EM复合菌对新疆色素辣椒生长及根际细菌群落的影响

【背景】Effective microorganisms （EM）复合菌在我国农业种植上的应用越来越广泛,但对色素辣椒的促生作用与根际细菌群落结构的影响未见报道。【目的】评估EM复合菌对新疆色素辣椒的促生长作用,并分析其对色素辣椒根际细菌群落组成的影响。【方法】通过随水灌溉方式将EM复合菌接种到色素辣椒根部,在收获期测定辣椒生长指标、土壤养分和酶活活性,明确EM复合菌对辣椒生长和土壤质量的影响;利用16S rRNA基因高通量测序技术测定EM复合菌对辣椒根系细菌群落组成和结构的影响。【结果】与对照组相比,EM复合菌的施用使辣椒株高、鲜重、单个果重和单株结果数分别提高23.89%、85.41%、42.31%和46.04%;土壤中碱解氮和速效磷含量分别提高5.83%和13.39%,土壤中脲酶、蔗糖酶和过氧化物酶的活性分别提高11.47%、9.42%和21.43%;施用EM复合菌显著改变辣椒根际微生物群落的α多样性和β多样性,提高有益菌群变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度,其中变形菌门黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）的相对丰度增加119.32%;在属的水平上,施用EM复合菌显著增加了藤黄色杆菌属（Luteitalea）、藤黄单胞菌属（Luteimonas）、鞘脂单胞菌属（Sphingobacterium）和盐单胞菌属（Halomonas）的相对丰度,尤其是藤黄单胞菌属的丰度提高244.17%,同时显著降低黄杆菌属（Flavobacterium）的相对丰度。此外,与土壤理化指标呈正相关的微生物菌群相对丰度也显著升高。【结论】EM复合菌能够通过提高土壤营养成分与酶活活性,调控根系微生物群落结构,富集大量在盐碱地生存能力较强的有益菌群,进而起到促进色素辣椒生长的功效。     

不同生境银柴胡根内生菌群落特征及其与药材主要有效成分、产量的相关性分析

【背景】银柴胡（Stellaria dichotoma var.lanceolata）具有重要的临床药用价值,其总甾醇和总黄酮含量是评价药材的关键。【目的】探究药用植物银柴胡在不同生境下根内生菌群落特征及其与药材主要成分、产量之间的关系。【方法】采用高通量测序技术和药材常规测定方法,分析了风沙土（semi-fixed aeolian sandy soil,SFA）生境、石砾质土（lithosol,LI）生境和黄绵土（loessal,LO）生境银柴胡根内生菌群落特征及其与药材性状响应关系。【结果】各生境银柴胡内生优势细菌门为放线菌门（Actinobacteriota）和变形菌门（Proteobacteria）,优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,而内生优势菌属因生境不同各不相同;银柴胡药材主要有效成分总甾醇和总黄酮含量在LI生境中较高,而单株干重和干鲜比在SFA生境中较高。Spearman相关性分析表明,与银柴胡药材有效成分及产量显著正相关的内生菌相对较多。综合比较,内生细菌如metagenome_g__norank_f__67-14和内生真菌如unclassified_p__Ascomycota等更为显著。【结论】与银柴胡药材关键活性成分相关的内生菌群落在种类鉴定和提取、菌种培养和次生代谢物分析等方面具有广阔的研究价值。本研究为银柴胡道地产区药材高质量产业发展提供理论参考。     

米槁根际土壤真菌多样性及其与果实药用活性成分含量的相关性分析

为了解不同产地米槁Cinnamomum migao根际土壤真菌多样性及其差异,探讨米槁活性成分、土壤理化因子与其土壤真菌群落的联系。本文采用高通量测序技术对云南、贵州及广西的9个产点米槁根际土壤真菌群落组成和结构进行分析,测定不同产地米槁的主要活性成分及土壤理化因子,同时对米槁活性成分及其与土壤理化因子和根际土壤真菌种群多样性进行相关性分析。结果表明,米槁根际土壤真菌物种可归入8门、30纲、89目、200科、440属,优势类群为一未能分类的属,相对丰度为18.76%,其次为被孢霉属Mortierella（16.37%）等;不同产地米槁根际土壤真菌群落组成存在差异,最高多样性指数出现在贵州罗甸,随后依次为贵州望谟、广西乐业、广西天峨、贵州册亨、贵州荔波、云南富宁、云南那坡、贵州贞丰;总体而言,广西乐业、贵州望谟和广西天峨3地米槁果实样本活性成分1,8-桉叶素（1,8-cineole）、香桧烯（sabinene）、柠檬烯（limonene）和α-松油醇（α-terpineo）的含量均高于其他样本;冗余分析（redundancy analysis,RDA）结果表明,部分真菌类群与米槁药用活性成分呈正相关。     

婴儿与母亲皮肤细菌群落结构的比较分析

为探索母婴皮肤细菌群落特征,本研究对8对母婴7个不同皮肤部位的细菌群落进行焦磷酸测序分析。结果显示,皮肤细菌主要属于放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。总体而言,母婴皮肤细菌群落的组成相似,但丰度存在差异。母亲皮肤表面的丙酸杆菌属(Propionibacterium)丰度显著高于婴儿(P<0.05)。在婴儿皮肤表面,链球菌属(Streptococcus)和葡萄球菌属(Staphylococcus)最丰富;剖宫产出生的婴儿额头表面葡萄球菌属的丰度显著高于自然分娩出生的婴儿(P<0.05)。婴儿皮肤表面特有的常驻菌属包括孪生球菌属(Gemella)、普雷沃菌属(Prevotella)、罗思菌属(Rothia)和韦荣球菌属(Veillonella)与成人常见的口腔细菌一致,表明母亲的口腔细菌对婴儿早期皮肤微生态有一定的塑造作用。婴儿皮肤表面的细菌种类与自己母亲相近,各细菌的含量则与其他婴儿相近。母亲皮脂溢出部位(额头和背部)的细菌多样性较其他部位低,且皮肤潮湿、干燥、脂溢部位之间细菌群落差异较大;而婴儿背部细菌群落与肘窝相似,额头与手背相似。     

浙江镜湖湿地3种菌根植物根部真菌群落多样性及对金属元素富集能力的研究

城市湿地（urban wetland）植物多样性水平高,并具有积极的净化和美化环境的作用。本研究以浙江绍兴镜湖城市湿地公园为研究样地,通过ICP-AES检测了人工园区和次生林土壤中几种金属元素（Al、Cr、Cu、K和Zn）的含量,比较不同类型的菌根植物——黑麦草（Lolium perenne L.）（AM）、六月霜（Monochasma sauatieri Franch）（AM）和乌饭树（Vaccinium bracteatum Thunb）（ERM）对金属元素的富集作用。通过高通量测序分析各宿主植物根部真菌群落的组成和结构,比较其对宿主植物金属富集能力的影响。结果表明：（1）人工园区土壤中5种金属元素的含量均显著高于次生林下的土壤;（2）乌饭树对Al的富集能力较强,黑麦草和六月霜富集Cr能力都较强;（3）3种植物根部真菌主要来自Ascomycota,而乌饭树根部Basidiomycota也是优势真菌,AM真菌在黑麦草和六月霜根部真菌群落结构中较少,而公认的ERM真菌Helotiales和Sebacinales在乌饭树根部真菌群落中的比例较高,且与所测金属元素无显著相关性。绍兴镜湖城市湿地公园次生林土壤环境保持良好。     

滇东南地区的蚂蚁物种多样性

为了全面揭示云南蚂蚁多样性规律,采用样地调查法研究了滇东南地区的蚂蚁物种多样性。结果表明:在滇东南地区5个垂直带共采获蚂蚁7亚科57属202种;各样地蚂蚁群落主要指标为:物种数目6～49种(平均24种),个体密度0.7～5 943.6头/m~2(平均560.5头/m~2),多样性指数0.1693～2.6382(平均1.6574),均匀度指数0.0771～0.8022(平均0.5468),优势度指数0.0012～0.9031(平均0.2733);蚂蚁群落间相似性系数0.0333～0.3810,处于极不相似至中等不相似水平。结论认为,滇东南地区栖息着丰富的蚂蚁种类,在生态系统功能和生物多样性保护中具有重要价值。垂直带上蚂蚁物种的丰富度和多样性主要受气温制约,具体表现为纬度和海拔对蚂蚁群落的影响。该地区蚂蚁群落主要指标普遍表现出多域效应现象,除了地形和森林结构因素外,主要受到人类干扰影响,应当结合天然林保护工程对该地区蚂蚁群落加以保护,以便充分发挥其生态功能。     

上海青草沙水库浮游植物群落结构的研究

本研究在2014～2015年每月对青草沙水库进行浮游植物采样调查,研究了浮游植物群落结构特征及变化趋势。共鉴定出7门255种,其中2014年6门131种,2015年7门216种。2014年和2015年浮游植物的种类变化较大,但两年绿藻门种类数全年均占据优势。2014年和2015年浮游植物年平均生物密度分别为(484.91±317.51)×10~4 cell/L和(1 545.50±637.09)×10~4 cell/L。2014年和2015年平均生物量分别为(0.895 1±0.603 0) mg/L和(4.683 7±5.117 5) mg/L。两年内月份间生物密度和生物量差异均极显著(p0.01),但2015年浮游植物生物密度和生物量各月份间的差异不如2014年显著。水库河流区浮游植物生物密度最低,但河流区、过渡区和湖泊区之间均无显著性差异(p0.05)。RDA冗余分析显示浮游植物生物密度与水温、总氮等有正相关关系。     

芽胞杆菌浸种对水稻内生细菌群落结构的影响

水稻内生细菌群落是反映植株内环境是否健康稳定的重要生物学指标,芽胞杆菌是防治水稻病害的重要生防微生物。为揭示芽胞杆菌浸种处理对水稻内生细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq测序的方法对水稻内生细菌的16S rRNA基因进行测序,剖析了芽胞杆菌浸种处理对不同水稻组织内生细菌的微生态调控作用。结果表明,3种芽胞杆菌浸种处理可以提高水稻根和茎部内生细菌群落的丰富度和均匀度,降低叶部内生细菌群落的丰富度和均匀度,显著增加根部内生细菌群落多样性。变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是水稻根部和茎部共有优势菌门,厚壁菌门和芽胞杆菌属(Bacillus)是叶部共有优势菌门和属。芽胞杆菌浸种处理显著提高了叶部内生厚壁菌门和芽胞杆菌属的相对丰度,增加了根系和茎部组织内生细菌的分类单元OTU(Operational Taxonomic Units)数量,对叶部组织影响不明显;降低了茎部和叶部中参与各种代谢通路的内生细菌丰度,显著增加了根部参与代谢通路的内生细菌丰度。因此,3种芽胞杆菌浸种处理可以显著改变水稻根部、茎部和叶部内生细菌群落结构,改善水稻生长的微生态环境。     

干旱荒漠区植物生态位对水盐的响应

全球气候变化对生态系统功能的影响决定着种群地位和群落演替,由于干旱区的特殊性成为研究生物响应环境变化的热点地区。为探索艾比湖流域荒漠区植物生态位对土壤水盐梯度的响应,在研究水、盐含量和植物生态位特征的基础上,应用变系数模型,分析了土壤水盐梯度下的群落组成和生态位响应趋势。结果显示:(1)随土壤水盐梯度的降低,艾比湖流域群落的物种组成呈倒"V"型分布,说明土壤水盐交互作用影响着植被分布和群落类型。(2)高水盐环境下,胡杨(Populus euphratica)、琵琶柴(Reaumuria soongorica)和梭梭(Haloxylon ammodendron)等生态位宽度值(B_i)较大,柽柳(Tamarix ramosissima)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和甘草(Glycyrrhiza uralensis)等B_i较小;中水盐环境下,白刺(Nitraria schoberi)和琵琶柴的B_i较大,铃铛刺(Halimodendron halodendron)、甘草和盐节木(Halocnemum strobilaceum)的B_i较小;低水盐环境下,梭梭、花花柴(Karelinia caspica)和琵琶柴等B_i较大,盐节木的B_i较小;说明土壤水盐环境和物种生态学特性是影响B_i的重要因素。(3)物种水平上,B_i较大的种群与其他物种的生态位重叠(O_(ij))一般较大,但B_i较小的物种间的O_(ij)不一定小(例如:高水盐土壤环境下柽柳和骆驼刺的O_(ij)为1);群落水平上,B_i与O_(ij)具有一定的正相关性;说明由于资源纬度的相似性增大了低B_i物种间的O_(ij),并且B_i和O_(ij)由物种向群落尺度转换时,两者之间的关系存在冗余。(4)土壤水盐梯度与群落生态幅呈现一种非线性相关特征,高水盐格局对群落B_i有一定的促进效应,而低水盐模式对B_i具有一定的限制作用,表明土壤水盐的协同效应影响着物种在群落的地位,并在一定程度上决定了群落向正负两极演替的方向。     

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。