陕北地区苹果树根内细菌多样性分析

以延安市4个不同县区苹果树根为研究对象，分析苹果树根内生细菌的群落组成和多样性，揭示内生细菌的群落结构及多样性差异。采用高通量测序技术分析4个不同县区苹果树根内生细菌16S rRNA基因V3~V4 变异区序列，使用生物信息学方法分析其内生细菌的群落结构及多样性。结果表明，测序共获得994 571条有效序列，在97%一致性下共产生1 559个有效的操作分类单元(operational taxonomic uunits，OTUs)。在门水平上，4个样地苹果树根内生细菌群落组成中共有的优势类群分别为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)，其相对丰富度分别为33.1%~60.7%和30.9%~61.6%；属水平上的优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、节杆菌属(Arthrobacter)、链霉菌属(Streptomyces)、诺卡氏菌属(Nocardioides)、叶杆菌属(Phyllobacterium)、黄杆菌属(Flavobacterium)、农杆菌属(Agrobacterium)和贪噬菌属(Variovorax)。Alpha多样性和Beta多样性分析表明，宜川县(YC)的Chao1指数(433.54)和Shannon指数(6.45)最大，基于韦恩图分析4个样地苹果树根内生细菌群落存在354个共有OTUs，延长县(YS)、宝塔区(BT)、宜川县(YC)、洛川县(LC)独有苹果树根内生细菌群落的OTUs分别为378、430、486和477。典范对应分析(Canonical Correlation Analysis, CCA)结果表明，土壤pH是影响4个样地苹果树根内生细菌的群落多样性变化的主要因素。4个样地苹果树根内生细菌种类丰富，但群落结构组成和丰富度的差异不明显，功能预测分析表明无论是Level 1还是Level 2，均未发现显著性差异的代谢通路，此结果表明苹果树根系招募了特异型有益的内生细菌菌群。本研究可为苹果树根内生细菌菌种资源的开发和应用提供参考。     

浙江江山公益林物种种间关系及CCA排序

利用浙江省江山市80个公益林固定小班监测数据,基于生态位理论、种间联结、CCA排序方法对研究区内群落优势种种间关系及其与环境的关系进行研究。结果表明:江山市公益林群落中杉木、檵木、紫萁分别在乔木、灌木、草本层中占优势地位;石栎与青冈、隔药柃与山苍子、蕨与海金沙的生态位重叠指数值分别在乔、灌、草本层中最大;而CCA协变量矩阵偏典范对应分析说明物种分布主要受海拔、坡度、坡向(光照强度)以及腐殖质厚度的影响,总体上可以对89.44%的环境因子进行解释。并且还表明,生态位宽度较大的物种其生态位重叠值较大,并在CCA排序图物种集中区分布。反之,生态位重叠较小,在CCA排序图中将偏离物种集中区;除此之外,在CCA排序图上,物种间的距离与其生态位重叠值的大小及种间联结均有密切的关联,若未存在显著的联结性,随物种间的生态位重叠值越高,其在CCA排序上的距离越近,若存在显著联结性,则正相关缩小距离,负相关拉大距离。     

不同年期发酵床垫料细菌群落多样性及功能

探究不同年期发酵程度对发酵床垫料细菌群落多样性及功能的影响，探究其中的有益微生物，开发适合陕北地区的发酵床专用菌剂。以铺设1、2、3和4年的发酵床垫料为研究对象，新铺设的发酵床垫料作为对照（CK），采用MiSeq 高通量测序技术分别测定不同年期发酵床垫料细菌群落16S rRNA 基因 V3~V4 区序列并进行生物信息学分析。不同年期发酵床垫料获得V3~V4区924 008条有效序列，聚成686种操作分类单元 (operational taxonomic unit，OTU)，分属于15个门，30个纲，55个目，65个科和224个属，其中厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）为发酵床垫料的主要优势菌门，其占比为40.88%~98.40%，其次为拟杆菌门（Bacteroidetes）和放线菌门（Actinobacteria），其占比分别为3.55%~17.54%和1.29%~3.00%。Shannon指数和Simpson指数分别在3.599~4.737和0.787~0.891之间，不同年期发酵床垫料细菌群落的丰度和多样性指数均高于对照，且随着发酵年限的增加，多样性与生长年期呈正相关，致病细菌埃希氏菌属(Escherichia) 及肠杆菌属 (Enterobacte) 丰度和多样性指数下降趋势明显。优势细菌属数目、组成及其丰度随发酵年限的不同而有所差异。短波单胞菌属 (Brevundimonas) 和芽胞杆菌属 (Bacillus)的总丰度最高，分别在 0.06%~43.63%和0.74%~49.35%之间，且优势细菌属中存在具有有益功能性状的微生物类群。群落功能预测分析初步显示不同年期的发酵床垫料细菌群落功能有所差异，其中年限为4年的发酵床垫料微生物群落的功能信息最为丰富，主要涉及到转运蛋白及磷酸转移酶系统功能，其他年期主要体现在ABC转运蛋白、细菌分泌系统、细菌毒素类及调控系统等功能方面。不同年期发酵床垫料细菌群落组成和功能存在较大差异，且发酵年限影响了发酵床垫料细菌群落多样性、群落结构及功能，随着发酵年限的增加，有益菌属丰度增加，致病菌属丰度下降。     

嵊州市公益林群落数量分类、排序及环境解析

为探讨群落分布和环境间的内在关系,采用二元指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)法对嵊州市公益林植物群落94 块固定监测样地(20 m×20 m)进行数量分类与排序.结果表明,采用TWINSPAN 可将94 个公益林监测样地分成14 组,其中以马尾松为建群种的群丛最多,是该区域主要的优势群落类型.CCA 排序结果较好地反映了植物群落与环境因子的关系,其中坡向和坡位是植物群落分布的主导环境因子.此方法可有效解释植物群落分布格局与环境之间的内在联系,为区域公益林分类经营管理提供科学依据.     

白刺花根瘤菌与非根瘤菌在不同培养条件下互作模式的转变

[目的]除根瘤菌外,豆科植物根瘤中还存在着大量的非根瘤菌,它们存在的意义及其潜在的生态学功能还不清楚,尤其是它们与根瘤菌间的互作机制更需揭示。[方法]以从陕北旱区野生白刺花根瘤中分离得到的根瘤菌和非根瘤菌为研究对象,采用共培养、二分隔平板实验和单独培养的方法,于正常培养条件下从白刺花根瘤中筛选出有互作效应的菌株,测定其对pH和NaCl的耐受性以及对各种氮源的利用情况,并通过根瘤菌的菌落直径、生长曲线和多糖产量来表征其互作效应,进一步探明互作菌株在盐碱和营养胁迫条件下互作效应转变的机制。[结果]在盐碱胁迫下,非根瘤菌Pseudomonas oryzihabitans BT-147和Priestia aryabhattai BT-59对Rhizobium azibense BT-170互作效果由正常培养条件下的抑制转变为促生,与对照组相比试验组R. azibense BT-170菌落直径分别增加了0.803 mm和1.034 mm。Bacillus siamensis BT-9-1在正常培养条件下抑制Mesorhizobium metallidurans YC-39的生长,而在盐碱胁迫下表现为促生作用,与对照组相比试验组M. metallidurans YC-39菌落直径增加了1.019 mm,多糖产量由1.088 µg/mL增加到2.555 µg/mL。在以谷氨酸作为唯一氮源时,Pseudomonas oryzihabitans BT-147和Priestia aryabhattai BT-59对R. azibense BT-170的互作效果转变为促生作用,R. azibense BT-170试验组与对照组菌落直径差分别达到1.348 mm和2.196 mm,其多糖产量从对照组的0.559 µg/mL分别增加到0.821 µg/mL和3.341 µg/mL。[结论]在盐碱和氮源的胁迫下,非根瘤菌Pseudomonas oryzihabitans BT-147和Priestia aryabhattai BT-59对R. azibense BT-170互作效果由正常培养条件下的抑制转变为促生,并显著提高了R. azibense BT-170多糖的产量(P<0.05),不同培养条件下根瘤菌与非根瘤菌互作模式的转变,提高了根瘤菌的抗逆性,扩大了根瘤菌可利用氮源的范围,揭示了非根瘤菌在根瘤微生态中所发挥的作用,并从体外简化了根瘤微生态中复杂的相互作用。