TN、MBC、MBN及MBP含量均增加,与其他处理相比呈现显著增加差异（P﹤0.05）;采用Illumina Miseq高通量测序分析土壤细菌丰度、群落结构及差异特征,结果显示,门水平中放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、 变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,SY处理的土壤样品中变形菌门、厚壁菌门和绿弯菌门细菌相对丰度较高;属水平中相对丰度较高的依次为芽胞杆菌（Bacillus）、节杆菌（Arthrobacter）、刺单胞菌（Sphingomonas）、链霉菌（Streptomyces）。SY处理的土壤中相对丰度较高为Arthrobacter（3.95%）,与对照组相比丰度上升。Beijerinckiaceae与有效磷、全氮、微生物量磷、微生物量氮存在正相关,与总磷存在负相关;Nocardioidaceae与微生物氮存在显著正相关,但与全氮和有效磷的相关性较弱;Microscillaceae与全氮、微生物量碳、微生物量氮、微生物量磷等均存在正相关。由此得出结论,施用解磷生物肥能够显著提高土壤养分含量,增加有益菌群丰度和细菌菌群多样性。本研究揭示了施用解磷生物肥对设施土壤养分及细菌群落多样性的影响,为市场化应用和推广提供参考。     

普洱地区茶叶内生细菌与根际土壤细菌群落结构分析

[目的]茶叶内生细菌、根际土壤细菌在普洱茶的发酵中起着重要的作用,还可以促进茶树生长,诱导茶树抗病性.研究其群落结构组成及相互关系可为微生物资源开发利用提供理论依据.[方法]本研究以普洱地区茶树叶片和根际土壤为材料,采用高通量测序技术,对茶叶及根际土壤细菌的16S核糖体RNA基因(16S rRNA)进行测序,比较分析茶...     

不同大豆连作年限对黑土细菌群落结构的影响

大豆连作导致作物产量下降、病原微生物富集和土壤退化等问题日趋严重。然而,目前关于大豆连作对土壤细菌群落结构组成及多样性分布的影响及发生机制尚不清楚。采用高通量测序技术,对大豆连作(不同年限)和大豆-玉米轮作下的黑土细菌16S rRNA基因进行测序分析。结果表明:轮作5年(CR5)和13年长期连作(CC13)处理显著增加了土壤pH、全氮(TN)、全磷(TP)和速效养分(AN、AP和AK)含量。与短期连作相比,CR5和CC13处理均提高了细菌群落的OTUs数量、PD值、Chao1指数和Shannon指数。聚类分析图谱结果显示细菌群落结构组成受到轮作和连作年限的双重影响,而土壤pH、TN、TP、AN、AP和AK是细菌群落结构发生变化的主要驱动因子(P0.05)。此外,VPA分析发现上述土壤因子中,土壤pH对细菌群落结构变化的贡献度最大。本研究证明大豆长期连作提高了土壤养分含量和细菌群落的丰富度和多样性指数,从分子生物学的角度证实大豆长期连作在一定程度上改善了土壤环境,为大豆连作障碍的研究提供了理论依据。     

干湿交替水分胁迫对水稻土细菌群落影响的研究

[目的]连续3次风干-湿润循环培养水稻土,在DNA和RNA水平下,探究细菌对干湿交替胁迫的响应机制,明确风干水稻土能否代替新鲜土壤进行细菌群落组成分析.[方法]针对我国江苏省常熟市水稻土,开展新鲜土壤的3次风干-湿润循环连续培养处理(每次循环中风干、湿润状态各维持7 d),在DNA和RNA水平应用16S rRNA基因高...     

沉积物中菲高效降解菌群的筛选鉴定及降解特性

以河流表层沉积物为菌群来源,富集分离出一组新型好氧微生物降解菌群,并对其进行微生物群落结构鉴定和降解特性探究。采用16S rRNA基因高通量测序方法对该菌群进行微生物群落结构分析,并设置单因素实验确定最佳生长及降解条件。结果表明,菌群主要包括硝基黄杆菌(Diaphorobacter)83.35%,假单胞杆菌属(Pseudomonas)7.46%,反硝化卡斯特兰尼氏菌(Castellaniella)1.67%,水微菌属(Aquamicrobium)1.65%等;菌群可在60 h内对100 mg/L菲降解率到达95.78%,且在pH5至pH11之间生长并保持高效降解率,最适生长温度为35℃,当盐度为1%时对菌群影响较小,降解率依旧保持在97.26%;可在7 d内降解浓度为400 mg/L的菲,第7天降解率为96.36%。菌群不仅具有高效降解能力且生长条件适应广泛、抗压能力强,可为多环芳烃生物修复提供新的种质资源。     

胜利油田单12高温油藏非培养和富集培养样品的细菌组成特性

[目的]通过比较分析油藏样品的微生物群落结构特点,认识油藏微生物的生态功能.[方法]利用3种油藏微生物研究中常用的富集培养方法,对胜利油田单12区块S12-4油井产出水样品进行了选择性富集培养,运用构建16S rRNA基因文库的方法分析了富集样品和非培养样品的细菌多样性.[结果]通过16S rRNA基因序列比对发现,非培养样品、异养菌富集样品、烃降解菌富集样品和硫酸盐还原菌富集样品中的优势菌分别为Pseudomonas属,Thermotoga属,Thermaerobacter属和Thermotoga属的成员.多样性分析结果表明,非培养样品的微生物多样性最丰富,同时非培养样品和富集样品的微生物群落结构存在很大的差异,富集样品中的微生物包括优势菌在油藏原位环境中含量很低.[结论]细菌组成差异的比较结果,对油藏微生物的生态功能研究和微生物驱油潜力评估具有重要意义.     

Bacterial community composition over a dry winter in meso- and eutrophic Portuguese water bodies

In order to investigate the bacterial diversity in a number of rivers, reservoirs and lakes in northern and central Portugal during the winter of 2004/5 (atypically dry), we applied molecular methodologies, namely denaturing gradient gel electrophoresis with primers targeting fractions of the bacterial 16S rRNA gene. Environmental parameters such as pH, conductivity, inorganic nutrients, total suspended solids and chlorophyll a were determined in order to characterize the trophic status of the studied water bodies. We found water bodies with oligotrophic to hypereutrophic characteristics. Organisms belonging to the Bacteroidetes and Alphaproteobacteria were found at the highest pH environment. Bacteroidetes were also related to high nutrient concentrations. Verrucomicrobia were associated with the most oligotrophic reservoir and low pH values. Actinobacteria were present in all samples from lakes and reservoirs, indicating its preference for lentic water bodies. Cyanobacteria dominance was related to high pH and conductivity levels. In general the conductivity values recorded in winter 2005 were the highest over recent years and chlorophyll a also reached very high levels. The data emphasize an enhanced risk of eutrophication for the studied water bodies, especially in the subsequent months when the temperature rises.     

利用改良培养基探究西太平洋海水可培养细菌多样性

[目的]西太平洋复杂的海洋生态环境孕育了其独特的生物群落,蕴含着种类丰富的海洋微生物资源.本研究基于分离培养技术探究了西太平洋海域不同水深细菌的多样性,并尝试通过改良培养基提高海洋细菌可培养性.[方法]采用改良的2216E固体培养基(IMA)、R2A固体培养基(R2A)、MBM固体培养基(MBM)、TCBS固体培养基(...