若尔盖高原湿地泥炭沼泽土亚硝酸盐还原酶（nirK）反硝化细菌群落结构分析

若尔盖泥炭湿地是世界少有的低纬度永久冻土湿地,具有高海拔、高紫外辐射、高有机质的特点。该区域N2O的排放量对全球气候变暖有重要影响。对若尔盖高原湿地泥炭沼泽土中的亚硝酸盐还原酶(nir K)反硝化细菌群落结构多样性进行分析,以期揭示该区域N2O释放的微生物调控机制。基于若尔盖高原湿地泥炭沼泽土的理化性质和反硝化活性(PDA),结合限制性酶切片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)技术、克隆文库及分子测序对该生态系统中的nir K反硝化细菌群落结构及多样性进行分析。反硝化活性测定结果显示:阿西地区麦溪地区分区地区,反硝化活性与土壤有机碳、总氮和丰富度呈显著正相关(P0.05)。Shannon-wiener多样性指数以阿西最高、分区最低。3个样品中共测序15条nir K基因代表序列,系统发育表明若尔盖高原湿地优势nir K反硝化菌群为变形门菌群。其中,阿西地区主要为α-变形菌门,麦溪地区主要为β-变形菌门,分区地区无法确定优势种群。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)显示:有效钾和有效磷是影响nir K反硝化细菌群落结构的关键环境因子。本论文显示,若尔盖高原湿地存在着明显的反硝化作用,调控这些反硝化作用的nir K反硝化细菌多样性较高,且与土壤有效钾和有效磷密切相关。     

不同施肥制度对石灰性紫色水稻土中氨氧化古菌群落结构的影响

研究不同施肥制度对水稻土氨氧化古菌(AOA)群落结构和垂直分布特征的影响,可以深入认识不同施肥制度下的石灰性紫色水稻土氮素循环特征及微生物驱动机制,为该地区科学施肥、培肥地力提供理论依据。利用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)对不同施肥制度下石灰性紫色水稻土理化性质和AOA群落结构进行了分析。结果显示:相对于无肥处理,施肥会降低石灰性紫色水稻土pH和硝氮含量,而增加土壤有机质、全氮和氨氮含量。伴随土壤深度增加,土壤pH增加,全氮和硝氮含量降低,氨氮含量变化趋势不明显。不同施肥制度在不同土壤深度对石灰性紫色水稻土AOA群落结构产生不同的胁迫效应,不同施肥制度下的AOA群落结构在0—20 cm处差异不明显;土壤深度增加,不同施肥制度下的AOA群落结构表现出明显差异,CK和N肥处理下的AOA群落结构较简单。AOA群落结构多样性指数和丰富度随土壤深度增加而减小。石灰性紫色水稻土AOA与来自不同土壤和水体环境的AOA具有明显相似性。冗余梯度分析(RDA)显示pH(P=0.012)是造成石灰性紫色水稻土AOA群落结构差异的主要原因。研究揭示石灰性紫色水稻土中的AOA群落结构受施肥制度明显影响并表现出明显的垂直分布特征。     

万顺铅锌矿区蜈蚣草内生细菌砷氧化基因(aoxB)的多样性分析

【背景】近年来,由于金属矿的开采和冶炼、砷产品的加工与使用、煤的燃烧等各种因素,导致土壤环境中的砷污染越来越严重,导致许多人暴露于极度危险的砷毒毒害之下。【目的】研究四川的万顺铅锌矿区蜈蚣草根组织内生细菌aoxB基因的多样性,为提高土壤重金属污染生态修复效率提供理论依据。【方法】利用实时荧光定量PCR (Real-time quantitative PCR,qPCR)和限制性片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)技术,对四川省汉源县万顺铅锌矿区蜈蚣草根组织内生细菌aoxB基因表达量及多样性进行研究。【结果】qPCR结果表明,不同采样点间的蜈蚣草根组织内生细菌aoxB基因表达量存在明显差异,表现为选矿区进山口弃渣场尾矿区矿口。酶切图谱结果表明,不同采样点蜈蚣草根组织内生细菌aoxB基因多样性存在明显差异,多样性指数表现为尾矿矿口弃渣场进山口选矿区。Pearson相关分析显示,aoxB基因的表达量与重金属As之间呈显著负相关(P0.05),多样性指数则与重金属Pb和As之间呈极显著正相关(P0.01)。系统发育分析显示,aoxB基因的优势菌群为α-变形菌门(Alphaproteobacteria)。【结论】蜈蚣草根组织中存在丰富的含aoxB基因内生细菌种群,这些内生细菌表现出潜在的应用价值。