丹参红叶病发生的微生态机制

通过对丹参红叶病株与健康株根区土养分含量及根区土和根表土中的微生物区系比较,探索丹参红叶病发生的微生态机制.结果表明:丹参红叶病株叶片中N、P、K、Mn含量均显著低于健康株(P＜0.05);根区土中速效P与健康株根区土无显著差异,速效N、K含量均显著高于健康株根区土(P＜0.05),表明丹参红叶病害发生与P缺乏有关,但植株缺磷不是由于土壤供磷不足所致.丹参红叶病株根区土细菌数量较健康株减少41.3％,真菌和放线菌数量分别较健康株增加156.6％和189.5％,差异均达显著水平(P＜0.05);丹参红叶病株根表土细菌、真菌和放线菌数量变化趋势与根区土—致.在丹参红叶病株根区、根表土壤中,6种优势真菌、4种优势放线菌及2种优势细菌可能为有害微生物.优势真菌为腐皮镰刀菌、露湿漆斑菌、三线镰刀菌、焦曲霉、尖孢镰刀菌及座囊菌;优势放线菌为砖红链霉菌、威威达湖伦茨氏菌、马铃薯疮痂病原链霉菌及山丘链霉菌;优势细菌为阿氏芽孢杆菌及水生细菌.这些优势微生物可能通过影响根系生长及根系对土壤养分吸收引起丹参出现缺磷现象.表明丹参红叶病的发生与丹参根区土和根表土中微生物区系异常密切相关.     

呼伦贝尔典型退化草原土壤理化与微生物性状

以内蒙古克鲁伦河流域呼伦贝尔典型草原为对象,设置了轻度、中度和重度退化3种类型样地,研究不同程度退化草原的物种组成、地上生物量、土壤理化性状、土壤微生物数量和酶活性,以及微生物生物量的变化.结果表明: 中度退化样地的群落物种丰富度最大,轻度退化样地的地上生物量显著高于重度退化样地.退化样地的土壤水分、养分(有机质、全氮),微生物量碳、氮,以及微生物数量和酶活性显著下降,土壤容重显著增加.退化样地的土壤微生物生物量碳、氮在128～185和5.6～13.6 g·kg^-1,土壤脱氢酶和脲酶活性均与土壤容重呈显著负相关,与土壤全氮、有机质、微生物数量以及微生物生物量碳、氮呈显著正相关,地上生物量与土壤细菌和真菌数量呈不同程度的正相关.     

厌氧铁氧化菌研究进展

厌氧铁氧化菌(AFOM)是微生物学、地质学和环境学领域的重大发现.研究AFOM对于认识铁地质层形成,促进铁、氮、碳等元素的地球生物化学循环,丰富微生物学内容,开发厌氧铁氧化工艺,以及探索原始地球环境和外星生命现象,均有重要意义.本文综述了AFOM的研究进展,介绍了AFOM的存在生境,探讨了AFOM的物种多样性及其营养特性和代谢特性,阐述了AFOM在地质学、微生物学和环境学领域的潜在作用,并展望了AFOM在新物种发掘、代谢机理揭示以及开发应用等方面的研究方向.     

厌氧铁氧化菌研究进展

厌氧铁氧化菌(AFOM)是微生物学、地质学和环境学领域的重大发现.研究AFOM对于认识铁地质层形成,促进铁、氮、碳等元素的地球生物化学循环,丰富微生物学内容,开发厌氧铁氧化工艺,以及探索原始地球环境和外星生命现象,均有重要意义.本文综述了AFOM的研究进展,介绍了AFOM的存在生境,探讨了AFOM的物种多样性及其营养特性和代谢特性,阐述了AFOM在地质学、微生物学和环境学领域的潜在作用,并展望了AFOM在新物种发掘、代谢机理揭示以及开发应用等方面的研究方向.     

白蚁-共生微生物系统降解木质纤维素研究进展

开发利用木质纤维素材料能显著增加地球上可再生资源的储备量。白蚁分布广泛,常见于热带和亚热带地区,它们借助细菌、古细菌、真菌等肠道微生物和原生动物协同降解食物中的木质纤维素,在生态系统的碳、氮循环中发挥着十分重要的作用。本文概括了近年来白蚁肠道微生物研究的进展,特别是近年来已被证明的肠道微生物在木质纤维素降解方面的作用,以期为后续研究木质纤维素的降解提供参考信息。     

海洋浮游古菌MGII的研究进展

海洋浮游古菌MGⅡ是海洋表层水体中最丰富的古菌类群。自1992年被发现以来,如今依然没有被成功分离纯化。前人基于16S rRNA基因的研究认为MGⅡ可以被分为MGⅡa、MGⅡb和MGⅡc三个亚类。近年来,对大量的宏基因组测序数据的分析表明,MGⅡ在分类学上属于广古菌门热源体纲下的一个目,包含MGⅡa和MGⅡb两个科。以前通过16S rRNA基因高通量测序结果得出的少量MGⅡc,在宏基因组测序的数据中并没有找到,因此最近两年的研究认为MGⅡ主要由MGⅡa和MGⅡb组成。本文综述了海洋浮游古菌MGⅡ的丰度和多样性分布特征、潜在的生态功能、生态关系以及培养等方面的研究进展,比较了MGⅡa和MGⅡb的异同点,并对当前的研究热点和趋势进行了讨论和展望。     

Real‐time mid‐infrared imaging of living microorganisms

The speed and efficiency of quantum cascade laser‐based mid‐infrared microspectroscopy are demonstrated using two different model organisms as examples. For the slowly moving Amoeba proteus, a quantum cascade laser is tuned over the wavelength range of 7.6 µm to 8.6 µm (wavenumbers 1320 cm^–1 and 1160 cm^–1, respectively). The recording of a hyperspectral image takes 11.3 s whereby an average signal‐to‐noise ratio of 29 is achieved. The limits of time resolution are tested by imaging the fast moving Caenorhabditis elegans at a discrete wavenumber of 1265 cm^–1. Mid‐infrared imaging is performed with the 640 × 480 pixel video graphics array (VGA) standard and at a full‐frame time resolution of 0.02 s (i.e. well above the most common frame rate standards). An average signal‐to‐noise ratio of 16 is obtained. To the best of our knowledge, these findings constitute the first mid‐infrared imaging of living organisms at VGA standard and video frame rate.

     

丛枝菌根真菌参与下植物-土壤系统的养分交流及调控

近几年随着有机农业的发展,丛枝菌根的作用受到特别关注。丛枝菌根是由植物根系与丛枝菌根真菌(AMF)形成的一种共生体。在植物-AMF-土壤系统中,AMF为植物提供N、P等营养的同时从根系得到所需的C。概述了植物-AMF-土壤系统中C、N、P等营养物质的交流以及AMF与土壤微生物的互作关系。丛枝菌根的形成可显著提高植物对P的吸收,且在高P条件下多余的P可储存于AMF中。AMF对土壤N循环的影响相当复杂,可能参与调控N循环的多个过程,如硝化作用、反硝化作用和氨氧化作用等。在有机质丰富的土壤中AMF菌丝可快速扩增并吸收其中的N,主要供菌丝自身所需,只有一小部分传递给植物。AMF对土壤C库的影响尚存争议,可能存在时间尺度的差异。短期内可活化土壤C,而在长期尺度上可能有利于土壤C的储存。AMF能够通过改变土壤微生物群落结构而影响植物-土壤体系的物质交流。AMF与解磷菌、根瘤菌和放线菌的协同增效作用可促进土壤有机质的降解或增强其固氮能力;AMF对氨氧化菌的抑制作用可降低氨的氧化减少N2O的释放。AMF与外生共生真菌EMF共存时,表现出协同增效作用,但EMF的优先定殖会限制AMF的侵染。AMF不同类群之间则主要表现为竞争和拮抗关系。AMF与土壤微生物之间的互作关系受土壤无机环境的影响,在养分亏缺条件下微生物之间往往表现为竞争关系。因植物、AMF与土壤微生物之间存在复杂的互作关系,为此AMF并不总是表现出其对植物营养的促进作用。目前关于AMF的作用机理仍以假说为主,需要进一步的实验验证。在植物-AMF-土壤系统中N与C的交流和P与C的交流并未表现出一致性,对N、P循环相互关系的进一步探讨有助于深入理解植物-土壤体系中的养分循环。植物、AMF和土壤微生物的养分来源及其对养分的相对需求强度和吸收效率尚未可知,因此无法深入理解AMF在植物-土壤体系中养分交流和转化的作用。在方法上,传统的土壤学方法在养分动态研究中存在局限性,现代分子生物学手段和化学计量学的结合值得尝试。     

Prototheca paracutis sp. nov., a novel oleaginous achlorophyllous microalga isolated from a mangrove forest

Two strains of yeast-like achlorophyllous alga belonging to the genus Prototheca were isolated from the water and soil, respectively, from a mangrove forest in Thailand. Cultures of both strains were achlorophyllous when grown under light and dark conditions, and they reproduced by release of sporangiospores. Phylogenetic analyses, based on the D1/D2 region of the large subunit ribosomal RNA gene and the small subunit ribosomal RNA gene nucleotide sequences, revealed these two strains were closely related to Prototheca cutis. The strains grew well at 25 °C, weakly or slowly at 30 °C, but not at 35 °C and higher, and were found to be susceptible to 50 μg/disk clotrimazole, as determined by the disk diffusion test. They assimilated a limited number of carbon/nitrogen compounds; glucose, galactose, trehalose, ethanol, glycerol, propylene glycol, lactic acid, fructose and mannose as sole sources of carbon, and ammonium, lysine and cadaverine as sole sources of nitrogen. The two strains are clearly distinguished from P. cutis by the abilities to assimilate polypropylene glycol and the inability to grow at 35 °C and higher. In this study, the ninth member of the genus Prototheca, Prototheca paracutis sp. nov. (ex-type strain YMTW3-1^T = JCM 32112^T = TBRC8745^T), is proposed. The MycoBank number is MB 821626. In addition, P. paracutis sp. nov. was observed to accumulate lipid at up to 21% of the cell dry weight, characterizing it as an oleaginous microorganism.     

农田景观格局对害虫天敌生态控害功能的调控作用

如何提升农田景观的生态服务功能是当前景观生态学和害虫防治学的前沿研究热点.基于区域农田景观格局可显著调节植物-植食性昆虫-天敌之间相互关系的理论基础,本文系统概括总结了农田景观格局及其变化对农田重要天敌多样性与生态控害功能的影响.从不同天敌类群的角度,分析了农田景观格局对捕食性天敌、寄生性天敌、有益微生物及其生态控害功能的调控作用.同时,对优化农田景观作物布局、采取合理的植被生境管理策略进行了展望.本文可为应用植被生境管理提升农田景观中天敌的生态系统服务功能提供参考,进一步促进区域生态农业响应"化学农药减量施用"的战略目标提供理论支撑.