宁夏地区春季奶牛场牛舍土壤细菌群落特征

【背景】现代规模化生产模式下,牛舍环境管理是影响奶牛高效健康生产的重要因素。【目的】探讨牛场不同牛舍土壤细菌群落特征,为奶牛健康生产提供理论依据。【方法】采集宁夏某规模化奶牛场的哺乳犊牛岛、断奶犊牛舍、育成牛舍、低产泌乳牛舍、高产头胎泌乳牛舍、高产经产泌乳牛舍、干奶牛舍和病牛舍这8个不同牛舍的土样,每个牛舍6个重复,共48份土样。利用16S rRNA基因扩增子测序分析细菌群落结构与多样性,并对细菌群落的功能进行预测。【结果】不同牛舍土样细菌群落组成存在差异,并且8个牛舍中高产头胎泌乳牛舍土样的细菌群落多样性最高。哺乳犊牛岛土壤与其他牛舍土壤细菌群落在门水平上差异较大;泌乳期牛舍土样之间的细菌群落结构相似度较高。在门的水平上,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)是这8个牛舍土样共有的优势菌门。在属的水平上,嗜盐碱的盐单胞菌属(Halomonas)、具有潜在降解特性的Fermentimonas和栖海面菌属(Aequorivita)及致病菌的鸟杆菌属(Ornithobacterium)是犊牛期牛舍土样的优势菌属;嗜盐碱的Truepera是育成牛舍土样的优势菌属;致病菌的不动杆菌属(Acinetobacter)和Parapedobacter、耐药菌的Pedobacter是泌乳期牛舍土样的优势菌属。【结论】致病菌和参与硝酸盐呼吸的细菌主要分布在哺乳犊牛岛,嗜盐碱菌主要分布在断奶犊牛舍和育成牛舍,产甲烷的细菌主要分布在高产头胎泌乳牛舍。本研究分析了不同牛舍土壤细菌群落多样性,为奶牛健康生产提供理论依据。     

生物有机肥对菠萝心腐病及根际土壤细菌群落的影响

【目的】探明施用生物有机肥对菠萝心腐病的防控效果及对根际土壤微生物的影响。【方法】本研究采用高通量测序技术,综合分析不同施肥措施根际土壤微生物细菌群落多样性及群落特征。【结果】相比常规施肥处理(CK)和普通有机肥处理(YJ),生物有机肥处理KN (羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌)和生物有机肥处理KY (羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌)均能显著降低菠萝心腐病的发病率,且KN处理的防控效果最佳。生物有机肥(KN、KY)施入后土壤细菌α多样性指数高于CK和YJ处理,并形成了明显不同的细菌群落结构。与CK相比,生物有机肥KN处理显著提高了拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度,KY处理中的酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度显著增加;属水平上,生物有机肥中的蔗糖伯克霍尔德菌属(Paraburkholderia)和黄杆菌属(Flavobacterium)丰度均显著提升。方差分区分析(variance partitioning analysis, VPA)表明,土壤化学性质(36.29%)对细菌群落影响最大,其中土壤速效钾和有机质是影响土壤细菌群落的关键因子,此外发病率(22.53%)和肥料偏生产力(16.42%)也是影响土壤细菌群落的重要因子。【结论】施用生物有机肥(KN、KY)能改变根际土壤细菌群落结构,降低发病率,对菠萝根际土壤生态系统稳定与健康具有重要意义。     

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。     

不同季节冬水田紫色土细菌群落的垂直分布规律

【背景】土壤细菌对环境变化非常敏感,是土壤环境质量检测的重要指标。【目的】为研究不同季节冬水田紫色土细菌的垂直分布规律,揭示土壤细菌群落结构和物种多样性与土壤环境因子的相互关系。【方法】以冬水田紫色土为研究对象,分别于2020年8月(夏季)和2021年 1月(冬季)采集不同深度土壤样品,对土壤细菌16S rRNA基因进行Illumina MiSeq高通量测序,分析在不同季节细菌群落组成和多样性的垂直分布规律。【结果】冬水田紫色土细菌ACE指数、Chao1指数和Shannon指数均呈现出夏季高于冬季,并且随土层深度增加呈现降低的趋势。冬水田紫色土优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes),优势菌属为Desulfobacca、Haliangium、Anaeromyxobacter、Candidatus_Omnitrophus和Defluviicoccus。Chloroflexi和Actinobacteria在夏季相对丰度较高,Proteobacteria和Nitrospirae在冬季相对丰度较高;Anaeromyxobacter和Candidatus_Omnitrophus在夏季相对丰度较高,Desulfobacca、Haliangium和Defluviicoccus在冬季相对丰度较高。冗余分析(redundancy analysis,RDA)和环境因子热图分析结果均表明,总氮(total nitrogen,TN)、土壤有机质(soil organic matter,SOM)和土壤氧化还原电位(soil redox potential,Eh)是显著影响紫色水稻土细菌群落的主要因子。【结论】本研究丰富了对冬水田紫色水稻土细菌群落组成和多样性的认识,证实了不同季节冬水田紫色土细菌群落组成和多样性存在差异。     

不同季节艾比湖湿地盐角草根际nirS-型与nirK-型反硝化细菌群落组成分析

旨在了解艾比湖湿地盐生植物盐角草根际与非根际中不同类型反硝化细菌的分布及其随季节变化情况,为温带干旱地区荒漠盐化生态系统的代表-艾比湖湿地在生态植被恢复过程中,由微生物推动的土壤氮素循环过程提供数据支撑。采集了艾比湖湿地夏、秋、春三个季节的盐角草根际和非根际土壤样本,通过高通量测序技术,比较分析了nirS-型和nirK-型两种类型的反硝化细菌的多样性和群落结构特点;利用RDA (redundancy analysis)探究了土壤理化因素对反硝化细菌多样性及群落结构的影响。艾比湖湿地盐角草根际与非根际中,nirS-型和nirK-型反硝化细菌多样性最高的为秋季根际土壤样本;各土壤样本中的反硝化细菌多样性均呈现根际>非根际。盐角草各土壤样本中的nirS-型反硝化细菌在门分类水平上隶属于变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),而nirK-型反硝化细菌在门水平上分类仅包括了Proteobacteria和Firmicutes。Proteobacteria在各土壤样本中的占比均较高;其中Gamma-Proteobacteria的盐单胞菌属(Halomonas)和假单胞菌属(Pseudomonas)是各土壤样本所共有的nirS-型反硝化菌的优势菌属,但它们在每个土壤样本中的相对丰度各有差异。Alpha-Proteobacteria的根瘤菌属(Rhizobium)是盐角草各土壤样本中较为广泛存在的nirK-型反硝化细菌。艾比湖湿地盐角草各土壤样本中的反硝化细菌群落结构存在着一定的差异。RDA结果显示含水量、有机质、全氮和铵态氮等对各土壤样本中的nirS-型反硝化细菌的多样性影响较大,含水量、有机质、全氮、碱解氮等是nirK-型反硝化细菌多样性的主要影响因素。土壤电导率、全磷、全钾、全氮和碱解氮协同影响nirS-型反硝化细菌的群落结构,有机质、速效钾、速效磷、pH和硝态氮是nirK-型反硝化细菌群落结构组成的主要影响因素。艾比湖湿地反硝化细菌呈现季节性变化,nirS-型和nirK-型反硝化细菌以不同的主要菌属,共同推进湿地反硝化作用。而对于湿地生态系统的保护,则需要进行长期而广泛的土壤状态评估和土壤反硝化微生物菌群的动态监测。     

内蒙古砒砂岩地区沙棘根际和非根际土壤理化性质及真菌群落特征

【目的】以内蒙古砒砂岩区沙棘林为研究对象,探究不同年限沙棘林根际土壤与非根际土壤的理化性质差异,同时分析真菌群落结构差异,并进一步探究两者之间的相互关系。【方法】在内蒙古鄂尔多斯砒砂岩区采集了不同年限沙棘林根际与非根际共计12个土壤样品,采用传统土壤环境指标测定方法测定土壤理化性质,利用高通量测序方法分析土壤真菌群落结构特征,同时分析两者之间的相互关系。【结果】根际土壤全氮、碱解氮、速效钾、有机质和电导率显著高于非根际土壤(P<0.05),随着种植年限的增长,土壤含水率显著增加(P<0.05)。根际土壤群落丰富度和多样性整体高于非根际。子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)为共有优势菌门;被孢霉属(Mortierella)、青霉菌属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)为共有优势菌属。非根际真菌群落的关键类群是被孢霉属(Mortierella),根际真菌群落的关键类群是赤霉菌属(Gibberella)。冗余分析表明,土壤有机质是影响土壤真菌群落分布的关键因素。被孢霉属(Mortierella)与有机质、碱解氮和全钾之间具有显著相关性(P<0.05);赤霉菌属(Gibberella)与碱解氮、有机质和电导率之间具有显著相关性(P<0.05)。【结论】内蒙古砒砂岩沙棘林种植提高了根际土壤养分和真菌群落的丰富度,促进了土壤生态环境的稳定性。沙棘的种植也提高了该种植地的土壤含水率,促进水土保持,有助于该地区的生态恢复和建设。本研究不仅为该地区的生物多样性保护提供理论依据,更为促进沙棘林生态恢复效果和可持续管理提供科学依据和数据支持。     

黑曲霉菌剂不同处理对西瓜根际细菌群落及土壤理化性质的影响

【背景】针对我国设施栽培西瓜土传病害发生严重、土壤理化性质劣变等问题,探究微生物菌剂对西瓜根际土壤微生物群落调控及土壤营养改良的作用。【目的】研究黑曲霉菌剂不同处理方式对设施栽培西瓜根际细菌多样性、群落结构及土壤理化性质的影响。【方法】通过高通量测序分析黑曲霉菌剂不同处理对西瓜根际土壤细菌多样性和群落结构的影响;采用分析化学方法测定西瓜根际土壤理化性质并解析驱动西瓜根际细菌群落动态变化的主要理化因素。【结果】黑曲霉菌剂(Y)、氨基寡糖素水剂(A)及黑曲霉菌剂与氨基寡糖素水剂配施(YA)处理,细菌α多样性指数如Chao1、Ace和Shannon等较对照均有所增加;不同处理西瓜根际优势细菌在门水平包括变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteriota)等,其中Proteobacteria相对丰度最高,依次为A (28.26%)>Y (26.74%)>YA (22.61%);黑曲霉菌剂处理西瓜根际土壤芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)和类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)相对丰度较对照明显提高到4.06%和2.43%,氨基寡糖素水剂处理中根际土壤假单胞菌属(Pseudomonas)丰度显著提高(P<0.05),不同处理组微枝形杆菌属(Microvirga)相对丰度较对照均有所提高;黑曲霉菌剂单独或与氨基寡糖素水剂配施处理,西瓜根际土壤全氮、全磷及速效磷含量明显提高;冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,土壤pH、全氮、速效磷、速效钾与西瓜根际细菌群落结构具有显著相关性(P<0.05);Spearman相关性分析表明,根际假单胞菌科相对丰度与土壤全氮、全磷、速效磷、速效钾呈显著或极显著正相关。【结论】黑曲霉菌剂在设施栽培西瓜种植中单独或与氨基寡糖素水剂配施处理,具有提高西瓜根际土壤细菌多样性、增加有益菌群相对丰度、改良土壤理化性质从而提高土壤肥力的作用,该结果为黑曲霉菌剂产品开发及在设施栽培西瓜种植中合理应用提供了科学依据。     

不同熏蒸剂对草莓连作土壤养分和微生物群落的影响

【背景】草莓连年栽培导致土传病害问题突出,施用熏蒸剂进行土壤消毒因效果显著得以广泛应用。但不同熏蒸剂对土壤病原微生物的影响存在较大差异,同时对非靶标微生物和土壤理化性质也会有不同程度的影响。【目的】明确不同熏蒸剂对草莓连作土壤养分和土壤细菌、真菌群落结构的影响,为合理选择熏蒸剂提供科学依据。【方法】以连作土壤为材料设置5个处理：未熏蒸、石灰氮熏蒸、石灰熏蒸、棉隆熏蒸、威百亩熏蒸,测定熏蒸处理后土壤养分含量;采用PacBio测序平台分析土壤微生物多样性的变化。【结果】石灰氮和威百亩处理均增加了碱解氮含量,降低了有机质、有效磷和速效钾含量;棉隆处理土壤中各养分含量均增加;石灰处理除有机质含量增加外,碱解氮、有效磷和速效钾含量均降低;棉隆、石灰和威百亩处理显著降低pH值。5个处理草莓连作土壤样本中获得了1 164个细菌OTU和444个真菌OTU。细菌多样性和丰富度分析发现,4种熏蒸剂处理均增加了土壤细菌群落的丰富度,石灰氮、石灰和威百亩处理增加了土壤细菌菌落的多样性。4种熏蒸剂处理真菌菌落的丰富度低于对照;石灰、棉隆处理真菌菌落的多样性高于对照和石灰氮、威百亩处理低于对照,但差异不显著。在物种组成分析中,从门水平看,变形菌门(Proteobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势细菌门;与对照相比,石灰氮、石灰、棉隆处理变形菌门相对丰度增高,威百亩处理相对丰度降低。4种处理均降低了芽单胞菌门的相对丰度。其他门类中,4种处理均增加了浮霉菌门(Planctomycetota)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度。优势细菌群落分析表明土壤熏蒸减少了芽单胞菌属(Gemmatimonas)、藤黄单胞菌属(Luteimonas)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)等细菌的相对丰度,增加了噬几丁质菌属(Chitinophaga)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)的相对丰度。子囊菌门(Ascomycota)为优势真菌,石灰氮、石灰、棉隆、威百亩4种处理均增加了子囊菌门的相对丰度。另外还检测到引起草莓根部土传病害的枝孢属(Cladosporium)和镰刀菌属(Fusarium)病菌,熏蒸处理后均降低了枝孢属和镰刀菌属的相对丰度,其中枝孢属在石灰氮、石灰、棉隆、威百亩处理中分别降低了1.35%、1.11%、0.90%和1.31%,镰刀菌属分别降低了0.71%、0.85%、0.19%和0.65%,但差异不显著。4种土壤熏蒸剂均增加了有益真菌毛壳菌属(Chaetomium)的相对丰度。【结论】采用熏蒸剂处理连作土壤改变了微生物群落构成,减少或灭杀土壤中的大部分致病菌属,起到有效防治草莓土传病害的作用,但不能灭杀所有病菌,而且对有益菌和土壤理化性质有不同程度的影响,因此处理后补充有益微生物非常关键。根据对病原菌的灭杀效果,石灰氮、威百亩处理的效果优于其他处理,可作为轮换施用的熏蒸剂,本试验条件下,棉隆是一种弱的处理剂。     

液固工艺山西陈醋发酵微生物群落组成、互作网络及溯源分析

【背景】传统山西陈醋是在开放环境下由多菌种固态发酵酿制而成,解析酿造过程中微生物群落的组成、互作网络及来源对认识和调控食醋发酵过程都具有重要意义。【目的】揭示山西陈醋酿造微生物群落的组成、演替、互作网络及来源。【方法】基于高通量测序技术揭示山西陈醋酿造过程中微生物群落的组成、演替和多样性;采用SPSS数据统计软件计算物种间的斯皮尔曼相关系数并利用Gephi软件对微生物群落互作网络进行可视化分析;采用快速期望最大化微生物源跟踪(fast expectation-maximization microbial source tracking, FEAST)方法解析发酵微生物群落的来源。【结果】山西陈醋酿造过程中有6个优势细菌属和5个优势真菌属(平均相对丰度大于1%);醋酸杆菌属(Acetobacter)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)和复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)的平均相对丰度较高,分别为20.76%、30.38%和46.24%;醋酸杆菌属(Acetobacter)的相对丰度在醋酸发酵阶段逐渐增加,而乳酸杆菌属(Lactobacillus)在此阶段的趋势则相反。微生物群落互作网络结果显示魏斯氏菌属(Weissella)、乳球菌属(Lactococcus)、季也蒙酵母属(Meyerozyma)、Loigolactobacillus、Schleiferilactobacillus和地杆菌属(Geobacter)具有较高的连接度(连接度≥7);此外,醋酸杆菌属(Acetobacter)与魏斯氏菌属(Weissella)、Schleiferilactobacillus、Loigolactobacillus、乳球菌属(Lactococcus)、季也蒙酵母属(Meyerozyma)具有显著的拮抗作用。来源追溯结果显示糖化发酵第2天样品中有1.02%的细菌群落和77.04%的真菌群落来源于大曲;在醋酸发酵第1天样品中有0.93%的细菌群落和52.82%的真菌群落来源于火醅。【结论】为了解山西陈醋酿造过程中微生物群落的组成、演替、互作网络和解释酿造微生物来源提供了重要的理论数据。     

管叶槽舌兰新鲜及硅胶干燥根样内生菌多样性研究

管叶槽舌兰(Holcoglossum kimballianum)是一种珍稀濒危兰科植物,其野生种群亟需保护。内生菌对兰科植物的生长发育至关重要,为评估管叶槽舌兰内生菌的多样性、分析采样方式对其内生菌的影响,该文采用高通量测序技术对迁地保育状态下新鲜与硅胶干燥的管叶槽舌兰根内生菌进行研究。结果表明:(1)新鲜及干燥管叶槽舌兰根内生菌物种组成明显不同,管叶槽舌兰内生真菌注释到6门46科51属,内生细菌注释到15门105科178属; 干燥后管叶槽舌兰根内生真菌注释到6门88科116属,内生细菌注释到21门154科336属。(2)迁地保育状态的管叶槽舌兰根样内生菌具有丰富的多样性,并且内生细菌群落丰富度和多样性远比内生真菌群落高; 经硅胶干燥后,内生真菌α多样性指数升高、β多样性指数降低,而内生细菌的α多样性指数降低、β多样性指数则升高。(3)差异显著性真菌黄盖小脆柄菇(Psathyrella candolleana)和刺盘孢属(Colletotrichum)的C. tofieldiae只存在于新鲜根样中,新鲜管叶槽舌兰差异显著性细菌是马赛菌属(Massilia),干燥根样中差异显著性细菌类群包括拜叶林克氏菌科(Beijerinckiaceae)、黄色杆菌科(Xanthobacteraceae)及慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。(4)共发生网络分析显示,经干燥后管叶槽舌兰根样内生菌群落中占互作主导地位的优势物种和互作模式都发生了改变。综上认为,不同采样处理会影响管叶槽舌兰根内生菌的群落结构,在研究兰科植物根样内生菌时宜使用新鲜的根样。该研究结果为管叶槽舌兰野生种群保护及人工栽培提供了内生菌数据基础,也为兰科植物内生微生物采样方法提供了参考。     

不同分布区胀果甘草原生境土壤微生物群落结构特征及其影响因素

胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)主要分布于新疆、甘肃的荒漠区,是耐盐性最强的药用甘草,在改良盐碱地土壤中发挥着重要作用,其原生境土壤微生物群落结构特征是揭示种群分布影响因素及盐碱地修复机制的重要依据。从胀果甘草5个主产区采集原生境土壤,测定土壤理化指标,并采用高通量测序技术,结合Spearman、dbRDA等方法开展微生物群落组成及多样性特征研究,揭示不同分布区的优势微生物群落特征和影响因子。结果表明：真菌群落中曲霉属(Aspergillus)、地丝霉属(Geomyces)、镰刀菌属(Fusarium)和细菌群落中的寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、Marinimicrobium、Idiomarina是野生胀果甘草原生境土壤中的优势微生物类群。不同分布区的土壤真菌多样性和丰富度具有显著差异,但土壤细菌多样性和丰富度差异不显著;部分分布区土壤中的真菌和细菌种类差异较大。土壤理化因子中,土壤含水量和总含盐量对真菌和细菌的群落分布、丰富度有显著影响。原生境含水量与曲霉属(Aspergillus)、镰刀菌属(Fusarium)、链格孢属(Alternaria)...     

新疆野果林苹果腐烂病病原菌鉴定及药用植物内生细菌对其抑菌效果

【背景】药用植物内生细菌能产生与寄主植物相同或相似的化合物及一些新的次级代谢产物等,具有促进宿主植物生长、抵抗病虫害、降解有毒有害化合物等作用。【目的】进一步提高苹果腐烂病生物防治的效率,丰富新疆药用植物内生细菌拮抗功能菌株的资源库。【方法】从新疆伊犁新源县和塔城额敏县野果林中采集带腐烂病病斑的果树枝条,分离鉴定苹果腐烂病病原菌,并采用平板对峙法从药用植物内生细菌中筛选对苹果腐烂病具有抑制作用的拮抗菌株。【结果】从两地共分离获得234株分离株,筛选鉴定出25株Valsa malicola和2株Valsa mali;同时,筛选出92株具有抑菌效果的内生细菌菌株,其中70株来自甘草植物内生细菌。【结论】药用植物甘草中富含较为丰富的抗苹果腐烂病病原菌的微生物菌株资源。本研究在新疆野果林苹果腐烂病的生物防治及药用植物内生细菌的开发利用等方面具有重要意义。     

新疆不同栖息地赤麻鸭肠道菌群多样性研究

【目的】探讨天山北麓赤麻鸭肠道细菌多样性及其与栖息地环境之间的关系。【方法】于2017年秋季在天山北麓5个栖息地随机采取新鲜的赤麻鸭粪便,用细菌16S rDNA通用引物扩增V3–V4区并进行高通量测序,使用BLAST、USEARCH和QIIME等软件和在线工具分析各栖息地样品菌群组成与差异。【结果】从赤麻鸭粪便样本中共获得16S rDNA有效序列408 036条,聚类产生1 014个操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)。样品中的细菌分属25个门和397个属。在门分类阶元上,变形菌门和厚壁菌门在所有样品中均为优势菌,相对丰度较高的还包括拟杆菌门、梭杆菌门、放线菌门、蓝藻细菌、螺旋体门、Saccharibacteria和迷踪菌门,但以上细菌在各栖息地样品中的相对丰度存在差异。在属分类阶元上,各栖息地样品的菌群组成差异显著,艾比湖、安集海水库、奎屯水库、蘑菇湖水库和八一水库样品的优势菌分别为鲸杆菌属、巨单胞菌属、假单胞菌属、乳酸菌属和链球菌属。对不同样品菌群组成和差异分析表明,赤麻鸭胃肠道菌群组成受环境和食源的影响较大。【结论】新疆5个栖息地赤麻鸭肠道...     

青藏高原极端生境细菌多样性差异及影响因素

土壤微生物组对于生态系统的可持续性至关重要,青藏高原独特的地理环境孕育了多样的极端环境,其土壤细菌组成差异及其驱动因素尚不清楚。【目的】探究不同极端生境土壤细菌多样性及其影响因素。【方法】对7种典型的青藏高原极端生境土壤DNA进行16SrRNA基因高通量测序,通过生物信息分析,找出不同生境细菌群落组成、功能差异;结合土壤理化因子,进一步分析细菌组成差异的潜在影响因素。【结果】通过高通量测序,从7个不同生境的36个土壤样品中共获得16 323 712高质量reads,26 504个可操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs)。在门分类水平上,各生境中注释到的放线菌门(Actinomycetota)与假单胞菌门(Pseudomonadota)相对丰度均最高;在属分类水平上,芽孢杆菌属(Bacillus)、Ambiguous＿taxa、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)、假节杆菌属(Pseudarthrobacter)等为优势属。另外,不同生境中的细菌α多样性无显著差异,但是β多样性差异显著,并且通过LEfSe分析进一步说明了不同生境细菌群...     

甘草叶片渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶对干旱胁迫的响应特性

该研究以甘草幼苗为试材,采用盆栽自然干旱方法,设计对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)、重度(SS)干旱胁迫处理,测定分析甘草叶片的渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶[蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶合成方向(Ss+)、蔗糖合成酶分解方向(Ss-)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(AI)、淀粉磷酸化酶(SP)]活性的变化,以探讨甘草的渗透调节特性以及糖分调节的酶学机制,揭示甘草对干旱胁迫的响应机理。结果显示:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量呈逐渐增加的趋势,束缚水/自由水的比值呈先增加后降低的趋势。(2)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片蔗糖、葡萄糖、果糖含量均呈先升高后降低的趋势,但不同胁迫强度出现峰值的时间不同;其中在CK和LS干旱胁迫时蔗糖含量淀粉含量葡萄糖含量果糖含量,在MS和SS干旱胁迫时淀粉含量葡萄糖含量蔗糖含量果糖含量,表明随着干旱程度的增加,甘草叶片中蔗糖转化成了淀粉。(3)随着干旱胁迫程度的加重,甘草叶片的SPS活性呈先升高后降低的趋势,Ss活性和Inv(蔗糖转化酶)活性呈逐渐升高的趋势,SP活性呈逐渐降低的趋势;各胁迫处理的Ss+活性与CK差异不显著,而Ss-活性与CK差异显著,并且Ss-活性在各胁迫处理下远大于Ss+活性,表明甘草叶片Ss-活性在蔗糖代谢过程中占主导作用。(4)相关分析结果显示,在LS中,NI与蔗糖呈负相关关系,Ss-与淀粉呈显著正相关关系、与蔗糖呈负相关关系;在MS中,蔗糖和葡萄糖与SPS、Ss+、Ss-、NI和AI均呈正相关关系,与SP呈负相关关系;在SS中,SP和NI与蔗糖呈正相关关系,而与淀粉呈负相关关系;表明在轻度干旱处理下,Ss参加了蔗糖的分解,继而合成淀粉;在中度和重度干旱条件下,SP主要催化淀粉的分解来增加蔗糖含量以此平衡蔗糖代谢。     

不同生境下川麦冬根围土壤丛枝菌根真菌多样性北大核心CSCD

采用高通量(Illumina Miseq)测序技术对栽培和野生2种生境下川麦冬根围的丛枝菌根(AM)真菌多样性和群落结构进行测定,并结合土壤理化因子进行相关性分析,以明确两种生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性和优势群落的分布特点,探讨AM真菌群落分布差异的驱动因子,为AM真菌应用于麦冬生产提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)不同生境下川麦冬根围土壤中共鉴定出AM真菌3属10种,其中野生川麦冬根围土壤鉴定出的AM真菌3属7种,分别隶属于无梗囊霉属(Acaulospora)、多孢囊霉属(Diversispora)和球囊霉属(Glomus),而栽培环境下鉴定出AM真菌1属6种,隶属于球囊霉属。2个生境优势属均为球囊霉属。(2)不同生境下川麦冬根围AM真菌之间存在显著差异,野生生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性指数ACE和Shannon均显著高于人工栽培生境,而Simpson指数则相反。(3)相关性分析表明,AM真菌多样性指数及群落组成结构均与土壤理化因子存在相关性,其中全钾(TK)、全磷(TP)、全氮(TN)对AM真菌多样性指数和群落结构组成均存在显著影响。研究认为,不同生境下川麦冬根围AM真菌群落存在显著差异,球囊霉属为川麦冬互利共生的关键属,TK、TP、TN是不同生境川麦冬根围AM真菌群落差异的主要驱动因子。     

洮河上游不同海拔紫果云杉根际与非根际土壤细菌多样性及影响因子

【背景】紫果云杉天然林在维护洮河上游生态环境安全方面发挥着重要作用,不同海拔梯度如何影响紫果云杉根际与非根际细菌多样性、土壤养分因子及三者之间的相关性尚不清楚。【目的】深入探索紫果云杉根际与非根际土壤细菌群落结构组成及受控因子。【方法】采用Illumina Miseq平台对洮河上游不同海拔紫果云杉天然林根际与非根际土壤细菌进行测序分析,分析土壤理化因子与细菌多样性随海拔的变化趋势,并通过相关性与冗余分析探究环境因子对细菌群落的影响。【结果】土壤养分因子随海拔升高呈先增加后降低趋势;根际土养分因子组间差异显著(P<0.05),非根际组间差异不显著(P>0.05)。随海拔升高根际微生物物种多样性指数(H)、均匀度指数(E)、丰富度指数(Chao1/ACE)和OTU数目呈单峰型变化趋势;非根际多样性指数随海拔升高呈双峰型变化趋势。土壤细菌多样性与养分因子密切相关,其中有机质、全氮和碱解氮呈显著正相关(P<0.05),而土壤pH和有效磷与细菌多样性呈负相关但不显著(P>0.05)。不同海拔梯度下紫果云杉天然林细菌群落结构一致性较高,从30个样本中获得7 159个细菌OTU,注释到37个门;细菌优势类群为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门。不同细菌门对土壤养分因子的响应各不相同,有机质、全氮和碱解氮与变形菌门呈显著正相关(P<0.05)。【结论】土壤理化因子能够显著影响紫果云杉根际与非根际细菌多样性和组成,海拔和水热条件等环境因子对植物和土壤的驱动影响是细菌群落结构稳定组成的重要原因。本研究有助于深入理解紫果云杉天然林土壤细菌多样性的变化和驱动机制,为洮河上游天然林恢复与生态恢复提供借鉴。     

Photosynthetic Gas Exchange and Chlorophyll a Fluorescence of Three Wild Soybean Species in Response to NaCl Treatments

Responses of photosynthetic gas exchange and chlorophyll (Chl) a fluorescence of three wild soybeans, Glycine soja, G. tomentella, and G. tabacina occurring in different habitats of Taiwan, to four NaCl treatments, 0S, LS, MS, and HS (i.e. 0, 17, 51, and 85 mM NaCl) were compared. In G. soja following exposure to NaCl treatment for one month, the photon saturated photosynthetic rate (P _N), the ratio of variable to maximum fluorescence (F_v/F_m), the quantum yield of photosystem 2 (_PS2), and the electron transport rate (ETR) decreased dramatically. These reductions increased with increasing concentration of NaCl treatment. Plants of MS and HS treatments did not survive after extending the treatment to two months. Reductions in P _N, _PS2, and ETR (but not in F_v/F_m) were found in G. tabacina after two months of exposure to MS and HS treatments, but the reduction was not as severe as that in G. soja. In G. tomentella, significant reductions in P _N and g _s were found only in HS plants after two months of treatment, but no significant differences in F_v/F_m, _PS2, and ETR were found among plants of the four treatments. Thus the three wild soybeans in Taiwan have differentiated in their photosynthetic susceptibility to salinity, G. tomentella being the least susceptible, G. soja the most sensitive, and G. tabacina the intermediate. Different mechanisms are attributed to the inhibition effect of salinity on photosynthesis of the three species.     

高盐生境中乌拉尔甘草盐离子分泌与积存格局的研究

采用植物水培方法,以乌拉尔甘草为研究材料,用不同浓度(0、80、160、320mmol·L~(-1))NaCl溶液胁迫处理乌拉尔甘草幼苗3周后,分析其叶片表面盐离子(K~+、Ca~(2+)、Na+)分泌速率的差异,并采集盐化低地草甸重盐土生境中2年生乌拉尔甘草植株,应用ICP-AES测定其不同部位(根、根状茎、茎、老叶和幼叶)中的盐离子(K~+、Na~+、Ga~(2+)、Mg~(2+))含量,探究盐离子在乌拉尔甘草叶片上的分泌格局以及盐离子在植株体内的积存格局,为完善甘草耐盐机理的研究提供依据。结果显示:(1)随着盐胁迫浓度的升高,乌拉尔甘草叶片上K~+、Ca~(2+)、Na+的分泌速率均呈增加趋势,且Na~+的分泌速率远远大于Ca~(2+)和K+的分泌速率。(2)在乌拉尔甘草各部位中,K+的积存量从大到小依次为:幼叶根根状茎茎老叶;Na~+在各个部位的积存量都十分有限,且无论地下部分还是地上部分,差异均不大;Ca~(2+)积存量由大到小依次为:老叶幼叶茎根状茎根,且老叶中Ca~(2+)的积存量显著高于其它部位。研究认为,在重盐碱地生境中,K+主要积存在幼叶中,Ga~(2+)主要积存在老叶中,植株体内各个部位Na~+的积存量很低,乌拉尔甘草表现出明显的拒Na现象;叶片分泌的主要盐离子为Na~+;乌拉尔甘草通过泌盐的方式将Na+排出体外,从而有效降低Na~+在体内的积存,这是其能够在重盐碱地生存生长的重要原因。     

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。