水葫芦根际细菌群落结构多样性分析

【目的】了解水葫芦根际细菌群落结构。【方法】运用末端限制性片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)技术分析富营养化水体中水葫芦根际和水葫芦近、远水样的细菌群落特征及多样性,结合克隆文库技术和培养法分析根际的细菌种群类型。【结果】同一时期水葫芦根际细菌多样性(Shannon-Weiner指数H′或Simpson指数D)更高,水葫芦近水样次之,远水样最小。10月份的细菌多样性高于5月份的。通过水葫芦根际细菌的克隆文库可知变形杆菌门(Proteobacteria)是水葫芦根际细菌的主要类群,占总群体的65.1%,包括噬菌弧菌(Bacteriovorax sp.)、Dechloromonas sp.、Leptothrix sp.、红螺菌科(Rhodospirillaceae)、Rhodoferax sp.和红环菌科(Rhodocyclaceae)等。T-RFLP图谱显示159 bp为最大优势菌,247 bp为第二大优势菌,对照克隆文库及培养结果分析247 bp属于γ-Proteobacteria,159 bp为不动杆菌(Acinetobacter sp.)。【结论】水葫芦根际细菌的群落结构丰富,不同时段水葫芦根际细菌的丰度略有变化,主要类群为变形杆菌门。     

连作对地黄根际土壤细菌群落多样性的影响

采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术研究地黄连作下根际土壤细菌群落的动态变化.结果表明:地黄根际土壤细菌群落的香农多样性指数、丰富度指数和相似性指数均为对照(CK)1年2年,地黄连作下细菌优势种群的比例显著下降,种植1年土壤中厚壁菌门的芽孢杆菌纲在整个细菌群落中处于主导地位,而种植2年土壤中变形菌门ε-变形菌纲处于主导地位.地黄连作使其根际土壤细菌种类大量减少,群落结构趋于简单.连作后细菌群落多样性水平的变化导致根际土壤微生物群落功能的失调,可能是引发连作障碍的原因之一.     

大豆低聚糖对樱桃谷鸭肠道微生物群落结构的影响

为了探讨大豆低聚糖(SBOS)改善肉鸭肠道微生物群落结构的效果及机理,本试验运用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)方法研究了SBOS对樱桃谷鸭盲肠内容物中大肠杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌数量的影响.结果表明:与对照组相比,SBOS降低了盲肠内大肠杆菌的数量,其中第3、4组(添加300和500 mg·kg-1SBOS)在第3、4周达到显著水平(P<0.05),第5组(添加700 mg·kg-1SBOS)在第3周达到显著水平(P<0.05);SBOS对盲肠内双歧杆菌和乳酸杆菌有明显的增殖作用,其中在第3、4周,第4组2种菌的增殖达到显著水平(P<0.05);添加SBOS对于调节鸭肠道微生物群落效果与添加金霉素(100mg·kg-1)的效果差异不显著.SBOS能有效调节樱桃谷鸭肠道微生物群落结构,且呈剂量和时间依赖效应,本试验中,500 mg·kg-1是最适添加量.     

太子参连作对根际土壤微生物的影响

采用微生物培养法和末端限制性片断长度多态性(T-RFLP)技术分析连作对太子参根际土壤微生物多样性的影响。结果表明:连作导致太子参根际土壤细菌和好气性自生固氮菌数量极显著下降,相反,真菌、放线菌、厌气性纤维素分解菌数量极显著增加,而硝化细菌数量变化不显著。T-RFLP分析显示:与太子参-水稻-太子参轮作的土壤相比,太子参连作的土壤细菌种(属)略有减少,其中致病菌和病原菌种(属)增多,并出现一些具拮抗功能的链霉菌属(种);真菌种(属)则表现出上升的趋势,但未检索到与植物致病相关的真菌种(属)。     

基于T-RFLP方法的连栽杉木根际土壤细菌群落变化研究

运用末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP),研究福建省尤溪国有林场的多代连栽杉木根际土壤细菌群落变化特征。结果表明:杉木多代连栽后根际微生态失衡,表现为碳循环菌和氮循环菌等有益菌数量减少,病原菌数量增加。在不同代数杉木土壤中,4种内切酶消化后产生的末端限制性片段(T-RFs)数量具有显著差异,第一代杉木(first Chinese fir rotation plantation,FCP)最高,第二代杉木(second Chinese fir rotation plantation,SCP)次之,第三代杉木(third Chinese fir rotation plantation,TCP)最少。土壤理化性质结果表明连栽导致土壤养分逐代降低,除土壤碳氮比与细菌群落多样性呈显著负相关外,土壤养分含量指标与细菌群落多样性呈显著正相关。T-RFLP实验共鉴定出细菌门类12门,其中厚壁菌门、蓝藻门、放线菌门和变形菌门是主要优势菌群。随栽植代数的增加,变形菌门细菌比例递增,而厚壁菌门细菌比例递减。土壤细菌群落多样性指数,表现为随栽植代数增长而减少,呈现FCPSCPTCP趋势,与T-RFs片段数量变化趋势基本一致,表明多代连栽降低了杉木根际土壤细菌群落多样性。依据功能性不同,可将鉴定出的细菌划分为5类:碳循环功能菌、硫循环功能菌、氮循环功能菌、纤维降解菌及病原菌。连栽导致碳循环菌和氮循环菌相对含量降低,硫循环菌和纤维降解菌相对含量提高,病原菌相对含量随栽植代数增加而上升。     

新疆富蕴地震断裂带植被恢复对土壤古菌群落的影响

选取新疆富蕴地震断裂带8种次生植物根际土壤,以同土层裸地为对照,测量土壤化学性质,利用末端限制性片段长度多态性技术研究塌陷区次生植物对土壤古菌群落的影响.结果表明,多数植物根际土壤养分显著(P＜0.05)高于对照,其主要古菌类群为泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota),群落间多样性差异大,相似性低.不同植物根际土壤古菌的优势类群数量差异较大,鼠掌老鹳草高达18种,西北绢蒿少为2种.典范对应分析表明,土壤有机质含量对古菌优势类群分布影响最大(Hha Ⅰ酶切:r=0.94;Rsa l酶切:r=0.74),速效磷含量与古菌群落各多样性指数呈显著正相关(P＜0.05),总氮含量与均匀度指数E呈显著正相关(P＜0.05).新疆地震断裂带植被的恢复可影响根际土壤古菌群落的分布、组成和结构,其原因与植物根际土壤化学性质有关,同时在改善土壤肥力方面也有显著效果.     

干旱生境中接种根际促生细菌对核桃根际土壤生物学特征的影响

研究了干旱生境下接种假单胞菌YT3、枯草芽孢杆菌DZ1、蜡样芽孢杆菌L90和纺锤芽孢杆菌L13等4株植物根际促生细菌(PGPR)对核桃根际土壤生物学特征的影响.结果表明:干旱对核桃根际土壤养分有效性影响不显著,但高活性有机碳含量降低18.4%,pH由7.34显著提高到7.79.干旱生境下接种L90后,土壤高活性有机碳含量提高14.5%,pH降低至7.41.干旱导致根际土壤微生物总量、微生物生物量碳、氮和根系分泌物含量分别下降36.0%、20.7%、33.5%和30.7%,接种L90后仅分别降低14.1%、10.3%、12.1%和12.7%.核桃根际土壤微生物的末端限制性片段长度多态性分析图谱显示,干旱胁迫导致一些优势细菌群落消失,而接种PGPR对核桃根际土壤细菌群落结构有较大影响.干旱胁迫下核桃根际土壤微生物群落的Margalef指数和Shannon指数显著降低,Simpson指数显著增加;接种L90后,Margalef指数和Shannon指数分别由0.42和0.52增至0.99和0.98,Simpson指数由0.60降至0.39.与接种L90处理相比,干旱生境下接种YT3、DZ1和L13处理核桃根际土壤生物学特征差异不显著,表明L90可有效抑制干旱引起的核桃根际土壤生物学特征的改变.     

毒死蜱乳油对辣椒根围土壤细菌群落结构的影响

【目的】了解有机磷杀虫剂毒死蜱对土壤细菌群落结构的作用。【方法】联合微生物平板计数法、末端限制性片段多态性分析,选择PRIMER 5进行群落结构分析,以研究不同浓度的毒死蜱对辣椒根围可培养和不可培养细菌群落结构的影响。【结果】毒死蜱施入后前30 d,3个处理组的可培养细菌较对照组具有显著差异(P0.05),但在第30天后,处理组可培养细菌数均能恢复到对照水平。采用PRIMER 5对T-RFLP数据进行多角度分析发现,HaeⅢ酶切片段中,对照组C3、处理组Y0和Z2的细菌群落结构较整体聚类较远。HhaⅠ酶切片段中,150μg/g的毒死蜱处理组(Z0)在第0天表现出最大的群落差异。ANOSIM表明,以不同浓度的毒死蜱分组,各组间细菌群落组成差异不显著(HaeⅢ:Global R=0.041,P=0.168;HhaⅠ:Global R=-0.04,P=0.842);以不同取样时间分组时,细菌群落组成差异显著(HaeⅢ:Global R=0.304,P=0.001;HhaⅠ:Global R=0.28,P=0.001)。经SIMPER分析所有TRFs可知,对群落丰度贡献最大的片段分别为TRF239、TRF240、TRF241。在线比对得到其代表菌群有芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、梭菌属(Clostridium sp.)、葡萄球菌属(Staphylococcus sp.)、八叠球菌属(Sarcina sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)等。【结论】高浓度的毒死蜱会对土壤细菌群落产生影响,抑制根围细菌生长,从而遏制植物的健康生长,因而有必要及时采取措施以减少大量重复使用毒死蜱所带来的危害。     

宁夏中部干旱带不同作物根际土壤真菌群落多样性及群落结构

【背景】宁夏中部干旱带常年缺水,植被稀疏,土地沙漠化严重,生态环境十分脆弱。土地沙漠化导致土地生产力下降,制约着该区农业的发展,因此,改善宁夏中部干旱带农田生态环境具有重要意义。【目的】为该区土地资源的合理利用开发及干旱区土壤真菌多样性的深入研究提供基础数据和理论依据。【方法】运用IlluminaMiSeq高通量测序技术对宁夏中部干旱带农田作物土壤真菌种类进行预测,并对其进行真菌多样性和群落结构的分析。【结果】5个处理中真菌种类均较为丰富,丰富度指数无差异;真菌多样性指数分别以‘张杂谷5号’谷子最高,藜麦的多样性最低,且存在极显著差异。不同作物根际土壤中,子囊菌门(Ascomycota)为最优势菌门,相对丰度为73.00%-89.14%,且远远大于次优势菌门——担子菌门(Basidiomycota,3.9%-16.5%),表现出非常明显的优势;支顶孢属(Acremonium)和裂壳菌属(Schizothecium)为共有的优势菌属。土壤速效磷和土壤碱解氮会对土壤真菌群落结构和功能多样性产生影响,土壤微生物群落结构、功能多样性的变化是土壤理化性质与微生物相互作用的结果。【结论】休闲和种植作物的农田土壤养分均可不同程度的提高,土壤pH降低,真菌群落结构和多样性发生变化。说明合理的土地利用有利于丰富农田土壤微生物群落结构和多样性,改良土壤特性,进而促进该区域土壤生态系统的稳定,提高农田土地资源的合理利用。     

干旱胁迫对不同根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌的影响

为明确干旱胁迫对根茎型清水紫花苜蓿、直根型陇东紫花苜蓿、根蘖型公农4号杂花苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落的影响,采用盆栽试验,运用16S rRNA基因测序技术,研究了幼苗期干旱胁迫下各根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落结构的变化。结果表明：干旱胁迫下各根型苜蓿的Chao1和ACE丰富度指数均在中度胁迫下最大,Simpson和Shannon-wiener多样性指数各处理间差异不显著;根际土壤细菌群落均以变形菌门、绿弯菌门、类杆菌门、放线菌门和厚壁菌门为主,干旱胁迫均显著增加了变形菌门和厚壁菌门的相对丰度,显著降低了绿弯菌门的相对丰度,但类杆菌门和放线菌门先提高后下降。统计学分析显示,幼苗期干旱胁迫显著影响各根型苜蓿生长发育,随胁迫程度增加,其株高、地上生物量、地下生物量、根系活力、根体积、根系总长均显著降低,根冠比先增加后下降且在中度胁迫时达到最大值。重度胁迫下,清水苜蓿的株高、根系活力显著大于其他品种,而根冠比、根系干重显著小于其他品种;陇东苜蓿的根长、根尖数均显著大于其他品种;根系平均直径、根系总表面积各根型苜蓿间差异不显著。研究结果为植物的抗干旱胁迫以及提高各根型苜蓿在干旱胁迫下的水分利用提供参考。     

牛场肥水灌溉对土壤nirK、nirS型反硝化微生物群落结构的影响

以徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析和克隆文库构建,研究了5种施肥处理(清水灌溉CK、无机肥灌溉CF、牛场肥水不同浓度、不同次数灌溉T4、T5和T11)下土壤中nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性及其群落结构的演变。结果表明,不同施肥处理下nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性无显著差异,但群落结构却有明显变化:nirK型反硝化细菌群落结构既受施肥种类又受施肥量影响,优势种群尤其对施肥种类和施肥量响应显著;nirS型反硝化细菌则主要受施肥种类影响,施肥量影响微弱。牛场肥水处理和无机肥处理分别促进和抑制不同的nirS型反硝化细菌,群落主成分受无机肥促进、牛场肥水抑制。系统发育分析结果表明,土壤中nirK型反硝化细菌主要与假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)和根瘤菌属(Rhizobium)的反硝化细菌具有较近的亲缘关系;nirS型反硝化细菌主要与劳尔氏菌(Ralstonia)和红长命菌属(Rubrivivax)有较近的亲缘关系。试验土壤中反硝化微生物多与目前已报道的好氧反硝化细菌亲缘关系较近,这可能与微生物分析取自表层土有关。     

少花蒺藜草入侵对根际土壤磷细菌群落多样性的影响

[目的]入侵植物少花蒺藜草在磷元素受限的贫瘠沙质土壤中能够快速生长和种群扩张,形成单一优势群落。本文解析了少花蒺藜草在磷胁迫条件下对磷素的高效利用机制,以期为揭示其入侵机理提供理论依据。[方法]设置少花蒺藜草、冰草、狗尾草和空白对照4个处理,通过高通量测序技术,从土壤解磷微生物的角度分析各处理间土壤中解磷细菌的组成差异。[结果]少花蒺藜草入侵显著提高了土壤磷酸酶的活性和土壤解磷菌的群落多样性。PCA与UPGMA聚类结果表明,少花蒺藜草与狗尾草根际磷细菌物种组成相似性最大。LEfSe多级物种差异判别分析结果表明,少花蒺藜草根际显著富集且与其他处理有显著性差异的解磷菌类群为α-变形菌、链霉菌,其在少花蒺藜草对磷的吸收中可能起较为重要的作用。变形菌门、浮霉菌门和放线菌门与少花蒺藜草根际土壤中的全磷含量呈显著正相关,放线菌门与少花蒺藜草根际土速效磷含量有紧密联系。[结论]少花蒺藜草通过改变入侵地根际土壤的解磷菌群落结构间接影响根际土壤的磷素环境,从而利于自身生长。     

内蒙古草原典型植物对土壤微生物群落的影响

为了分析内蒙古草原不同植物物种对土壤微生物群落的影响, 采用实时荧光定量PCR (real-time PCR)以及末端限制性片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)等分子生物学技术, 测定了退化-恢复样地上几种典型植物的根际土壤和非根际土壤中细菌和真菌的数量及群落结构。结果表明, 不同植物物种对根际和非根际细菌及根际真菌数量均有显著影响。根际土壤中的细菌和真菌数量普遍高于非根际土壤, 尤其以真菌更为明显。对T-RFLP数据进行多响应置换过程(multi-response permutation procedures, MRPP)分析和主成分分析(principal component analysis, PCA), 结果表明, 大多数物种的根际细菌及真菌的群落结构与非根际有明显差异, 并且所有物种的真菌群落可以按根际和非根际明显分为两大类群。此外, 细菌和真菌群落结构在一定程度上存在按物种聚类的现象, 以细菌较为明显。这些结果揭示了不同植物对土壤微生物群落的影响特征, 对理解内蒙古草原地区退化及恢复过程中植被演替引起的土壤性质和功能的变化有一定的帮助。     

三七根腐病株根际土壤真菌群落组成与碳源利用特征研究

根腐病是药用植物三七Panax notoginseng的多发性病害,而土壤真菌群落组成与根腐病的发生存在一定的联系。利用末端限制性酶切片段长度多态性分析和Biolog技术研究了云南文山三七种植园健康和发病三七植株根际土壤真菌群落结构和碳源利用特征,结果表明健康和发病植株的根际土壤真菌多样性和代谢活性差异不显著,但是真菌群落组成存在差异。健康和发病植株根际土壤都以小茎点霉Phoma exigua及镰孢菌属Fusarium真菌为主要种群,而健康植株根际土壤中火丝菌属Pyronema和被孢霉属Mortierella等真菌类群的相对丰度显著高于发病植株根际土壤,尖孢镰孢菌F.ox‐ysporum和刺座霉属的Volutella colletotrichoides的相对丰度则显著低于发病植株。     

施磷对干旱胁迫下箭竹根际土壤养分及微生物群落的影响

以箭竹及其根际土壤作为研究对象,采用两因素随机区组实验,设置2种水分处理（正常浇水和干旱胁迫）和2种施磷量处理（施磷和不施磷）,探究施磷对干旱胁迫下箭竹根际土壤养分及微生物群落结构和多样性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫显著降低了箭竹根际土壤中微生物量碳、可溶性有机氮和有效磷的含量,虽对箭竹根际土壤微生物群落的多样性无显著影响,但显著降低了箭竹根际土壤中总PLFA（phospholipid fatty acid contents）的含量和真菌、细菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌的PLFA比值,显著改变了箭竹根际土壤微生物群落结构,结果显著降低了箭竹的生物量。（2）施磷显著增加了受旱箭竹根际土壤中微生物量碳和有效磷的含量,虽大体上对受旱箭竹根际土壤微生物群落的多样性无显著影响,但显著增加了受旱箭竹根际土壤中总PLFA和真菌PLFA的含量,并在一定程度上增加了细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌的PLFA含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌和真菌/细菌的PLFA比值,也在一定程度上改善了受旱箭竹根际土壤微生物群落结构,从而改善受旱箭竹的生长。（3）主成分分析表明,干旱对箭竹根际土壤微生物群落结构的影响显著,而施磷的影响不明显。（4）相关分析发现,箭竹根际土壤微生物群落结构与箭竹根际土壤微生物量碳、可溶性有机氮及箭竹生物量呈显著正相关。综上,干旱降低了箭竹根际土壤养分含量和微生物生物量,改变了箭竹根际土壤微生物群落结构,抑制了箭竹的生长;施磷能增加受旱箭竹根际土壤养分含量和微生物生物量,改善受旱箭竹根际土壤微生物群落结构,进而改善受旱箭竹的生长。     

施氮肥对华北平原土壤氨氧化细菌和古菌数量及群落结构的影响

利用荧光定量PCR、末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)和基因克隆文库技术,比较了4种施氮水平(不施氮肥,0 kg N/hm~2,CK;施低水平氮肥,75 kg N/hm~2,N1;施中水平氮肥,150 kg N/hm~2,N2;施高水平氮肥,225 kg N/hm~2,N3)下华北平原地区小麦季表层(0—20 cm)土壤总细菌、氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和群落结构。结果表明,土壤总细菌、AOB和AOA数量分别在每克干土5.74×10~9—7.50×10~9、8.89×10~6—2.66×10~7和3.83×10~8—7.78×10~8之间。不同施氮量土壤AOA数量均高于AOB数量,AOA/AOB值在81.72—14.38之间。增施氮肥显著显著提高AOB数量(P0.05),对总细菌和AOA数量的影响不显著(P0.05)。与CK相比,处理N1、N2和N3中AOB数量分别提高了0.64、1.50和1.99倍。增施氮肥显著改变了AOB和AOA的群落结构,且不同施氮量处理中AOB群落结构差异更大。系统进化分析显示,施氮肥小麦土壤AOB主要为Nitrosospira属类群,分布在Cluster 3的两个分支中;AOA分布在Cluster S的4个分支中。相关性分析显示,AOB数量与全氮和铵态氮含量呈显著正相关关系,与土壤pH和碳氮比呈显著负相关关系(P0.05);AOA数量与硝态氮含量和土壤pH呈显著正相关关系,与铵态氮含量呈显著负相关关系(P0.05)。研究结果表明:增施氮肥可显著改变华北平原地区碱性土壤AOB数量与群落结构,该地区小麦土壤中AOB比AOA对氮肥响应更敏感。     

Genetic diversity within mer genes directly amplified from communities of noncultivated soil and sediment bacteria

Individual merRTΔP regions were amplified from DNA directly isolated from soil and sediment samples using consensus primers derived from the conserved mer sequences of Tn501, Tn21 and pMER419. Soil and sediment samples were taken from four sites in the British Isles; one ‘pristine’ (SB) and three polluted (SO, SE, T2) with respect to mercury. The sizes of the PCR products amplified (= 1 kb) were consistent with their generation from mer determinants related to the archetypal elements found in Gram negative bacteria. Forty-five individual clones of sequences obtained from these four sites were isolated which hybridized (> 70% homology) to a merRTΔP probe from Tn501. The diversity of these amplified mer genes was analysed using Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) profiling. Fourteen RFLP classes were distinguished, 12 of which proved to be novel and only two of which had been identified in an earlier study of 40 Gram negative mercury resistant bacteria cultured from the same four sites. UPGMA analysis was used to examine the relationships between the 22 classes of determinant identified. The T2 site, which has the longest history of mercury exposure, was found to have the greatest level of diversity in terms of numbers of classes of determinant, while the SO site, which had the highest mercury levels showed relatively low variation. Variation of mer genes within and between the sequences from cultivated bacteria and from total bacterial DNA shows clearly that analysing only sequences from cultivated organisms results in a gross underestimation of genetic variation.     

灌木海桐(Pittosporum tobira)对土壤动物群落结构及多样性影响

为了研究单株植物通过影响微环境对土壤动物群落产生的影响,本文比较了绿化灌木海桐(Pittosporum tobira)树冠内外土壤动物群落及多样性的差异性.结果表明:海桐树冠下的大型土壤动物类群较多,群落密度较大;中小型土壤动物群落密度在树冠内外差异不明显,但树冠下中小型土壤动物稀有类群更多,群落结构更复杂.线虫密度在树冠外较大,蜱螨类密度在树冠内较大,其他类群差异不显著.结合环境因子分析,海桐树冠外土壤湿度较高有利于湿生类群生存,但受人为干扰较强,因而稀有类群较少;树冠下土壤湿度较小,旱生类群密度较大,受人为干扰较弱,因而稀有类群更丰富.研究表明,海桐树冠通过影响土壤环境对土壤动物群落组成和分布影响显著.