恩诺沙星残留对土壤中固氮细菌固氮基因(nifH)多样性的影响

为了了解恩诺沙星在环境中残留对土壤微生物的影响,通过PCR扩增、基因克隆、RFLP分析法对恩诺沙星影响下的土壤微生物固氮酶nifH基因的分子多样性进行了分析。结果表明,恩诺沙星作用于土壤后第35天,Ⅰ-Ⅵ组的OTUs与克隆子的百分比分别为:34.31%、32.18%、26.04%、20.83%、19.09%、20.00%;第70天,Ⅰ-Ⅵ组的OTUs与克隆子的百分比分别为:23.85%、20.75%、18.26%、16.67%、14.58%、11.67%。对照组多样性指数均高于添加药物组,第35天,对照组的M argalef指数与添加药物各组差异均显著(P0.05),第70天,仅与10μg/g和50μg/g两组差异显著;第35天,除了0.01μg/g组,对照组的Shannon-Wiener指数与其他添加药物组差异均显著,第70天,仅与10μg/g和50μg/g两组差异显著。由此可见,随着药物作用的时间延长,药物含量0.01-1μg/g组土壤固氮微生物的多样性与对照组之间的差异变小。     

恩诺沙星残留对土壤中反硝化细菌氧化二氮还原酶基因(nosZ)多样性的影响

为了解恩诺沙星在环境中残留对土壤微生物的影响,通过PCR扩增、基因克隆、RFLP分析法对恩诺沙星影响下的土壤反硝化细菌氧化二氮还原酶nosZ基因的分子多样性进行了研究。结果表明,恩诺沙星作用于土壤后第35天,ⅠⅥ组(Ⅰ组0μg/g、Ⅱ组0.01μg/g、Ⅲ组0.1μg/g、Ⅳ组1μg/g、Ⅴ组10μg/g、Ⅵ组50μg/g)的OTUs与克隆子的百分比分别为:48.30%、41.88%、34.78%、33.62%、25.42%、23.81%;第70天,ⅠⅥ组的OTUs与克隆子的百分比分别为:29.66%、24.24%、18.10%、16.67%、15.83%、14.39%。对照组多样性指数均高于添加药物组,第35天,对照组的M argalef指数与添加药物各组差异均显著(P0.05),第70天,仅与10μg/g和50μg/g两组差异显著;第35天,除了0.01μg/g组,对照组的Shannon-W iener指数与其他添加药物组差异均显著,第70天,仅与50μg/g组差异显著。由此可见,随着药物作用的时间延长,药物含量0.0110μg/g组土壤反硝化细菌的多样性与对照组之间的差异变小。     

恩诺沙星对土壤微生物群落功能多样性的影响

为了评价恩诺沙星(enrofloxacin)对土壤微生物群落的影响,借助BIOLOG检测法比较了不同浓度恩诺沙星影响下的土壤微生物的群落特征。结果表明,各添加药物组与空白对照组的土壤微生物群落代谢多样性差异显著(P<0.05),空白对照组土壤微生物在BIOLOG微平板上的平均每孔颜色变化率(AWCD)和微生物代谢多样性指数(丰富度和多样性)显著高于添加药物组;药物显著影响微生物群落对BIOLOG微平板中碳源的利用能力,较低浓度的恩诺沙星(0.01μg/g)就显著影响了土壤微生物群落对α-Ketobutyric Acid、L-Phenylalanine、1-Erythritol、D-Xylose等碳源的利用代谢能力(P<0.05),且土壤微生物群落利用各类碳源的能力随药物浓度加大而降低。由此可见,恩诺沙星在土壤中残留时对土壤微生物的影响不容忽视。     

兰坪铅锌尾矿区豆科根瘤菌遗传多样性ARDRA分析

通过16S rDNA扩增产物限制性片段长度多态性分析(ARDRA),对兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌的遗传多样性进行了研究。采用限制性内切酶Hae Ⅲ、Hind Ⅲ、Hinf Ⅰ和Taq Ⅰ对16S rDNA扩增产物进行了酶切分型,根据ARDRA酶切图谱的不同,进行树状聚类。结果表明:49株根瘤菌在40%的相似水平上按氮含量不同及铅锌含量的采集地不同分别聚为OTU1、OTU2和OTU33个群,说明根瘤菌的遗传多样性及分布与土壤中的氮含量和铅锌含量有关。代表菌株的16S rDNA测序结果分析表明,它们在系统发育树上属于Rhizobium sp.、Sinorhizobium sp.和Bradyrhizobium sp.3个系统发育分支,进一步说明兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌多样性较丰富。     

粪便样品中大肠杆菌多态性分子研究

以粪便样品中分离到的大肠杆菌为研究对象,比较了3种不同方法在分离鉴定大肠杆菌过程中的应用。首先,通过传统方法从粪便样品中分离,筛选和确定了一批大肠杆菌疑似菌株,再用现代分子生物学方法对待鉴定的大肠杆菌疑似菌株,已知大肠杆菌MG1655以及几种其它细菌进行ARDRA(AmplifiedRibosomalDNARestrictionAnalysis)分析,最后利用ERIC-PCR技术在个体水平上分析菌株的多样性。结果表明,所有由传统方法确定的大肠杆菌疑似菌株和MG1655都属于同一ARDRA型,并与其它细菌的ARDRA条码型不同。这说明ARDRA分析得到的结果与传统分析方法的结果吻合,利用ARDRA分析可以区分大肠杆菌和其它肠道细菌。但是在本实验中ARDRA分析不能反映大肠杆菌中不同菌株之间的多样性,ERIC-PCR则可以区分它们。     

四种红树植物根际土壤微生物Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因的检测与多样性分析

[目的]探究红树林土壤中聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)基因的多样性和新颖性.[方法]用Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因酮基合成酶(Ketosynthase,KS)域的简并引物对海南清澜港红树林海莲、黄槿、银叶、老鼠簕4种红树根际土壤样品中DNA进行PCR扩增,之后利用PCR-限制性酶切片段多样性(PCR-RFLP)和测序分析法对Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因的多样性进行探讨.[结果]对得到的72条Ⅰ型PKS基因的酮基合成酶(Ketosynthase,KS)域DNA序列进行PCR-RFLP分析,共得到51个可操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTUs),其中37个OTUs为单克隆产生,没有明显的优势OTU.选取了26个代表不同OTU的克隆进行测序分析,这些序列与GenBank中已知序列的最大相似率均未超过85％. KS域氨基酸序列的系统发育分析显示,所得KS域来源广泛,包括蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和一些未可培养细菌;对55条PKSⅡ基因KS域DNA序列的PCR-RFLP分析后共得到25个OTUs,有两个明显的优势OTUs,代表的克隆子数所占比例超过10％.[结论]PCR-RFLP分析表明红树林根际土壤中存在着丰富多样的Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因,且前者多样性更高;低的序列相似度表明所获得的PKSⅠ基因KS域序列独特;系统发育分析表明得到的PKSⅠ基因来源广泛.     

转mapk双链RNA干扰表达载体黄瓜对根际土壤细菌多样性的影响

随着RNA干扰技术的发展,通过植物表达病原物特异的dsRNA来防治植物病害的转基因作物越来越多.转根结线虫mapk双链RNA表达载体的黄瓜能够通过RNA干扰作用沉默线虫的mapk基因,对根结线虫具有良好的防治效果.为了评价该转基因黄瓜的安全性,明确mapk双链RNA干扰表达载体转基因黄瓜植株对根际土壤细菌多样性的影响,采用16S rRNA基因克隆文库方法对非转基因黄瓜和转基因黄瓜土壤细菌群落多样性进行分析.结果表明,非转基因黄瓜土壤细菌文库包含124个OTU(可操作分类单元),转基因黄瓜土壤细菌文库包含122个OTU.2个文库共同拥有的OTU为115个.2个文库都包含1 3个类群细菌,Acidobacteria、Actinobacteria、Armatimonadetes、Bacteroidetes、candidate division BRC1、Chloroflexi、Firmicutes、Gemmatimonadetes、Nitrospira、Planctomycetes、Proteobacteria、Verrucomicrobia、unclassified_Bacteria. 其中 Proteobacteria、Bacteroidetes 、Chloroflexi和Acidobacteria是优势菌群.其他细菌类群数量相对较少.在纲分类水平上,两个文库包含的细菌类群一致,且各类群细菌比例差异不大.在Acidobacteria门中,Acidobacteria_Gp6为优势菌群.在Bacteroidetes门中,Sphingobacteria纲细菌数量最多.在Chloroflexi门中,unclassified Chloroflexi细菌最多.在Proteobacteria门中,其中Betaproteobacteria纲的细菌数量最多.从多样性指数角度分析,两种土壤细菌群落的Shannon、Simpson和Chao值差异不大.总体来看,两种土壤细菌类群差异不显著,转基因黄瓜未对根际土壤细菌群落产生明显影响.     

应用16S rRNA基因文库技术分析土壤细菌群落的多样性

[目的]土壤微生物在菜田生态系统中具有重要的生态功能,通过16S rRNA基因克隆文库技术分析典型菜田土壤细菌群落结构的组成情况,为揭示典型的菜田土壤微生物的多样性以及土地利用变化与生态环境效应之间的关系奠定基础.[方法]采用未培养技术直接从北京和山东两地典型菜田土壤样品中提取微生物总的DNA,分别构建基于通用引物PCR扩增的土壤细菌16S rRNA基因克隆文库,通过Hinf Ⅰ和Hae Ⅲ限制性内切酶对两地土壤细菌16s rRNA基因文库中的克隆进行ARDRA(Amplified Ribosomal DNA Rstriction Analysis)分析,将所有阳性克隆分为若干个可操作分类单元(OTU).[目的]通过构建两地细菌克隆文库的系统发育树,并分析主要种群的组成表明:北京和山东菜田土壤细菌克隆文库的优势种群均为γ、β、α变形细菌亚群.两地的细菌种类组成分别包括124个OTUs和92个OTUs.[结论]北京地区和山东地区典型蔬菜地土壤细菌种群中优势种群均为变形细菌,但是土壤细菌多样性降低,这可能与典型菜田的多年连作,种植蔬菜种类单一直接相关.同时,也可能是造成菜田土壤病害普遍发生,土壤退化的一个重要原因.     

枯草芽胞杆菌菌肥对有机冬瓜根区土壤微生态的影响

【背景】微生物肥料已广泛应用于我国有机作物的种植,其对有机种植土壤微生态的影响尚需科学评测。【目的】高通量测序技术可用于精确分析土壤微生物群落,从细菌、真菌群落结构和多样性的角度阐释枯草芽胞杆菌菌肥对有机农田根区土壤微生物群落的影响。【方法】在有机农田轮作种植条件下,施用枯草芽胞杆菌菌肥后提取冬瓜根区土壤基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,利用IlluminaMiSeq高通量测序技术,并结合相关生物信息学方法分析土壤细菌16SrRNA基因V3-V4区和真菌ITS1区的多样性指数及群落结构;测定根区土壤化学性质及酶活性,分析有机冬瓜果实品质,并作相关分析。【结果】从6个有机冬瓜根区土壤样本中获得14199个细菌操作分类单元(OTU)和3378个真菌OTU,细菌和真菌文库测序覆盖率分别在98%、99%以上。枯草芽胞杆菌菌肥会在一定程度上提高土壤细菌种群多样性而降低真菌种群多样性,丰富了细菌群落结构,但显著降低了真菌群落丰富度(P0.05);并减少了根区土壤特有细菌和真菌物种。变形菌门、厚壁菌门和放线菌门是优势细菌,子囊菌门是优势真菌;枯草芽胞杆菌菌肥会提高绿弯菌门和子囊菌门的相对丰度,比例分别为46.23%、10.01%;降低变形菌门和担子菌门的相对丰度,比例分别为11.14%、74.72%。枯草芽胞杆菌菌肥显著降低了土壤pH,显著提高了有机冬瓜果实总氨基酸、可溶性固形物等营养成分含量(P0.05)。【结论】施用枯草芽胞杆菌菌肥改变有机冬瓜根区土壤细菌和真菌的丰富度和多样性,降低了土壤pH,提高了有机冬瓜果实品质。     

木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤细菌多样性及其最优采样数

土壤微生物在森林生态系统中起着重要作用。为了了解木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤细菌的多样性,明确采样数对多样性的影响,采用Illumina Hiseq高通量测序技术对木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤细菌多样性进行了初步研究,发现:在82个采样点内,随着采样点增加,不同分类水平的土壤细菌类群数量有增多趋势;当采样点达到82个时,检测出的土壤细菌类群达44门99纲180目356科630属和269822个OTU;82个土壤样品中所检测出的细菌类群平均有28.8门60.9纲108.1目206.8科239.6属和3290.5个OTU,其中门、纲、目分类水平上优势类群所占比例分别为变形菌门(Proteobacteria)(34.51%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(18.43%)、根瘤菌目(Rhizobiales)(12.50%)。取样数量对检测出的土壤细菌类群数量有显著影响:在门、纲、目、科的分类水平上,36个、57个、72个、78个样品基本上可代表82个样品监测出来不同分类水平的细菌多样性信息;在属和OTU的分类水平上,当样品数量达到82个时检测出来的相应细菌类群数仍在不断地增加。这些初步的研究结果显示木论常绿落叶阔叶混交林土壤在一定程度上有着较高的细菌多样性水平,该研究为细菌多样性与植物多样性的进一步研究奠定了基础。     

Diversity of cultivable Azotobacter in the semi-arid alfisol receiving long-term organic and inorganic nutrient amendments

Monitoring the biological processes and microbial diversity is essential for sustaining the soil health for long-term productivity. In the present study, the impact of long-term nutrient management systems on changes in Azotobacter diversity of Indian semi-arid alfisol was assessed. Three soils, i.e., unfertilized control, soils amended with organic manures (OM), and with inorganic chemical fertilizers (IC) from century-old experimental fields were evaluated for Azotobacter diversity by Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis (ARDRA). Bray–Curtis’s similarity index of the ARDRA data of the isolates was analyzed by non-metric multi-dimensional scaling and hierarchical cluster analysis. The results revealed that the long-term organically managed soil recorded significantly higher soil organic carbon, microbial biomass carbon, and total culturable bacterial counts, whereas the chemical fertilized and control soils remained unaffected. Though the Azotobacter population was significantly higher in OM soil than IC and control soils, the genetic diversity was unaffected due to long-term addition of either organic manures or inorganic chemical fertilizers. This result implies the importance of continuous addition of organic manures and also the optimal use of inorganic chemical fertilizers without disturbing the biological properties of the soil.     

上海崇明东滩两种典型湿地土壤有机碳汇聚能力差异及成因

通过分析上海崇明东滩南部冲刷带芦苇型砂壤土(A区)和东北部淤涨带芦苇/米草型粘土(B区)的有机碳含量和植被输入量,研究了异质性湿地土壤的有机碳汇聚能力,并从异质型土壤的微生物活性和理化性质的差异角度分析了造成土壤有机碳汇聚能力差异的主要原因.结果表明：A区土壤平均总有机碳含量仅为B区的46.10%(P<0.05),而A区地上部分的年均植物量仅比B区低9.16%,说明A区湿地土壤有机碳的输出量大于B区.A区细菌总数比B区高3.82倍(P<005),过氧化氢酶和转化酶活性分别比B区高4681%和3433%(P<0 05),且土壤微生物呼吸强度也高于B区.说明A区土壤的微生物碳代谢能力较强是导致其土 壤有机碳保留能力较弱的重要原因.A区砂壤土粒间孔隙较大、土壤通气透水性较好、含水 率与含盐量较低,有利于微生物生长,促进了土壤有机碳的分解;而B区的芦苇/米草型粘 土的含水量和含盐量高、微生物活性弱,有机碳氧化分解能力较低,具有较高的有机碳汇聚 能力.     

不同有机无机复混肥对水稻产量和氮素利用率的影响

通过田间试验,研究了菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥有机无机复混肥与化肥对常优1号水稻产量、氮素利用效率、土壤供氮特征以及土壤微生物多样性的影响.结果表明：各施氮肥处理的稻谷产量（7918.8～9449.2 kg·hm^-2）均显著高于对照（6947.9 kg·hm^-2）,其中有机无机复混肥处理的稻谷产量(8532.0～9449.2 kg·hm^-2)显著高于化肥处理（7918.8 kg·hm^-2）,比化肥处理增产7.7%～19.3%;菜粕堆肥、猪粪堆肥、中药渣堆肥有机无机复混肥处理的氮素积累量、氮素转运率、氮素回收率和氮肥农学利用效率及生理利用效率均显著高于化肥处理;有机无机复混肥处理明显提高了土壤矿质氮含量,改善了土壤供氮特性,提高了氮利用率;对各处理土壤DNA条带采用邻接法分析显示：5个处理土壤样品可分为三大族群,化肥与对照处理为第一族群,猪粪堆肥、中药渣堆肥处理为第二族群,菜粕堆肥处理属第三族群.表明施入外源有机物质(菜粕、猪粪与中药渣)可能会改变土壤的细菌群落结构,而施入化肥对土壤的细菌群落结构影响较小.     

长期施肥对新疆灰漠土土壤微生物群落结构与功能多样性的影响

以20a新疆国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期定位试验为平台,采用常规培养法,结合Biolog技术对可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行测定分析,研究撂荒(CK0)、耕作不施肥(CK)、不同化肥(N、NK、NP、PK、NPK)、化肥配施低量高量有机肥(NPKM1和NPKM2)和秸秆还田(NPKS)等10种处理土壤微生物特征,揭示长期施肥对土壤微生物群落结构与功能多样性的影响。结果表明:(1)可培养微生物:与CK处理相比,CK0处理显著提高了细菌、放线菌和真菌的数量(P0.05),NPKS处理微生物数量则显著降低(P0.05);不同化肥处理的细菌(除PK处理外)、放线菌(除PK和N处理外)数量也有所增加,增幅在8.14%—135.70%和15.30%—44.78%之间;真菌数量(除NK处理外)则有一定幅度的降低;NPKM1和NPKM2处理,微生物数量最高,细菌分别增加了162.20%和173.75%,放线菌增加了34.39%和39.37%,真菌增加了63.33%和488.33%;(2)生理菌群:与CK0相比,CK处理显著提高了自生固氮菌和亚硝化细菌数量(P0.05),显著降低了氨化细菌和纤维素分解菌数量(P0.05);与CK相比,NPKM1和NPKM2处理显著提高土壤中与氮素转化有关的生理菌群数量(P0.05),不同化肥处理和NPKS处理的影响不相同,NPK处理显著高于其余处理(P0.05);(3)微生物碳源利用:微生物活性表现为NK、NPKM1、NPKM2N、NPK、CKPK、NPKSCK0、NP;CK0处理3个多样性指数以及NPKM1、NPKM2和NK处理Shannon(H)指数最高,其余施肥处理差异不显著;糖类、氨基酸类、羧酸类和胺类是微生物利用的主要碳源。(4)聚类分析表明,除NP处理外,施氮处理土壤有较为相似的碳源利用,细菌和真菌与养分之间有较好的相关性,可培养微生物和生理菌群与微生物碳源利用的相关性较差。因此,长期不同施肥对新疆灰漠土土壤微生物群落结构和功能多样性产生了显著的影响,长期耕作不施肥降低了土壤微生物群落结构和功能多样性,不同化肥配合施用对微生物群落的影响不同,NPK及NPK配施有机肥可提高土壤微生物多样性。     

碧峰峡常绿阔叶林不同群落物种多样性和土壤理化性质

为了解四川碧峰峡景区常绿阔叶林群落物种多样性和土壤理化性质现状,提出利于森林经营管理及生物多样性保护的可靠方法,采用典型抽样法调查样地27个,通过聚类和排序将样地归类,探究不同类型群落物种多样性特征和土壤理化性质.结果 表明:Bray-Curtis距离为0.53时共聚出6类,山矾栲群落(Ⅰ)、山矾青冈群落(Ⅱ)、木荷山...     

低磷石灰性土壤施磷和小麦秸秆后土壤微生物量磷的变化

通过室内培养试验,向低磷的石灰性土壤加入磷(0、25、50、100 mg P·kg^-1,KH₂PO₄)和小麦秸秆(5 g C·kg^-1),25 ℃下培养90 d,研究在施肥和秸秆还田条件下土壤微生物量磷及微生物含磷量的变化特点,及其与土壤有效磷之间的关系.结果表明：土壤微生物量磷、微生物含磷量随加入无机磷量的提高而增加,最高分别为71.37和105.34 mg·kg^-1;除非加入足够的无机磷(如100 mg·kg^-1),否则同时加入秸秆会降低土壤微生物量磷和微生物含磷量,这种效果在培养初期更加明显.土壤微生物量磷和微生物含磷量与土壤有效磷之间存在显著的正相关关系（相关系数R²分别为0.26和0.40,n=49）.加入的无机磷可迅速转化为微生物量磷,表观贡献率最高可达71%,秸秆的加入可使表观贡献率进一步提高.     

沼液还田对旱地红壤微生物群落代谢与多样性的影响

通过沼液还田定位实验,按照不同沼液全氮还田比例设6个等氮量(N-P_2O_5-K_2O量均为120-90-135 kg/hm~2(对照除外))处理:对照(不施肥,CK)、100%化学氮(NPK)、15%沼液氮+85%化学氮(BS15)、30%沼液氮+70%化学氮(BS30)、45%沼液氮+55%化学氮(BS45)和100%沼液氮(BS100),运用Biolog-ECO技术分析0—20cm花生收获期土壤微生物群落代谢功能多样性,阐明微生物群落代谢与沼液还田量的相关关系。结果表明:①BS45、BS30处理土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)显著高于CK和NPK处理;而BS15、BS100处理土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)与CK和NPK处理则无显著差异;②土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)、丰富度指数、Shannon指数、Simpson优势度指数均表现为BS45BS30NPKCKBS100BS15;③结合主成分分析和聚类分析,表明各处理土壤微生物群落功能多样性分为4组:BS45、BS30处理为一组,微生物群落代谢活性最强,特别是碳水化合物、氨基酸、聚合物和胺类等碳源的代谢能力;NPK、CK、BS100处理为一组,微生物群落代谢活性次之;BS15处理为一组,微生物群落代谢能力最低,其碳水化合物、羧酸、氨基酸、聚合物、酚类和胺类等碳源的代谢能力均为最低。结合主成分分析综合得分,土壤微生物群落代谢和多样性的顺序为BS45BS30NPKCKBS100BS15。可见,沼液还田显著影响旱地红壤微生物群落的代谢活性和多样性,沼液不能完全替代化肥,当沼液全氮还田比例在30%—45%时,微生物群落代谢活性最强,有利于土壤质量提高,适于在我国旱地红壤地区推广。     

青藏铁路沿线唐古拉山口土壤微生物的ARDRA分析

通过构建16S rDNA文库及文库的限制性片段长度多态性分析（ARDRA）,对青藏铁路沿线唐古拉山口的土壤微生物多样性进行了研究。采用限制性内切酶HaeIII和RsaI对克隆文库中的90个克隆子进行了酶切分型,根据ARDRA酶切图谱的不同,可将其分为23个OTUs。16SrDNA序列分析结果表明,该克隆文库中主要包括变形菌门（Proteobacteria）的alpha、beta、detla亚类、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）及浮霉菌门（Planctomycetes）等8类细菌及未培养细菌。Alpha变形细菌为该文库中的主要菌群,占克隆总数的33.3%;其次为未培养细菌,占克隆总数的22.2%,Bradyrhizobium为优势菌属。研究结果揭示,青藏铁路唐古拉山口的土壤微生物种群不仅具有丰富的多样性,还存在丰富的潜在新菌种。