海洋微生物多样性及其分子生态学研究进展

海洋微生物多样性的深入研究将有助于微生物资源更好的开发和利用,海洋微生物多样性有很大的研究价值和研究空间。海洋中大多数微生物处于未可培养状态,在分子生态学基础上对海洋未可培养微生物进行研究是当今微生物多样性研究的主要方向。近年来相关研究进展迅速,研究方法不断更新。主要从分子生态学角度对微生物多样性研究现状进行概述并详细分析探讨了相关的研究方法,而且从分子生态学与海洋微生物多样性研究相结合的层面,对本领域的研究进行展望。旨在为海洋微生物多样性的研究及海洋资源的可持续开发与利用提供参考。     

基于高通量测序的不同虫态洋虫内共生微生物群落分析

【目的】为分析不同虫态下洋虫内共生微生物菌群组成情况,以成虫和幼虫两种虫态为研究对象。【方法】通过对洋虫内共生微生物提取及高通量测序分析,获得不同样品中微生物组成结构及变化情况。【结果】不同虫态下,随着生长发育的进行,洋虫体内细菌在丰度和多样性两个方面都有很大变化,成虫中的菌群数量相对较少,多样性较幼虫也明显降低。在几种特定微生物组成上不同虫态也存在着较大的差异,成虫中,漫游球菌属和乳酸菌菌属为优势菌属;幼虫体内乳酸菌菌属为优势菌属。真菌变化不明显,孢囊线黑粉酵母菌属为其优势菌属。【结论】研究结果将为后继洋虫生物资源的研究提供相关信息,为洋虫内共生微生物资源开发与利用提供理论依据。     

宁南山区典型植物根际与非根际土壤微生物功能多样性

选择宁南山区9种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用Biolog方法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:9种不同植物根际土壤与非根际土壤的微生物活性(AWCD)、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均存在明显差异;除冰草外,其他各种植物的根际土壤的微生物活性AWCD、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均比非根际土壤的高;9种典型植物根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类和氨基酸类,非根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类、胺类、氨基酸类;微生物活性、微生物多样性指数和微生物均匀度指数两两之间均达到了极显著相关,与土壤化学性质各指标之间均未达到显著相关水平。     

基于16S rRNA基因测序分析微生物群落多样性

微生物群落多样性的研究对于挖掘微生物资源,探索微生物群落功能,阐明微生物群落与生境间的关系具有重要意义。随着宏基因组概念的提出以及测序技术的快速发展,16S rRNA基因测序在微生物群落多样性的研究中已被广泛应用。文中系统地介绍了16S rRNA基因测序分析流程中的四个重要环节,包括测序平台与扩增区的选择、测序数据预处理以及多样性分析方法,就其面临的问题与挑战进行了探讨并对未来的研究方向进行了展望,以期为微生物群落多样性相关研究提供参考。     

PCR-DGGE技术在农田土壤微生物多样性研究中的应用

变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)在微生物生态学领域有着广泛的应用。研究采用化学裂解法直接提取出不同农田土壤微生物基因组DNA,并以此基因组DNA为模板,选择特异性引物F357GC和R515对16S rRNA基因的V3区进行扩增,长约230bp的PCR产物经变性梯度凝胶电泳(DGGE)进行分离后,得到不同数目且分离效果较好的电泳条带。结果说明,DGGE能够对土壤样品中的不同微生物的16S rRNA基因的V3区的DNA扩增片断进行分离,为这些DNA片断的定性和鉴定提供了条件。与传统的平板培养方法相比,变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术能够更精确的反映出土壤微生物多样性,它是一种有效的微生物多样性研究技术。     

高黎贡山土壤微生物的数量和多样性

本文从分解者亚系统水平,研究了高黎贡山海拔1000～3100m的不同植被下土壤中微生物的数量和多样性,对不同海拔高度、不同植被下的12份土壤样品,进行了微生物数量、真菌多样性及养分含量的测定,结果得出：细菌、真菌、放线菌数量和真菌多样性随海拔不同而变化,最高值出现在海拔2000m左右,其植被下土壤微生物的数量和多样性最高,随海拔升高或降低均呈下降趋势,在山底降到较低水平。土壤微生物随海拔高度的变化与生态因子呈现不同程度的相关性,其中,微生物的数量和多样性与气温、有机质之间的相关性最大,除细菌数量与气温、真菌数量与有机质外,都达到了显著的水平;与有效氮、土壤含水量之间的相关性次之;而与速效磷和速效钾的相关性较差。说明影响高黎贡山土壤微生物数量和多样性垂直分布的主要生态因子是气温、土壤有机质和有效氮含量、土壤含水量,现有土壤磷和钾含量的变化对土壤微生物数量和多样性的影响相对较小。     

PCR扩增循环数对细菌群落多样性测序分析的影响

运用高通量测序技术分析复杂样品中微生物群落组成及变化趋势,已经成为目前微生物研究领域的热点之一。本研究以复杂土壤样品和应用范围较广的瘤胃食糜样品为对象,选取20、25和30三个扩增循环数分别对样品的16S r RNA基因的V3区进行扩增,然后进行文库构建和测序。最后通过数据分析比较不同的扩增循环数对细菌多样性测定结果的影响。结果表明,扩增循环数越多,捕获到的细菌数量和种类越多;但并非循环数越多,群落中的微生物组成比例最优。整体来看,当扩增循环数为25时,样品中物种的数量和组成是最优的。     

微生物技术在环境治理中的作用研究

微生物是生物领域中的特殊群体，该群体体积较小、滋生速度快、数量较多，能够把实际代谢中对生态环境造成威胁的有机物和有毒物质转化为可以维护生态平衡的无机物。微生物在环境治理中可以提高资源的利用率,有效解决环境污染这一难题。文章主要以微生物技术为切入点，首先对微生物的相关概念进行阐述，其次探讨了微生物技术在环境治理中的优势，最后介绍了微生物技术在环境治理中的应用，希望能为日后该方面的研究提供一定的借鉴与帮助。     

长期不同施肥对稻田土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物群落功能多样性对土壤管理具有重要指示作用,施肥措施对土壤微生物群落功能多样性产生重要的影响,从而影响土壤有机质的含量,引起土地碳贮量变化,进而影响到陆地生态系统的碳汇.以位于湖南省桃江县国家级稻田肥力长期定位试验点的土样为研究对象,采用BIOLOG测试板对不同施肥处理下土壤微生物功能多样性进行了研究.研究结果显示,土壤微生物的碳源利用率因长期不同的施肥处理而发生分异.Shannon和Simpson指数的结果显示所有施肥处理均有利于维持微生物群落多样性,但秸秆还田和习惯施肥使群落均匀度(McIntosh指数)降低.主成分分析表明,试验点土壤微生物群落利用的主要碳源为氨基酸类和糖类,但不同施肥处理碳源利用类型有差异.结果可以得出,不同的施肥对土壤微生物功能多样性产生了不同影响,从而影响土壤有机质中碳、氮含量.这些信息可以为深入研究施肥对全球碳氮循环以及全球气候变迁提供依据.     

国家自然科学基金资助微生物组研究的现状与效果分析*

国家自然科学基金项目对科学研究具有扶持、引导作用,其资助和成果情况可在一定程度上反映出我国前沿科技领域的研究重点和发展趋势。选取2010—2021年国家自然科学基金资助微生物组基础研究情况为分析对象,对资助年度、资助金额、资助类别、资助单位、项目成果等内容进行统计分析,反映国家自然科学基金资助微生物组基础研究的现状、特点以及资助效果,为微生物组相关领域的研究和管理人员提供参考和支撑。     

中国-中东欧国家森林生态系统研究重点对比及合作方向分析——基于文献计量研究

中国-中东欧国家林业合作(17+1林业合作)是中国-中东欧国家合作的重要组成部分。为了明确双方林业研究的重点,使17+1林业合作更有针对性的开展,通过比较中国和中东欧17国森林生态系统研究状况,探究中国和中东欧17国森林生态系统研究的共同方向和领域,为中国-中东欧国家林业合作提供支撑。采用文献计量分析软件Citespace和VOSviewer对Web of Science核心库收录的中国和中东欧17国在2016-2020年期间发表的论文进行比较分析,内容涵盖国家、研究机构、作者、关键词的共现分析和关键词突现分析。分析结果显示:①中东欧17个国家之间的森林生态系统研究论文发表状况差异明显,其中波兰和捷克两国在森林生态系统研究领域发表论文数量最多,发文量分别占中东欧国家发文总量的26.91%和23.52%,篇均被引频次分别为8.46次/篇和9.85次/篇。②中国森林生态系统研究发表论文数量12951篇,高于中东欧国家总和8952篇,篇均被引用频次为8.58次/每篇,低于中东欧国家平均值9.90次/篇。③气候变化、生物多样性、森林土壤是中国与中东欧国家共同的研究重点。④中国的研究重点还包括人工林质量改善等。中东欧国家的研究重点还包括重金属,主要表现在重金属污染、评估及土壤和植被修复。通过对中国和中东欧国家森林生态系统研究领域发表的论文分析,为中国与中东欧国家林业合作提供以下建议:中国与中东欧国家开展林业研究合作,在气候变化方面的合作对象有波兰科学院、华沙大学、捷克生命科学大学;生物多样性方面的合作对象有捷克生命科学大学、捷克科学院、波兰科学院;土壤微生物方面的合作对象有塔尔图大学、波兰科学院;土壤重金属方面研究的合作对象有克拉科夫农业大学、波兰科学院、波兰格但斯克大学;病虫害防治方面的合作对象有捷克生命科学大学。     

微生物的遗传多样性

微生物是生物圈中不可或缺的重要组成部分, 维系着自然界生态平衡。随着分子生物学技术的发展, 微生物遗传多样性的研究从形态学水平、蛋白水平进入到了DNA水平。而高通量测序技术和宏基因组技术的发展, 不仅为我们理解微生物的遗传多样性提供了更加丰富的信息和有力的证据, 也对于合理利用生物资源、保护生态平衡等方面具有重要意义。文章就微生物遗传多样性研究的相关内容, 如物种的分离鉴定、微生物群体遗传结构、物种形成以及系统发育和进化等方面的研究进展进行综述。     

高黎贡山不同土地利用方式对土壤 微生物数量和多样性的影响

测定了高黎贡山不同利用方式土壤中微生物的数量、小型真菌的多样性和属的分布,分析了上述指标在不同利用方式土壤中的分布与人为干扰和环境因素之间的相互关系。结果表明微生物数量和真菌的多样性在不同利用方式土壤中的分布是,原生林(次生林(幼杉木纯林;耕作通常使条件更有利于土壤微生物生长繁殖,成熟人工纯林和旱地的土壤微生物数量及真菌多样性均较高;在五类利用方式中,土壤微生物数量及真菌多样性以原生林最高,荒地最低。     

青海三江源高寒草甸土壤微生物功能多样性的海拔分布

本研究以空间替代时间的方法,在青海三江源国家级自然保护区,以每隔200 m-300 m的海拔差异,从海拔3220 m(S1)到4790 m(S6)共设立6个海拔梯度的高寒草甸土壤样地为研究对象,利用Biolog生态板法研究了不同海拔土壤微生物碳源利用功能多样性分布特征,试图分析海拔变化对多样性分布特征的影响及其响应。结果表明,随着海拔的升高,微生物群落碳源利用功能多样性指数整体呈现先下降后上升的趋势,与AWCD变化趋势一致;DCA分析显示不同海拔土壤微生物对碳源代谢结构有一定的空间差异;不同海拔梯度的土壤微生物对6类碳源的利用程度存在差异,其中多聚化合物为优势碳源;从CCA和Partial mantel分析得知,土壤微生物群落的碳源利用功能多样性的海拔分布格局与海拔高度、全磷含量、有效磷含量呈显著相关关系,而与植物多样性没有相关性。了解不同海拔下土壤微生物对碳源利用强度,可为揭示三江源的微生物过程提供基础数据。     

不同种植年限猕猴桃园土壤微生物功能多样性研究

陕西秦岭北麓是世界上最大的猕猴桃生产基地,长期相对单一的果树种植方式导致不同种植年限果园土壤微生态环境差异。研究猕猴桃园土壤微生物功能多样性随种植年限的变化特征,为果园土壤科学管理提供参考。采集不同种植年限猕猴桃根际土壤,应用平板菌落计数法和Biolog-Eco法研究土壤微生物的数量、种群以及功能多样性,并对土壤微生物功能多样性与土壤养分的相关性进行分析。结果显示,猕猴桃园土壤可培养微生物以细菌为主,其次是放线菌,真菌数量最少。随着种植年限的增加,细菌和放线菌数量显著降低,而真菌数量显著升高。微生物平均颜色变化率(average well-color development,AWCD)、微生物群落Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D)及McIntosh指数(U)均随种植年限的增加而显著降低。主成分分析显示,不同种植年限猕猴桃园土壤微生物碳源利用特征明显不同,0～5 a、5～10 a和10～20 a的猕猴桃园土壤微生物群落分别被划分在载荷图的第一、第四和第三象限。猕猴桃园土壤微生物对糖类、氨基酸类和酯类的利用率相对较高,而对醇类、胺类和酸类的利用率相对较低。对第1主成分贡献大的碳源(|r|≥0.5)有11种,其中糖类占36%,氨基酸类和酯类均占18%。土壤微生物功能多样性与土壤养分相关性分析表明,土壤微生物功能多样性与土壤有机质正相关,与有效磷和速效钾负相关。结果表明,随种植年限的增加,猕猴桃园土壤微生物的数量和结构发生变化,微生物功能多样性降低,对碳源利用能力降低。鉴于土壤微生物功能多样性与土壤养分的相关性,应合理加大有机肥施用量,适量减少有效磷和速效钾的施用量。     

高寒半湿润沙地植物与土壤微生物多样性对植被恢复的响应

为探究植被恢复对高寒半湿润沙化脆弱生态系统的恢复效应,明确植物群落与土壤微生物多样性对恢复的响应,为高寒沙化植被恢复提供科学支撑。以青藏高原东南缘沙化地为对象,通过连续种植老芒麦(Elymus sibiricus)进行植被恢复,分析连续3年恢复后,植物群落物种组成与多样性的变化,土壤微生物群落不同季节数量与多样性的变化,探讨植物与土壤微生物多样性对植被恢复的响应特征。结果表明:老芒麦作为建群种促进植被恢复过程,3年后植物群落物种数量相较对照增加了13种,而物种种类相较对照新增14种,川甘亚菊(Ajania potaninii)从群落中消失,总体表现为短命植物和对水分需求较高的植物种类增加,植物群落物种多样性增加;土壤中微生物群落和微生物数量季节性变化剧烈,在非生长季节后期(4月),土壤细菌含量相较对照组增加了1.2倍(0-15 cm)与1.8倍(15-30 cm),真菌含量相较对照组增加了0.5倍(0-15 cm)和5.1倍(15-30 cm),放线菌相较对照组增加了1.5(0-15 cm)倍和4倍(15-30 cm);土壤微生物多样性显著增加。种植老芒麦恢复高寒半湿润沙化脆弱生态系统,促进了植物群落物种多样性与土壤微生物群落多样性恢复,这将有助于高寒沙化生态系统恢复过程。     

黄萎病不同发生程度棉田中土壤微生物多样性

作物根际土壤微生物群落对土壤生态及作物健康至关重要。以棉花黄萎病不同发生程度棉田的土壤为研究对象,采用理化分析、微生物纯培养及高通量测序技术对土壤理化性质及微生物数量、细菌丰度多样性进行综合分析。结果表明:在纯培养条件下,大丽轮枝菌无菌发酵滤液对细菌生长有明显的抑制作用;棉田接种大丽轮枝菌对土壤中细菌、真菌、放线菌的数量及细菌菌群丰度多样性未产生明显影响,不同采样时间的土壤中细菌菌群结构差异更大。土壤中大丽轮枝菌微菌核数量与棉花黄萎病的发生程度呈显著正相关。土壤肥力对土壤中微生物数量起主导作用,而水稻-棉花轮作能够使棉田有效降盐、减病、改善土壤肥力。通过生物防治、作物轮作、深翻等调控措施增加土壤中有益菌群数量、改善土壤生态、降低棉田土壤中大丽轮枝菌菌源数量是减轻棉花黄萎病危害的基础。     

DGGE技术在微生物生态学研究中的应用

简要介绍了DGGE（denaturing gradient gel electrophorests）的基本原理,及其在研究微生物类群多样性,环境中微生物变化的动态监测,微生物新物种的发现,不同DNA提取方法效果的比较和功能基因多样性研究等微生物生态学领域中的应用,并对该技术自身存在的缺陷进行了评价。     

放射性污染对铀矿区土壤微生物群落结构的影响

为探究放射性及其伴生污染对铀矿区附近土壤微生物群落功能多样性的影响，采集退役铀矿冶周围不同辐射值的土壤为研究对象，通过测定其土壤理化性质、土壤可培养微生物计数及Biolog-ECO微孔板培养，分析土壤放射性污染程度及理化性质对土壤微生物群落功能多样性和数量的影响。结果表明，矿区放射性污染土壤中重金属含量普遍较高，尤其是铅已超出管控标准。随着辐射值的增加，土壤中可培养微生物数量显著下降，特别是放线菌和真菌的数量；微生物群落功能多样性指数、物种丰富度指数、优势度、均一性指数显著下降；对碳源利用也逐渐下降，尤其是对酚酸类和胺类碳源，利用率分别下降25.8%、29.7%。RDA分析发现放射性核素是该区域驱动土壤微生物群落代谢发生变化的主要因素。铀矿区放射性污染及伴随的重金属污染明显改变土壤微生物群落结构，抑制了土壤微生物群落的代谢活性，造成土壤微生物群落功能多样性下降。     

基于文献计量的冻土微生物研究态势分析

【背景】全球气候变暖导致的冻土融化加速了微生物对土壤有机碳的降解,产生的温室气体在一定程度上加剧了温室效应,对全球气候变化形成正反馈作用。【目的】本文针对国内外冻土微生物研究的热点和发展趋势进行分析比较,旨在归纳、总结并为今后该领域的研究和发展提供参考和依据。【方法】利用Web of Science核心合集数据库和CNKI数据库检索,运用BIBExcel软件生成高频关键词的共词矩阵,使用UCINET和NetDraw软件完成高频词的网络可视化图谱,并通过SPSS软件实现高频词的聚类分析。【结果】共检索到与冻土微生物相关的国内外文献839篇,其中国外文献713篇、中文文献126篇,国外的发文量和增长率显著高于国内。从高频关键词和共现网络视图上看,国外偏重气候变化、温室气体及微生物群落变化之间的作用关系研究,而国内更偏向于冻土微生物多样性的研究。聚类分析表明,国外研究主要以微生物对有机碳的降解作用及对冻土区乃至全球的影响为主,此外还涉及以冻土微生物为研究对象的火星生命的探究。国内研究主要以冻土微生物多样性、甲烷排放和微生物对污染的降解作用为重点。【结论】国内外对于冻土微生物的研究态势存在异同...