洋山港海域细菌群落多样性的季节变化

洋山深水港是中国大陆首个在远离陆地达30多km的海岛上建立的大型国际港口,水环境复杂;港口环境受港口建设和航运等人类活动的影响巨大。曾有学者针对洋山深水港海域表层海水中古菌多样性进行过调查和分析,但涉及包括细菌在内的微生物多样性尚未深入研究。利用高通量测序技术对洋山港海域细菌丰度、种类组成特征的季节变化进行了研究。结果表明该海域可培养细菌总数1.2—9.1×104CFU/m L,相比其他近岸海域和港口处于较低水平;该海域可培养细菌总数整体情况呈现夏季﹥秋季﹥冬季﹥春季,夏季的可培养细菌总数与其他季节区别明显。该海域优势类群为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria),秋季、冬季和春季样品优势类群为γ-变形菌(γ-proteobacteria)和α-变形菌(α-proteobacteria),夏季样品优势类群为黄杆菌(Flavobacteriales)。秋季和冬季的优势类群为盐单胞菌属(Halomonas)和假单胞菌属(Pseudomonas),夏季则被聚球蓝细菌(Synechococcus)和黄杆菌属(Flavobacteriaceae)等代替。盐单胞菌属在洋山港海域内的秋冬春3季所占比例均接近或超过50%,是最具生长优势的细菌类群,是洋山港海域细菌群落中的优势类群,其生长情况同样存在季节性差异。群落多样性指数显示,该海域微生物多样性整体情况呈现夏季﹥春季﹥冬季﹥秋季,夏季相较其他季节而言,细菌种群较多,物种较为丰富,多样性程度高;秋冬两季微生物物种组成相对单一,多样性程度低。结合同时期环境因子,对洋山港海域细菌群落与环境因子数据进行了典范对应分析,结果显示影响洋山港细菌群落季节性差异的主要环境因子依次为总有机碳、盐度、叶绿素a和温度。海水温度和盐度等重要环境因子的季节变化,导致细菌优势类群存在明显的季节差异。     

川西亚高山三种天然次生林土壤微生物多样性变化特征

开展川西亚高山相似土壤母质背景下天然次生林土壤微生物群落结构及其多样性探究,可加深次生林更新过程中土壤微生物群落结构变化的认知。选取川西米亚罗林区20世纪60年代采伐后经自然更新恢复形成的3种天然次生林（槭-桦阔叶林,ABB;桦-槭-冷杉针阔混交林,BAA;岷江冷杉林,AFF）,分析林下表层（0-20 cm）土壤微生物群落结构变化及其影响因素,结果显示：（1）3种林型土壤细菌Chao1和Shannon指数均极显著高于真菌,但仅真菌群落的Shannon指数差异显著,表现为BAA > ABB > AFF;（2）细菌群落优势门主要为变形杆菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门、绿弯菌门,相对丰度占比超过82%;真菌群落则为子囊菌门和担子菌门,占比超过85%,AFF担子菌门相对丰度最高而子囊菌门最低。（3） RDA分析显示,土壤pH和乔木物种多样性（Shannon指数）是影响微生物群落结构变化的主导因子;土壤养分元素对细菌群落影响不显著,真菌群落主要受TN、TP含量显著影响。总体上,林型间乔木层物种多样性、土壤酸碱度及其氮磷含量是导致微生物群落结构变化的关键因素。     

城市森林土壤微生物群落结构的季节变化

土壤微生物在森林生态系统中扮演重要的角色,是森林生态系统中物质循环的驱动因素,但目前对于城市森林土壤微生物群落的季节变化及其影响因素研究较少。因此,本研究以东莞城市森林为对象,采用高通量测序方法研究城市森林土壤微生物的季节变化规律及其影响因素。结果表明:土壤微生物群落结构和多样性有显著的季节变化,湿季土壤微生物总数量显著低于干季,但湿季土壤微生物Chao1指数和Shannon指数显著高于干季,湿季细菌和真菌的多样性和菌群结构更为丰富,其中细菌主要通过数量改变适应季节的变化,真菌主要通过数量以及物种组成的改变适应季节变化。土壤有效硼是细菌群落结构的主要影响因子,pH是真菌群落结构的主要影响因子,土壤中交换性钙和交换性镁亦是影响细菌和真菌群落的重要因子。     

不同种植年限香榧根际土壤微生物多样性

为探明不同种植年限对香榧根际土壤微生物群落特征的影响,采用高通量测序技术,分析种植5 a、10 a和15 a香榧根际土壤细菌、真菌的群落结构和多样性特征.结果表明: 在种植15 a的香榧土壤中细菌Chao1指数、ACE指数和Shannon指数显著降低,Simpson指数无显著变化.NMDS分析显示,种植年限对细菌群落结构变化有显著影响,而种植5 a和10 a香榧林地土壤具有相似的细菌群落.细菌相对丰度、多样性以及群落结构(基本上由变形菌、放线菌、酸杆菌和绿弯菌组成)的变化与有机质、C/N、全氮呈极显著相关.香榧根际土壤真菌Chao1指数和ACE指数随种植年限的增加显著降低,Shannon指数和Simpson指数在种植10 a香榧林地中较高.真菌NMDS分析显示,相同种植年限土壤真菌群落聚在一起,不同种植年限之间能明显分开.真菌优势菌群主要包括子囊菌门、担子菌门、接合菌门.有机质是影响真菌丰富度、多样性和群落结构变化的主要因子.综上,香榧根际土壤微生物群落随种植年限不同而发生明显变化,种植年限、C/N、土壤全氮和有机质含量是影响香榧根际土壤微生物群落结构的主要因子.     

云南松林次生演替阶段土壤细菌群落的变化

土壤细菌多样性是维持森林生态系统功能的关键因子,森林演替是影响其动态变化的重要因素。研究云南松林不同演替阶段土壤细菌群落结构及其多样性的变化规律,有助于深入理解森林生态系统恢复过程的驱动机制。本研究以云南省永仁县皆伐后形成的针叶林、针阔混交林和常绿阔叶林为对象,基于Illumina Hiseq高通量测序技术,分析森林演替过程中土壤细菌群落组成、结构、多样性及其影响因子的变化。结果表明: 土壤细菌的种群分类单元、Ace指数、Chao1指数和Shannon指数均随着演替进行呈减少趋势,演替早期阶段土壤的细菌总数、菌群丰富度及复杂程度最高。不同演替阶段细菌群落结构存在显著差异,其中,针阔混交林的差异最大,变形菌门和酸杆菌门为各演替序列共有的优势类群,放线菌门、绿弯菌门和Patescibacteria是演替早期的优势类群,且随着演替进行呈现减少趋势;变形菌门和WPS-2相对多度随演替进行呈增加趋势。土壤pH和乔木层物种丰富度是驱动次生演替过程中土壤细菌群落组成变化的关键因子。随着演替的进行,土壤细菌多样性减少,群落组成差异加大。     

不同季节冬水田紫色土细菌群落的垂直分布规律

【背景】土壤细菌对环境变化非常敏感,是土壤环境质量检测的重要指标。【目的】为研究不同季节冬水田紫色土细菌的垂直分布规律,揭示土壤细菌群落结构和物种多样性与土壤环境因子的相互关系。【方法】以冬水田紫色土为研究对象,分别于2020年8月(夏季)和2021年 1月(冬季)采集不同深度土壤样品,对土壤细菌16S rRNA基因进行Illumina MiSeq高通量测序,分析在不同季节细菌群落组成和多样性的垂直分布规律。【结果】冬水田紫色土细菌ACE指数、Chao1指数和Shannon指数均呈现出夏季高于冬季,并且随土层深度增加呈现降低的趋势。冬水田紫色土优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes),优势菌属为Desulfobacca、Haliangium、Anaeromyxobacter、Candidatus_Omnitrophus和Defluviicoccus。Chloroflexi和Actinobacteria在夏季相对丰度较高,Proteobacteria和Nitrospirae在冬季相对丰度较高;Anaeromyxobacter和Candidatus_Omnitrophus在夏季相对丰度较高,Desulfobacca、Haliangium和Defluviicoccus在冬季相对丰度较高。冗余分析(redundancy analysis,RDA)和环境因子热图分析结果均表明,总氮(total nitrogen,TN)、土壤有机质(soil organic matter,SOM)和土壤氧化还原电位(soil redox potential,Eh)是显著影响紫色水稻土细菌群落的主要因子。【结论】本研究丰富了对冬水田紫色水稻土细菌群落组成和多样性的认识,证实了不同季节冬水田紫色土细菌群落组成和多样性存在差异。     

入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性

[目的] 探明严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构。[方法] 采集长沙县黄花镇郭公渡5处严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤,应用Illumina高通量测序技术研究加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性。[结果] 加拿大一枝黄花根际土壤有机质含量显著高于非根际土壤,二者间含水量差异不显著。在微生物群落多样性和丰度上,根际土壤细菌的Shannon指数和Simpson指数均大于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均小于非根际土壤,而根际土壤真菌的Shannon指数和Simpson指数均小于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均大于非根际土壤。在门水平上,酸杆菌门Acidobacteriota和变形菌门Proteobacteria的细菌总相对丰度在根际和非根际土壤样品中占比分别为42.92%和34.23%。子囊菌门Ascomycota的真菌相对丰度在根际土壤和非根际土壤样品中占比分别为58.6%和57.3%。在属水平上,根际土壤细菌中太阳念珠菌属Candidatus Solibacter、Ellin6067、伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和慢生根瘤菌属Bradyrhizobium的相对丰度明显高于非根际土壤,而不动杆菌属Acinetobacter的相对丰度显著低于非根际土壤。根际土壤真菌中的小画线壳属Monographella、鬼笔属Phallus、被孢霉属Mortierella、镰刀菌属Fusarium、斜盖伞属Clitopilus的相对丰度均明显高于非根际土壤,而Sistotrema、unidentified_Ascomycota_sp、unidentified_Paraglomerales_sp、茶渍属Lecanora的相对丰度明显低于非根际土壤。[结论] 加拿大一枝黄花的入侵改变了根际微生物群落结构及组成,使之与非根际存在一定的差异,为加拿大一枝黄花成功入侵的机理研究提供理论支撑。     

模拟增温对青海湖鸟岛土壤微生物的影响

【背景】土壤微生物对其生存的微环境变化极为敏感,鸟岛作为湖滨湿地,对气候变化具有敏感性,但目前关于青海湖鸟岛的土壤微生物鲜有研究。【目的】探究气候变暖后青海湖鸟岛土壤微生物群落特征的变化。【方法】利用开顶箱模拟增温,通过高通量测序方法了解温度升高后土壤细菌及真菌的群落结构以及多样性的变化情况。【结果】温度的升高并未改变青海湖鸟岛土壤微生物的优势菌群,细菌优势菌群为变形菌门和酸杆菌门;真菌优势菌门为子囊菌门,优势菌纲为座囊菌纲。但增温改变了土壤微生物的群落结构,显著升高了拟杆菌门、蓝细菌门、Patescibacteria及球囊菌纲的相对丰度,显著降低了锤舌菌纲的相对丰度。土壤微生物群落的多样性指数也发生了变化,温度上升后微生物的ACE指数及Chao1指数均降低,细菌的Simpson指数及真菌的Shannon指数降低。【结论】青海湖鸟岛土壤微生物对温度升高的响应明显,增温改变了土壤细菌拟杆菌门、蓝细菌门、Patescibacteria的相对丰度及真菌的球囊菌纲、锤舌菌纲的相对丰度,降低了土壤微生物的多样性。     

山地河流潜流层大型无脊椎动物群落组成及分布

潜流层大型无脊椎动物是河流生态系统重要的组成部分.2013年8月(夏季)、12月(冬季)和2014年4月(春季),在黑水滩河上游河段,采用人工基质法调查潜流层大型无脊椎动物.结果表明: 3个季节共采集大型无脊椎动物27种,其中夏季22种、冬季和春季各16种,各季节水生昆虫种类所占比例均较高,分别为81.8%、75.0%和62.5%;夏季群落密度显著低于冬季和春季,春季最高;冬季群落生物量显著高于夏季和春季,夏季最低;3个季节群落的物种丰富度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数均没有显著性差异.空间分布上,大型无脊椎动物的密度和丰富度均随潜流层深度增加而呈现降低的趋势,大多数个体均分布在0～20 cm深度.群落以滤食者和收集者组成的集食者为绝对优势功能群.动物的相互作用、生活史策略和潜流层的理化条件影响着潜流层大型无脊椎动物的群落结构和时空分布.     

暖温带针阔叶林下土壤微生物区系群落特征及其动态研究

实施森林分类经营导致土壤微生物生态的变化,是保护区生态环境监测的任务之一。结合甘肃天水小陇山土壤微生物多年调研资料,在总结针叶林和阔叶林下微生物群落特征的基础上,比较了阔叶林转化为针叶林后土壤微生物的动态。结果表明:1暖温带阔叶林土壤微生物数量和分布特征的生态幅较小,针叶林较大;2针阔林下土壤微生物群落优势菌属相同,但针叶林的优势属葡萄球菌属(Staphylococcus)及稀有菌属头孢霉属(Cephalosporium)在阔叶林未出现,阔叶林常见属交链孢霉属(Alternaria)在针叶林未出现;3暖温带阔叶林土壤微生物多样性指数均大于针叶林,针、阔叶林下功能菌群类型且其数量排序基本一致;4阔叶林转变为针叶林后,对不同时期土壤微生物群落的数量、分布、种属组成、多样性和功能菌群等特征的全面分析认为,土壤微生物逐步适应了地上植被的变化,即微生物与环境关系的建立与地上植被类型的关系更密切。     

大兴安岭落叶松林不同演替阶段土壤细菌群落结构与功能潜势

采用土壤细菌16S rDNA高通量测序方法研究了大兴安岭汗马自然保护区落叶松林不同演替阶段的土壤细菌群落结构和功能.结果表明: 不同演替阶段落叶松林土壤细菌优势门为变形菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门、放线菌门、浮霉菌门和绿弯菌门,随着演替的进行,酸杆菌门相对丰度逐渐增加,绿弯菌门相对丰度逐渐减少,优势门相对丰度在不同演替阶段不同.细菌群落α多样性在不同演替阶段间无显著差异,但其群落结构分别在落叶松幼龄林与中龄林、幼龄林与过熟林、近熟林与成熟林之间存在显著差异.土壤氧化还原电位、土壤pH和有效磷是影响细菌群落结构的主要环境因素,其中土壤氧化还原电位对微生物群落结构影响最大.随着演替的进行,细菌参与的固氮作用、反硝化作用、氨氧化作用、木质素降解作用呈逐渐减弱的趋势,硫酸盐异化还原作用呈先降后升的趋势,碳固定作用呈先升后降的趋势,碱性磷酸酶没有明显的变化规律,影响土壤功能的主要因素有土壤有效磷和氧化还原电位等.     

毛竹入侵马尾松林的土壤菌群多样性变化

为揭示毛竹入侵邻域林分过程中对土壤细菌群落多样性变化的影响,以马尾松林为研究对象,采集纯毛竹林、竹针混交林和常绿针叶(马尾松)混交林3类样地的混合土样,基于高通量测序技术分析土壤细菌群落多样性和结构变化.结果表明: 研究期间共得到细菌类群39门88纲134目160科511属;在门的分类水平上,与竹针混交林、常绿针叶混交林相比,纯毛竹林酸杆菌门所占比例显著较低,而放线菌门、拟杆菌门、TM7和衣原体门所占比例较高;在属的分类水平上,相对于纯毛竹林,竹针混交林和常绿针叶混交林均有多属表现出所占比例显著上升或下降,单独出现在竹针混交林或常绿针叶混交林且所占比例在0.005%～0.1%的非优势属有130属;α多样性指数均表现为常绿针叶混交林>竹针混交林>纯竹林,且纯竹林与两者均有显著差异,而常绿针叶混交林和竹针混交林之间差异不显著.PCoA分析表明,毛竹入侵对土壤细菌的种群多样性和群落结构产生了影响;所占比例小于0.1%的非优势菌群门分类水平的百分比特征与土壤环境梯度(水溶性有机氮和硝态氮)之间有显著相关性,两者对毛竹入侵马尾松林后土壤细菌群落的非优势种群影响巨大,具有重要的参考价值.     

内蒙古大青山灌木铁线莲根围丛枝菌根真菌群落季节动态研究

采用Illumina MiSeq测序技术研究了内蒙古大青山干旱阳坡灌木铁线莲(Clematis fruticosa)根围丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落的季节动态,并利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)和Mantel test分析了土壤和植被因子与AMF之间的关系,为进一步探索灌木铁线莲-AMF共生体对不同季节环境变化的响应提供理论依据。结果表明:(1)灌木铁线莲根围AMF孢子密度不存在显著的季节性差异,根系侵染率和丛枝丰度从春季至秋季呈下降趋势。(2)3个季节共检测出163个AMF OTUs(operational taxonomic units),春季、夏季、秋季分别为116OTUs、76OTUs和70OTUs。(3)夏季和秋季的AMF丰富度(实测OTUs数和Chao1指数)以及多样性(Shannon-Wiener指数和Invsimpson指数)显著低于春季,但夏、秋季间无显著异。(4)主成分分析和PERMANOVA分析表明,夏季和秋季的AMF群落组成与春季存在显著差异,而AMF群落组成在夏季与秋季间差异不显著。(5)RDA分析表明,采样季节、植被盖度、植物多样性、土壤含水量和土壤有机质对AMF ShannonWiener指数、Invsimpson指数、Chao1指数和实测OTUs数均产生显著影响;Mantel test分析发现,采样季节是影响AMF群落组成和菌根侵染率的主导因子,但对孢子密度无显著影响,而土壤有机质是影响孢子密度的主导因子。     

南岭典型植被土壤真菌群落结构与影响因素

南岭是世界生物多样性关键地区之一。土壤真菌多样性是生态系统的重要构成与系统健康稳定的重要指标。本研究采集南岭典型植被类型土壤样本,基于Illumina Novaseq测序平台分析土壤真菌群落结构,结合土壤理化性质和环境因子探讨不同植被类型下真菌群落组成的差异性和影响因子。结果显示,相对丰度最高的真菌门为担子菌门Basidiomycota,相对丰度从高海拔到低海拔变化介于28.54%-59.93%,在沟谷常绿阔叶林中比例较高,呈现出随着海拔的升高逐渐降低的变化格局;子囊菌门Ascomycota次之,相对丰度为19.52%-56.98%,随着海拔的上升呈现出先降低后升高的变化趋势;被孢霉门Mortierellomycota,相对丰度为1.03%-25.72%,随着海拔的上升,表现出先升后降又升的N型变化模式。不同真菌目在各植被类型土壤中的丰度不同,红菇目Russulales在沟谷常绿阔叶林和山地常绿阔叶林土壤中较为丰富;蘑菇目Agaricales在针阔混交林和高山草地土壤中较为丰富;被孢霉目Mortierellales在低海拔的山地常绿阔叶林和高海拔的山顶矮林土壤中较为丰富。土壤pH、全钾、有效钾、有机物、全氮、铵态氮和全磷为影响南岭土壤真菌群落结构的主要因素。     

不同干扰强度下江西武夷山河岸带阔叶林群落的结构与数量特征

为揭示中亚热带典型河岸带阔叶林群落的结构特征、数量特征和干扰强度的耦合关系,根据干扰强度的不同,在江西武夷山保护区内选取3条主要水系进行阔叶林群落调查,共统计到河岸带维管束植物93科174属304种,分别占保护区维管束植物总数的41.5%、18.0%、11.9%。物种组成以壳斗科（6属22种）、山茶科（7属22种）、樟科（6属16种）、蔷薇科（8属16种）为主。不同干扰强度下的河岸带植被群落相似性Jaccard系数均在0.2-0.3之间,各群落优势种完全不同,且存在特有分布的物种,但群落乔木层优势种优势度（重要值）差异不显著（P〉0.05）。不同干扰强度下,物种数量、群落Jaccard系数、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数总体上为：轻微干扰〉中等干扰〉无干扰;而乔木的平均高度和平均胸径却为：无干扰〉中等干扰〉轻微干扰。研究结果表明,江西武夷山河岸带阔叶林以常绿阔叶树种为主,但不同干扰梯度下群落的结构和数量特征差异性较大。     

神农架国家公园林线过渡带土壤真菌多样性

林线过渡带是陆地生态系统对气候变化响应的敏感区域,研究林线过渡带土壤真菌的群落结构和形成机制,对于预测气候变化对土壤养分循环和维持陆地生态系统功能的影响具有重要意义。利用Illumina高通量测序技术分析了神农架国家公园林线上下的灌木林和针叶林的土壤真菌群落结构和多样性。结果表明,在真菌物种组成上,两种植被类型的土壤优势菌门、属和种类不同,针叶林和灌木林的优势菌门分别是担子菌门(Basidiomycota)和接合菌门(Zygomycota)。除趋势对应分析(DCA)和不相似性检验(Dissimilarity test)表明两种林型的土壤真菌群落结构组成存在显著差异,且针叶林土壤真菌Shannon指数、Chao值和Richness指数均显著(P0.05)高于灌木林。典范对应分析(CCA)和Mantel检验显示土壤真菌群落结构与土壤p H、植物多样性、土壤温度和土壤湿度存在显著相关性。因此,林线过渡带上下的土壤真菌群落结构和多样性存在显著差异,土壤p H、植物多样性、土壤湿度和土壤温度可能是影响土壤真菌群落结构的重要因素。     

大兴安岭棕色针叶林土壤的真菌多样性

为探究大兴安岭棕色针叶林土壤的真菌群落分布特征及其与土壤环境因子间的关系,采用高通量测序技术对大兴安岭呼中自然保护区兴安落叶松林的表浅棕色针叶林土、生草棕色针叶林土和典型棕色针叶林土的土壤真菌群落结构和多样性进行分析,运用R语言、SPSS 17.0等软件对土壤真菌群落与土壤环境因子间进行冗余分析和相关性分析.结果表明: 3个亚类的棕色针叶林土壤的理化性质间存在显著性差异.测序共获得6门23纲46目74科88属111种的土壤真菌,其中,子囊菌门、担子菌门为优势菌门;门分类水平上各样地菌群的相对丰度存在显著性差异.土壤真菌Ace和Chao1多样性指数在各亚类土壤间无显著性差异, 浅棕色针叶林土壤样地的Shannon和Simpson指数与其他样地存在显著差异.典型关联分析和相关性分析发现,土壤真菌的α和β多样性与土壤含水率、pH值、有机质、全氮、全钾等显著相关.说明土壤环境因子是影响大兴安岭兴安落叶松棕色针叶林土壤真菌多样性的重要因素.