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。     

大兴安岭典型永久冻土土壤细菌群落组成和多样性

【背景】土壤微生物是土壤生物中的重要成分,参与了土壤生态系统中关键的生物化学循环过程。但是关于寒温带多年冻土土壤微生物的研究还比较薄弱。【目的】探究大兴安岭多年冻土土壤中微生物的多样性和种群结构。【方法】利用MiSeq高通量测序技术对黑龙江大兴安岭地区呼中保护区落叶松冻土和樟子松林冻土土壤样品进行测序。【结果】在落叶松冻土和樟子松林冻土土壤中,相对丰度最高的优势菌群的组成基本一致,在门水平有疣微菌门(Verrucomicrobia)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿菌门(Chlorobi)、Parcubacteria、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)10个细菌门类,其中,疣微菌门(Verrucomicrobia)在樟子松林土壤中的相对丰度较多,变形菌门(Proteobacteria)在落叶松林土壤中的相对丰度较多。通过α多样性分析可知,落叶松冻土土壤微生物的群落多样性高于樟子松林冻土,而且两者的细菌群落组成与结构差异性较大。【结论】为深入认识大兴安岭多年冻土区的土壤微生物群落结构组成以及影响因素提供数据支撑。     

不同生境马铃薯根际土壤细菌多样性分析

近年来,随着国家对马铃薯产业重视程度的增加,生产的专业化和规模化程度越来越高,化肥农药用量不断加大,加之连作等种植模式,致使以疮痂病为代表的土传病害普遍发生且逐年加重,个别地块发病率达90%以上,给种植业者带来巨大的经济损失。[目的] 为了探索马铃薯疮痂病发生与土壤环境的关系,分析区域性种植方式和施肥量对土壤细菌种群变化的影响,为实现土传病害有效防治提供借鉴。[方法] 本文分别从1年连作土传病害轻的宁夏西吉（西北）、3年连作土传病害严重的河北沽源（华北）、5年轮作未发现土传病害的内蒙古海拉尔（东北）大田马铃薯根际采集土壤,利用高通量测序技术,比较了样品间细菌群落结构差异。[结果] 3组样品共获得有效条带617558条,可分类操作单元（OTUs）3077个。各样品中变形菌门（Proteobacteria）数量最多,含量均在33%以上。与未发病土壤样品相比,土传病害发生严重的样品中细菌数量、物种数、细菌多样性、种类丰富度均有所降低,有害菌数量增加,益生菌数量减少。其中,放线菌（Actinobacteria）数量明显增多,变形菌（Proteobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）和酸杆菌（Acidobacteria）数量明显减少,组分及数量差异明显的细菌（尤其是放线菌门）大多与土壤全磷含量呈显著相关。[结论] 过量施用化肥和常年连作改变了土壤细菌群落结构,生态环境恶化,导致土传性病害发生。其中,磷可能是影响土壤微生物群落结构变化最主要的肥料元素。     

太子参不同休耕年限土壤理化特征和微生物群落变化

太子参为福建道地中药材,连作效应严重限制其产业发展。休耕可以在一定程度上缓解连作效应,然而休耕对于缓解连作效应的机制尚不清楚。本文通过高通量测序分析不同休耕年限对太子参土壤微生物丰度及群落多样性的影响,并探索土壤理化性质、酚酸类物质与土壤微生物群落之间的关联性。结果表明:与对照太子参土壤相比,休耕土壤真菌多样性降低,细菌多样性增多。在细菌优势菌门中,酸杆菌门相对丰度显著增加,变形菌门与放线菌门相对丰度显著降低;真菌优势菌门相对丰度无显著变化。土壤酸性减弱,有机质含量随休耕年限增加呈现递减模式,酚酸类物质中苯甲酸和水杨酸含量显著降低,而对香豆酸等逐渐积累。综上,太子参土壤休耕改善了土壤微生物的菌群结构、土壤性质,从而缓解了连作效应。     

云南松林次生演替阶段土壤细菌群落的变化

土壤细菌多样性是维持森林生态系统功能的关键因子,森林演替是影响其动态变化的重要因素.研究云南松林不同演替阶段土壤细菌群落结构及其多样性的变化规律,有助于深入理解森林生态系统恢复过程的驱动机制.本研究以云南省永仁县皆伐后形成的针叶林、针阔混交林和常绿阔叶林为对象,基于Illumina Hiseq高通量测序技术,分析森林演...     

植物群落和土壤理化性质对碧塔海湿地土壤细菌群落的影响

土壤微生物是湿地生态系统中土壤-植物系统生源要素迁移转化的引擎.探究湿地生态系统地上植物群落、土壤理化性质和空间结构与土壤细菌间的相互关系是维护湿地生态系统健康和稳定的关键.本研究运用双向指示种分析法(TWINSPAN)对碧塔海湿地采集的35个样方中的植物群落进行分类,并采用高通量测序技术对样方的表层土壤细菌进行测序,...     

基于高通量测序技术的不同年代公园绿地土壤细菌多样性

【背景】细菌多样性对绿地土壤生态功能有重要作用,但不同年代公园绿地土壤的细菌多样性尚未见相关报道。【目的】研究北京市不同年代公园绿地土壤细菌多样性和群落结构特征。【方法】利用IlluminaMiSeq测序技术,分别对北京市代表性古典公园和现代公园绿地土壤细菌群落多样性进行分析。【结果】北京市公园绿地土壤细菌群落共划分为45个已知的菌门,其中变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和放线菌门为优势细菌群。土壤细菌群落α多样性分析结果表明,古典公园和现代公园的土壤细菌多样性存在差异,表现为古典公园的丰富度和多样性都高于现代公园。此外,土壤细菌群落相似性分析和主坐标分析都表明古典公园和现代公园的土壤细菌群落结构存在显著差异。冗余分析表明,对土壤微生物群落结构产生显著影响的环境因子分别为土壤含水量、有机质和全氮,其它土壤环境因子无统计学意义。首次引入公园年代作为影响因子进行冗余分析的研究结果表明,公园年代为影响公园细菌群落多样性的重要因子。【结论】不同年代公园绿地土壤细菌群落结构和物种多样性具有显著差异,随着公园年代的增加,土壤肥力和微生物多样性增加,绿地生态系统更稳定,可通过制定不同的绿地管理措施改变公园绿地土壤环境,进而优化土壤细菌群落结构,促进土壤碳氮养分循环,提高土壤肥力。     

不同连作年限草莓根际细菌和真菌多样性变化

【目的】以不同连作年限草莓根际土壤为材料,探讨不同连作年限土壤细菌、真菌多样性的变化,以期为草莓连作障碍调控提供理论依据。【方法】将没有连作(CK)、连作1年(1Y)、连作8年(8Y)的土壤分别与珍珠岩以3:1的体积充分混匀装盆,"宁玉"草莓苗于2016年9月10日定植于盆栽土壤中,定植后50 d时(开花前)进行土壤取样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,利用Mi Seq平台Illumina第二代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16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。【结果】从9个草莓根际土壤样本中获得3 192个细菌分类操作单元OTU和762个真菌OTU,其中,变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门和蓝藻门为草莓根际土壤的优势菌种,在CK、1Y、8Y草莓根际土壤中分别占细菌总数的87.86%、64.83%和61.79%;子囊菌门和担子菌门为优势真菌,在CK、1Y、8Y草莓根际土壤中分别占真菌群落的69.17%、69.06%和76.18%。从门的分类水平看,酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、绿弯菌门、蓝菌门、浮霉菌门、芽单胞菌门、变形菌门以及真菌担子菌门、接合菌门、壶菌门的比例在不同连作年限的草莓根际土壤中显著改变(P0.05)。属水平的分析也表明,共有29个细菌属和19个真菌属的比例发生改变(P0.05)。【结论】随连作年限的延长,草莓根际土壤生态系统中细菌和真菌群落各门类组成的比例会发生显著变化。     

土壤细菌呼吸对西双版纳热带森林恢复的响应

揭示不同恢复阶段热带森林土壤细菌呼吸季节变化及其主控因素,对于探明土壤细菌呼吸对热带森林恢复的响应机制具有重要的科学意义。以西双版纳不同恢复阶段热带森林(白背桐群落、崖豆藤群落和高檐蒲桃群落)为研究对象,运用真菌呼吸抑制法及高通量宏基因组测序技术分别测定土壤细菌呼吸速率和细菌多样性,并采用回归分析及结构方程模型揭示热带森林恢复过程中土壤细菌多样性、pH、土壤碳氮组分变化对土壤细菌呼吸速率的影响特征。结果表明：1)不同恢复阶段热带森林土壤细菌呼吸速率表现为：高檐蒲桃群落((1.51±0.62)CO₂ mg g^-1 h^-1)显著高于崖豆藤群落((1.16±0.56)CO₂ mg g^-1 h^-1)和白背桐群落((0.82±0.60)CO₂ mg g^-1 h^-1)(P<0.05)。2)不同恢复阶段土壤细菌呼吸速率呈显著的单峰型季节变化(P<0.05),最大值均出现在9月：高檐蒲桃群落((...     

基于高通量测序的闽楠幼林根际土壤丛枝菌根真菌群落变化

[背景]闽楠是珍贵用材树种.阐明闽楠根际土壤微生物特征,对科学经营闽楠人工林有指导作用.[目的]明确闽楠人工林恢复过程中根际土壤丛枝菌根群落随林龄的变化特征.[方法]采用高通量Illumina MiSeq测序的方法,评估不同林龄闽楠幼林根际土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF...     

Molecular characterization of bacterial population in the forest soil of Kashmir,India

The bacterial diversity in the forest soil of Kashmir, India was investigated by 16S rDNA-dependent molecular phylogeny. Small subunit rRNA (16S rDNA) from forest soil metagenome were amplified by polymerase chain reaction (PCR) using primers specific to the domain bacteria. 30 unique phylotypes were obtained by PCR based RFLP of 16S rRNA genes using endonucleases Hae 111 and Msp 1, which were most suitable to score the genetic diversity. The use of 16S rRNA analysis allowed identification of several bacterial populations in the soil belonging to the following phyla: Firmicutes (33.3%), Bacteroidetes (13.3%), Proteobacterium (6.6%), Planctomycete (3.3%), and Deferribacteraceae (3.3%) in addition to the others that were not classified, beyond Archaea domain, However, 36.6% of the retrieved bacterial sequences could not be grouped with any phylum/lineage. The large amount of unclassified clone sequence could imply that novel groups of bacteria were present in the forest soil.     

Degradation of humic acid of a forest soil by some fungal isolates

Summary In a laboratory incubation study the humic acid isolated from a forest soil of Palamau (Bihar) was subjected to biodegradation for a period of six weeks by using nine cultures of fungi. These fungi were tested earlier for their cellulose decomposing ability. The humic acid was used as sole source of carbon, nitrogen and carbon plus nitrogen in Czapek-Dox broth. Of the nine culturesAspergillus awamori (IARI),Penicillium sp. (Ranchi),Humicola insolense (Hissar) were found to be very effective in decomposing humic acid. The humic acid used as sole source of carbon was most efficiently degraded followed by that used as carbon+nitrogen source. When it was used as sole source of nitrogen, it could not be degraded so efficiently. This may be due to unavailability of its nitrogen to these microorganisms.     

Mechanism underlying the response of fungi and their Fusarium symbiotic networks to the rotations of soybean and corn

Fusarium oxysporum and Fusarium solani are the main soybean root rot pathogens in northern China. We investigated the distribution and driving factors of Fusarium under different cropping systems to evaluate and regulate soil health. The factors affecting Fusarium in soybean cropping systems were assessed using high-throughput sequencing of ITS1 to identify soil microbial population diversity, and then the soil physicochemical properties were assessed to determine the levels of various elements present in the environment. According to the results, the abundance of Fusarium was obviously reduced in the corn–soybean rotation and uncultivated soil systems. The relative abundance of Fusarium in the soil and the abundance and diversity of fungal communities were significantly positively associated with the abundance of Ascomycota. Additionally, the relative abundance of Fusarium was significantly positively correlated with the zinc (Zn) content. When the Zn content was high, the abundance of Fusarium increased, and the correlations with Chaetomium, Cryptococcus, Penicillium and Trichoderma significantly decreased. Soybean yield was significantly negatively correlated with fungal community abundance and diversity. Based on our results, the uncultivated soil and corn–soybean rotation cropping systems improved the organizational structure of the soil fungal community and were conducive to the health and production of soybean.     

渤海三湾表层水域细菌群落结构多样性及其环境因子分析

【背景】近海生态系统的可持续发展是目前人们关注的重大问题之一,河口输出以及人类活动干扰对渤海近岸环境有着重要的影响。【目的】选取2015年夏季渤海湾、辽东湾、莱州湾3个断面12个站位表层水样品,探究渤海三湾细菌群落结构多样性。【方法】提取3个断面水环境样品DNA,利用Illumina Hi Seq高通量测序技术对样品进行测序分析,比较3个断面的细菌群落结构多样性差异。【结果】根据多样性指数和稀释曲线结果发现,3个断面的微生物多样性有着明显的差别,多样性依次为莱州湾渤海湾辽东湾。分析3个断面中占优势地位的主要类群,渤海湾断面中变形杆菌门(Proteobacteria)所占比例为39.8%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占25.7%,蓝细菌门(Cyanobacteria)占22.4%,放线菌门(Actinobacteria)占5.85%,浮霉菌门(Planctomycetes)占4.38%;辽东湾断面各类群所占比例依次为变形杆菌门(Proteobacteria)37.8%,拟杆菌门(Bacteroidetes) 25.7%,蓝细菌门(Cyanobacteria) 17.8%,放线菌门(Actinobacteria) 10.4%,浮霉菌门(Planctomycetes)5.64%;莱州湾断面主要类群所占比例为(Proteobacteria)59.0%,拟杆菌门(Bacteroidetes)17.5%,蓝细菌门(Cyanobacteria)8.2%,放线菌门(Actinobacteria)7.88%。通过主成分分析和热图相关性分析发现环境因子对微生物群落组成和多样性分布有显著的影响,通过Manteltest统计分析,其中硝酸盐的作用尤为显著。【结论】渤海三湾微生物多样性非常丰富且存在较大的差异,莱州湾种群结构最复杂且物种最丰富,渤海湾和辽东湾次之,多样性分布与环境因子和空间分布有一定的相关性,该研究将为进一步保护海洋微生物多样性和生态开发提供一定的理论基础。     

不同森林恢复类型对土壤微生物群落的影响

为了评价不同森林恢复类型与方式对南方红壤丘陵区退化生态系统土壤微生物群落的影响,借助氯仿熏蒸法、平板涂抹法和BIOLOG检测法,比较研究了4种森林恢复类型土壤微生物的群落特征．结果表明,4种森林恢复类型土壤微生物生物量碳、细菌数量差异显著,2项指标均以天然次生林土壤最高,人工林次之,荒地最差;碳源平均颜色变化率(AWCD法)和微生物代谢多样性指数(丰富度和多样性)在5种植被类型的土壤中也有明显差异,其趋势与微生物量碳、细菌数量基本相同;天然次生林土壤微生物群落利用碳源的整体能力和功能多样性比人工林和荒地强．相关分析表明,0～20和20～40cm土壤微生物的代谢多样性与根系生物量紧密相关(r=0．933,P<0．05;r=0．925,P<0．05)．自然恢复更有利于改善土壤微生物的结构和功能．     

高通量扩增子测序分析生防细菌对丹参根际和根表土壤真菌群落多样性的影响

利用高量测序方法探究生防细菌对丹参植株根际和根表土壤真菌群落多样性的影响。

向丹参植株根部施入生防细菌DS-R5,培养45 d后采集根际和根表土壤样品提取总DNA,扩增样品基因组DNA的V4―V5区后进行双端测序,利用生物信息学解析生防细菌对丹参植株根际和根表土壤真菌群落多样性的影响。

菌株DS-R5处理后增加了根际和根表土壤真菌群落的多样性和丰度;根际土壤共有物种种类大于根表土壤,说明菌株DS-R5处理后根际土壤处理与对照物种种类更接近,而对根表土壤中的微生物物种影响较大。真菌群落结构组成分析结果表明,不同土壤样品在门水平上共有优势真菌主要有子囊菌门、接合菌门、担子菌门和未分类;相比根表土壤对照样品,根表土壤处理样品中子囊菌门丰度下降了13.0%,接合菌门丰度升高了69.2%;根际土壤处理样品相比根际土壤对照样品,子囊菌门和接合菌门丰度分别升高了5.9%和8.9%,但二者差异无统计学意义。在属水平上,根表土壤样品经菌株DS-R5处理后提高了有益菌属的丰度,同时降低了有害菌属的丰度。

丹参植株施入生防细菌后,改变了根际土壤和根表土壤中微生物群落结构和多样性,本研究结果可以为利用生防细菌防控丹参根腐病提供理论参考。

     

蚕沙发酵肥在制作过程中的微生物结构变化

目的 比较蚕沙发酵肥在发酵前后的微生物结构变化,阐明蚕沙发酵肥的微生物多样性。方法 蚕沙发酵肥由基底土和蚕沙按一定比例混合后发酵30 d而来,因此实验共分为4个处理组,分别为基底土组、蚕沙组、蚕沙发酵肥30 d组和蚕沙发酵肥90 d组。分别采集基底土、蚕沙以及发酵30 d后的蚕沙发酵肥进行MiSeq高通量测序,比较蚕沙发酵肥与发酵前的基底土、蚕沙之间的细菌多样性变化,并采集发酵90 d的蚕沙发酵肥进行测序,比较不同发酵时间对发酵肥细菌多样性的影响。结果 蚕沙发酵肥30 d组的细菌多样性指数最高,蚕沙最低,说明蚕沙在与基底土混合发酵后细菌多样性水平升高。β多样性结果显示蚕沙发酵肥的稳定性好,且发酵肥与蚕沙的近缘关系较与土壤的更近。比较优势菌属发现,蚕沙发酵肥30 d组有10种优势菌属,分别为Sphingobacterium、Parapedobacter、Ochrobactrum、Flavobacterium、Bordetella、Brucella、Rhizobium、Olivibacter、Devosia和Paracoccus;发酵肥90 d组中的优势菌属有70%与30 d组相同;蚕沙组中仅有5种优势菌属,分别为Parapedobacter、Bacillus、Pseudomonas、Flavobacterium和Sphingobacterium,其中Parapedobacter、Flavobacterium和Sphingobacterium也为发酵肥30 d组的优势菌属;基底土的优势菌属大部分为酸杆菌门,分别为Gp1、Gp2、Gp3、Bradyrhizobium、Rhizomicrobium和Rhodoplanes,它们在经发酵后含量大大下降。蚕沙发酵肥中的大部分优势菌属均为具有生防作用的生防菌,其中部分优势菌属也存在于施用了发酵肥的连作白菊根际土中。结论 蚕沙与基底土混和发酵制成蚕沙发酵肥后细菌多样性发生显著变化,生防菌种类显著增加,同时蚕沙发酵肥中的这些生防菌来源于蚕沙并非基底土。蚕沙发酵肥缓解连作障碍的机制之一可能是由于蚕沙发酵肥中存在的大量生防菌。