高山森林土壤微生物群落结构和功能对模拟增温的响应

将高山森林土壤装入PVC管中(土壤有机层在上、矿质土壤层在下)培养10周,以高山森林土壤年均温为对照,采用室内人工气候箱分别模拟增温2和4 ℃,研究土壤微生物群落和土壤酶活性对温度升高的响应.结果表明: 温度升高显著降低了土壤有机层中细菌、矿质土壤层中革兰氏阴性菌(G^-)PLFAs含量,但对土壤真菌无显著影响.温度升高引起革兰氏阳性菌和阴性菌比值(G⁺/G^-)升高,改变了微生物群落结构.增温对漆酶、β-葡萄糖酶、酸性磷酸酶和N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性没有显著影响.土壤微生物群落之间呈现出协同增长的趋势,真菌、细菌、G⁺、G^-等微生物群落之间均呈显著正相关.土壤有机层中β-葡萄糖苷酶与土壤微生物群落对碳源利用的竞争,导致β-葡萄糖苷酶活性与土壤有机层细菌、真菌、G⁺呈显著负相关.高山森林不同土壤微生物类群对增温的响应不同,细菌比真菌对温度的响应更敏感,真菌对增温有一定的耐受能力.     

外源氮素添加对森林土壤氨基糖转化的影响

采用室内模拟培养法研究了不同数量氮素添加条件下森林土壤中3种微生物来源的氨基糖含量的动态变化,并且利用氨基葡萄糖和胞壁酸的比值分析了氮素添加条件下土壤真菌和细菌对土壤氮素转化和积累的相对贡献。结果表明:土壤中氨基糖含量的动态变化与土壤中的养分状况密切相关;当向土壤中添加氮源时,微生物会利用外加氮源合成自身的细胞壁物质,并且高氮处理胞壁酸含量高于低氮处理,而高氮处理氨基葡萄糖含量则低于低氮处理,说明随施氮量的增加更有利于以胞壁酸为代表的细菌残留物在土壤中的积累,不利于以氨基葡萄糖为代表的真菌残留物的积累,氨基半乳糖对氮素添加的响应较小;当土壤中养分缺乏时,氨基糖能够发生不同程度的分解;添加氮源条件下,真菌和细菌来源氨基糖的比值发生变化,细菌对土壤氮素转化的贡献大于真菌,并且高氮处理细菌的贡献更大。本研究表明,氮素添加改变了以氨基糖为代表的土壤氮素的微生物转化过程。     

配施磷细菌肥对复垦土壤细菌多样性及磷有效性的影响

为了解磷细菌肥对复垦土壤微生物群落结构变化特征和磷有效性的影响,本研究以连续配施磷细菌肥5年的定位试验为背景,利用16S rDNA基因序列测序方法对土壤细菌群落多样性进行分析,探讨土壤细菌群落与土壤Olsen-P、碱性磷酸酶的关系.试验共设对照、单施化肥、有机肥、有机肥化肥、化肥磷细菌肥、有机肥磷细菌肥和有机肥化肥磷细菌肥7个处理.结果表明: 复垦土壤中放线菌门和变形菌门菌群的相对丰度最大,分别为21.6％～32.2％和13.8％～28.9％.有机肥化肥磷细菌肥处理的OTU数和Chao1指数分别为809和26190,均属最高.磷细菌肥处理能提高土壤中放线菌门和变形菌门菌群的相对丰度,降低土壤中酸杆菌门、热袍菌门和硝化螺旋菌门菌群的相对丰度,对诺卡氏菌属、屈挠杆菌属有一定的促进作用.有机肥化肥磷细菌肥处理能够提高复垦土壤Olsen-P及碱性磷酸酶活性.复垦土壤变形菌门与Olsen-P、碱性磷酸酶的相关系数最高(0.900、0.955),在一定程度上可以作为土壤磷有效性的灵敏性指标.     

不同作物轮作对连作高粱生长及其根际土壤环境的影响

以高粱连作5年为对照(CK),研究了高粱连作3年轮作苜蓿(T₁)和葱(T₂),对下茬高粱生长、根际土壤微生物及土壤酶活性的影响.结果表明:与CK相比,轮作改善了高粱地上部的生长;T₁增产16.5%,效果明显.轮作也促进了高粱根系的生长,T₁和T₂处理的高粱总根长是CK的1.3和1.4倍,根总表面积是CK的1.6和1.5倍,根体积是CK的2.2和1.6倍,根系生物量是CK的2.0和1.3倍,T₁促进了根系在10 cm以下土层中的分布.借助Biolog法对穗花期根际土壤微生物群落功能多样性分析表明,T₁和T₂处理根际土壤微生物活性显著高于CK,且Shannon多样性指数分别是CK的1.2和1.1倍;轮作提高了根际土壤蔗糖酶活性.综上,轮作苜蓿比轮作葱更能改善高粱根际土壤环境,提高土壤微生物活性和酶活性,控制高粱连作障碍,提高高粱产量.     

南亚热带红椎和格木人工幼龄林土壤微生物群落结构特征

采用氯仿熏蒸浸提法和磷脂脂肪酸法(Phospholipids fatty acid,PLFA)研究了我国南亚热带地区非固氮树种红椎(Castanopsis hystrix)和固氮树种格木(Erythrophleum fordii)人工幼龄林土壤微生物生物量与微生物群落结构特征。结果表明,在旱季和雨季,红椎幼龄林土壤微生物总PLFAs量,细菌PLFAs量、放线菌PLFAs量及丛枝菌根真菌PLFAs量均大于格木幼龄林。红椎幼龄林土壤PLFA Shannon多样性指数(H_(PLFA))在旱季和雨季均大于格木幼龄林。主成分分析表明,土壤微生物群落结构组成受到林分类型和季节的双重影响。冗余分析表明,土壤硝态氮(NO_3~--N)含量、土壤含水量、p H及土壤微生物生物量氮(MBN)与特征磷脂脂肪酸之间呈显著相关关系。以上结果表明固氮树种格木与非固氮树种红椎人工幼龄林对土壤微生物生物量和群落结构的影响存在显著差异。     

渤海东部海域秋季底层游泳动物种类组成及群落多样性

根据2014年9月在渤海东部海域(37°40'—38°20'N、120°00'—121°20'E)进行的游泳动物底拖网调查数据,应用相对重要性指数、生物多样性指数、群落结构多元统计分析等方法对该海域游泳动物种类组成及群落多样性特征进行了分析。结果表明:调查海域共捕获游泳动物54种,以头足类枪乌贼(Loliolus spp.)为绝对优势种;游泳动物资源密度为28.82kg/h和5166尾/h。游泳动物种类Margalef丰富度指数(D)的变化范围为1.99—3.67,Shannon-Wiener多样性指数(H')变化范围为0.89—2.28,Pielou均匀度指数(J')变化范围为0.29—0.69。群落结构多元统计分析表明,渤海东部海域游泳动物群落结构以60%的相似性可划分为3个组群:长岛群岛海域组群(A组群)、龙口海域组群(B组群)和蓬莱海域组群(C组群);ANOSIM分析表明,组群之间差异极显著,两两之间差异亦极显著。受增殖放流影响,C组群资源密度和种类多样性均保持较高的水平,而A、B组群人为活动频繁,过度捕捞严重,对海域生态环境和渔业资源整体结构的破坏较大。     

The active microbial diversity drives ecosystem multifunctionality and is physiologically related to carbon availability in Mediterranean semi‐arid soils

Biogeochemical processes and ecosystemic functions are mostly driven by soil microbial communities. However, most methods focus on evaluating the total microbial community and fail to discriminate its active fraction which is linked to soil functionality. Precisely, the activity of the microbial community is strongly limited by the availability of organic carbon (C) in soils under arid and semi‐arid climate. Here, we provide a complementary genomic and metaproteomic approach to investigate the relationships between the diversity of the total community, the active diversity and ecosystem functionality across a dissolved organic carbon (DOC) gradient in southeast Spain. DOC correlated with the ecosystem multifunctionality index composed by soil respiration, enzyme activities (urease, alkaline phosphatase and β‐glucosidase) and microbial biomass (phospholipid fatty acids, PLFA). This study highlights that the active diversity (determined by metaprotoemics) but not the diversity of the whole microbial community (evaluated by amplicon gene sequencing) is related to the availability of organic C and it is also connected to the ecosystem multifunctionality index. We reveal that DOC shapes the activities of bacterial and fungal populations in Mediterranean semi‐arid soils and determines the compartmentalization of functional niches. For instance, Rhizobales thrived at high‐DOC sites probably fuelled by metabolism of one‐C compounds. Moreover, the analysis of proteins involved in the transport and metabolism of carbohydrates revealed that Ascomycota and Basidiomycota occupied different nutritional niches. The functional mechanisms for niche specialization were not constant across the DOC gradient.     

降雨对秦皇岛西浴场细菌总数和可培养菌群组成的影响

【目的】研究降雨条件对浴场细菌总数和优势菌群组成的影响。【方法】2014年8月强降雨前后采集秦皇岛西浴场3个站位的海水样品,采用荧光显微镜计数法和平板计数法分别对细菌总数和可培养细菌总数进行计数;对群落结构组成进行分析,并对可培养细菌进行鉴定。【结果】雨前3个站位细菌总数和可培养细菌总数平均值分别为5.6×10~9 CFU/L和8.3×10~7 CFU/L,雨后分别为9.2×109 CFU/L和2.1×10~8 CFU/L。在可培养菌群中,变形菌门(Proteobacteria,雨前占80%,雨后占73%)是主要的微生物类群,其次为拟杆菌门(Bacteroides,雨前占12%,雨后占13%)、厚壁菌门(Firmicutes,雨前占7%,雨后占11%)等;肠杆菌属(Enterobacter spp.,21株)、海杆菌属(Marinobacter spp.,13株)、弓形菌属(Arcobacter spp.,13株)、假单胞菌属(Pseudomonas spp.,10株)、芽孢杆菌属(Bacillus spp.,10株)和弧菌属(Vibrio spp.,6株)为雨前可培养细菌优势属,而雨后可培养细菌优势属为肠杆菌属(22株)、海杆菌属(21株)、芽孢杆菌属(14株)、不动杆菌属(Acinetobacter spp.,11株)、假单胞菌属(9株)和弓形菌属(5株)等。【结论】降雨对细菌总数有显著的影响,同时降雨后浴场微生物群落结构发生了改变。     

模型动物中的肠道菌群分析及微生物组研究

正肠道菌群与多种疾病密切相关,从消化道疾病(如炎症性肠病)、心脑血管疾病(如动脉粥样硬化)到代谢类疾病(如II型糖尿病)和许多免疫性疾病(如风湿性关节炎),肠道菌群研究为诸多疾病研究和防治开辟了新的方向[1-3]。在肠道菌群研究领域,模型动物应用和实验结果的动物实验验证非常重要,本刊2016年第7期刊登的姬玉娇、孔祥峰等的论文"高、低营养水平饲粮对环江香猪结肠菌群结构及代谢物的影响"[4],通过对高、     

高、低营养水平饲粮对环江香猪结肠菌群结构及代谢物的影响

【目的】研究两种饲粮对环江香猪结肠内容物菌群结构及其代谢物的影响。【方法】选用33.5±8.1 kg的环江香猪10头,随机分为两组,每组5头猪,单栏饲养,分别饲喂高营养水平饲粮(粗蛋白质含量为13.11%,消化能为14.73 MJ/kg)和低营养水平饲粮(粗蛋白质含量为9.77%,消化能为12.24 MJ/kg)。饲喂75 d后屠宰,每组选3头猪采集结肠内容物提取细菌总DNA,PCR扩增获得16S r RNA基因V4标签片段,用于Mi Seq高通量测序,基于QIIME平台比较结肠内容物菌群结构多样性;每组取5头猪的结肠内容物,利用气相色谱和液相色谱分析其中短链脂肪酸、氨氮、生物胺、吲哚和粪臭素的含量。【结果】硬壁菌门、拟杆菌门、螺旋体门和软壁菌门细菌为环江香猪结肠内容物中的优势菌门;饲粮组成不影响环江香猪结肠内容物菌群结构的多样性,高营养水平饲粮组结肠内容物中广古细菌含量显著低于、瘤胃球菌属和假丁酸弧菌属细菌含量显著高于低营养水平饲粮组;高营养水平饲粮组环江香猪结肠内容物中乙酸和丙酸含量显著低于、氨氮和尸胺含量显著高于低营养水平饲粮组。【结论】硬壁菌门、拟杆菌门、螺旋体门和软壁菌门细菌为环江香猪结肠内容物中的优势菌门,短期饲喂高营养水平饲粮可改变环江香猪结肠中的部分微生物含量及其代谢特性。