三种土壤微生物总DNA提取方法的比较

本文对3种常用的土壤微生物总DNA提取方法Martin法、高盐改进法及试剂盒法进行了比较,并通过DNA得率、纯度及16S rDNA V3可变区的PCR扩增结合DGGE法(denaturing gradient gel electrophoresis),分别对3种方法进行评价.结果表明,3种方法提取的DNA均能满足土壤微生物多样性分析的要求.其中试剂盒方法操作简单,提取的DNA质量较高,但DNA得率较低且成本昂贵.Martin法和高盐改进法用时较长,DNA得率较高,纯度较低,但对后续PCR扩增和DGGE分析没有明显影响,且成本低廉.     

土壤微生物的分离、提取与纯化研究进展

综合评述了土壤微生物提取与纯化研究的最新进展及存在的主要问题。土壤微生物的分离提取过程一般分为土壤分散、提取与纯化3个步骤。采用过滤、离心和淘选3种方法可以成功地分离提取大部分土壤细菌;但土壤真菌的提取则相对较为困难,目前可采用的方法有旋转框技术、液相提取与滤膜检测、以及低速离心技术,这些方法可提取出部分真菌菌丝。两相分离技术可用以提取的土壤微生物进行纯化。     

茶园土壤微生物总DNA不同提取方法的比较

传统的微生物分离培养方法,在反映茶园土壤微生物基因信息上有很大的局限性,因此,目前逐步被分子生态学的方法替代,而获得高质量、大片段、无偏好的土壤微生物总DNA则是茶园土壤微生物分子生态学研究的基础.本文采用SDS高盐法、变性剂加SDS高盐法、脱腐SDS高盐法、CTAB法和Krsek改进法5种土壤微生物DNA提取方法分别从茶园土壤微生物中提取总DNA,并对5种方法提取的DNA的片段大小、质量和产量进行了综合评价.结果表明,Krsek改进法提取到的DNA片段最大(>23 kb)、纯度最高(OD260/OD280>1.70;OD260/OD230>1.35)、产量较高(>34.50μg/g dry soil)且不需纯化就可以用于PCR扩增和RFLP分析.因此,Krsek改进法是一种高效、可靠且适合于茶园土壤微生物分子生态学研究的DNA提取方法.     

两种从土壤中提取DNA方法的比较

为土壤微生物多样性研究选取理想的DNA提取方法,该文比较了直接法和间接法从土壤中提取微生物总DNA的效果。结果表明：直接法提取量大,每克土壤提取到DNA约10．26μg,而间接法仅提取到0．55μg,直接法DNA提取量约为间接法的19倍。直接法得到的DNA包含细菌种群较间接法丰富,DGGE分析结果显示,二者的条带数分别为35条和28条,占检测条带总数的92．1%和78．9%。间接法提取到DNA纯度较直接法高,不需纯化即可用于PCR扩增和BamHⅠ酶切反应。     

用于分子生态学研究的土壤微生物DNA提取方法

利用SDS高盐法和变性剂加SDS高盐法对土壤微生物总DNA进行了提取,然后通过电泳加树脂柱回收和连续2次树脂柱回收方法进行了纯化.结果表明,变性剂加SDS高盐法的DNA提取效率明显高于前者,电泳加树脂柱法的纯化效果更好.通过PCR扩增表明,经过纯化后的DNA,都可以进行16SrDNA扩增和nirK、nosZ、nifH等功能基因的扩增.因此,变性剂加SDS高盐法是一种更为高效、可靠且适合于环境微生物分子生态学研究的DNA提取方法.     

一种简单有效且适于土壤微生物多样性分析的DNA提取方法

参照Zhou[11]的方法进行了改进,获得了一种简单、有效的DNA提取方法.此方法操作简单、从大量样品改为小量样品的提取,利用高浓度的PEG沉淀,不作回收纯化,所提DNA片段较大,在23 kb以上,每克土的DNA提取量从3.74～15.28 μg,OD260/OD230比值在0.89～1.21范围内,用真菌和细菌核糖体特异性引物进行PCR扩增,均获得较好的结果,DGGE图谱显示丰富性较高,可用于细菌多样性和真菌多样性的分析.此方法能够从4种不同性质土壤中提取出DNA,但提取盐渍土壤和碱性土壤的效果更好一些,为土壤微生物群落结构的多样性分析奠定良好的基础.     

两种提取肠道微生物总DNA方法的比较

目的比较肠道微生物总DNA两种提取方法的优缺点。方法采用苯酚-氯仿抽提法和试剂盒法提取肠道微生物总DNA,比较其作为模板扩增细菌16S DNA的优缺点。结果两种方法提取的细菌DNA均能用于后续PCR扩增的模板。酚-氯仿抽提法经济可靠,但提取的DNA量及纯度较低试;剂盒法提取方便,操作简单,质量稳定,易标准化,但成本高。结论两种方法各具优缺点,应根据实验室条件和实验要求进行选择。     

直接从土壤中提取DNA的方法

研究微生物的多样性 ,即微生物的种类和数量的多少是评价土壤质量的重要指标。由于土壤微生物种类繁多 ,数量巨大 ,加上土壤中 99%的种类难以通过传统的平板分离技术来进行培养[1],人们必须借助其他技术来解决。近年发展的非培养技术 ,如ＢＩＯＬＯＧ微量板分析技术[2 ]、细胞壁磷脂酸分析技术[3]和分子生物学方法[4 - 6 ],克服了培养的环节 ,对微生物生态学研究产生极大的推动作用。其中分子生物学是应用最广、最有发展潜力的技术。它的主要步骤是通过直接提取土壤中的ＤＮＡ ,经纯化处理后 ,利用合适的引物扩增 1 6ＳｒＲＮＡ基因 ,通过分…     

单细胞、显微计数和高通量测序典型水稻土微生物组的技术比较

【目的】比较传统显微计数、单细胞分选和现代分子方法研究典型水稻土微生物组的细胞数量、物种组成及好氧甲烷氧化菌生理生态过程的技术特点。【方法】针对水稻土中可提取微生物细胞(土壤细胞)及其DNA(细胞DNA)、单细胞DNA、土壤微生物组总DNA(土壤DNA),利用传统显微计数和实时荧光定量PCR(qPCR)方法,研究水稻土好氧甲烷氧化过程中微生物数量的变化规律;通过高通量测序16S rRNA基因技术,研究微生物物种组成的变化规律。【结果】水稻土微生物组的传统显微计数结果显著低于现代分子方法 qPCR,最高可达3个数量级。基于DAPI染色、CARD-FISH、细胞DNA及土壤DNA的qPCR定量结果分别为:(5.8–7.4)×10~7、(1.7–1.9)×10~7、(2.8–6.3)×10~8、(1.5–2.7)×10~(10) cells/g。基于qPCR的水稻土好氧甲烷氧化菌数量为1.1×10~7 cells/g,比传统显微计数方法高3个数量级。然而,当水稻土氧化高浓度甲烷后,所有方法均发现甲烷氧化菌显著增加,增幅分别为54倍(CARD-FISH)、388倍(细胞DNA)和45倍(土壤DNA)。在微生物分类学门的水平,细胞DNA(25个门)与土壤DNA(30个门)结果基本一致,均能较好地反映水稻土微生物组的群落结构,而单细胞DNA尽管检测到20个门,但偏好性较大,95%以上均为Proteobacteria。在微生物分类学属的水平,土壤DNA、细胞DNA和单细胞DNA分析均表明背景土壤含有7个好氧甲烷氧化菌的pmo A基因型,但氧化高浓度甲烷后,γ-Proteobacteria的2个属Methylobacter/Methylosarcina则成为优势类群。【结论】土壤微生物的传统显微计数(DAPI和CARD-FISH)结果显著低于qPCR技术,相差1–3个数量级。qPCR定量土壤DNA和细胞DNA表明:水稻土可提取微生物细胞约占土壤微生物总量的2%左右,而好氧甲烷氧化菌的提取效率最高可达6%。细胞DNA在门水平能较好地反映水稻土微生物组成,但在属水平和土壤DNA有着较大差异。Planctomycetes微生物门的细胞易被提取,Acidobacteria门的微生物则较难被提取,而单细胞分选技术则偏好Proteobacteria。尽管传统方法和分子技术的分辨率明显不同,但均能较好地表征水稻土甲烷氧化的微生物生理生态过程。未来土壤微生物组研究应更加重视科学问题本身对技术手段的内在需求,最大限度发挥各种先进技术的优势。     

东北设施黑土土壤微生物总DNA提取方法探讨

目的:找到一种适合东北设施高腐殖含量黑土土壤微生物总DNA简单易行的提取方法。方法:采用5种不同的DNA提取方法进行土壤总DNA提取。结果:5种提取方法的DNA产量在6.88～29.71μg/g,OD260/OD280值为1.03～1.27,OD260/OD230值为0.65～0.88,经纯化后均可进行PCR扩增。但经改进的方法 E提取DNA产量最高,纯度最好。结论:方法 E—加入TENP和PBS缓冲液预处理的提取方法是一种适宜东北设施黑土土壤微生物总DNA批量提取简单易行的方法。     

风沙土微生物总DNA不同提取和纯化方法比较

为筛选和建立风沙土中总DNA的提取和纯化方法,选取了5种直接提取法、1种间接提取法和2种纯化法分别对风沙土中总DNA进行了提取和纯化,并对其质量和产量进行了比较.结果表明：6种方法均可从风沙土中提取到大小为23 kb左右的总DNA,其中改进后的高盐提取法（用40%聚乙二醇8000和4 mol·L^-1 NaCl沉淀DNA）效果最好,纯化后总DNA的纯度最高,可进行16S rDNA的PCR扩增,且产量仅稍低于试剂盒提取法;电泳加柱回收纯化法的纯化效果较好,经该方法纯化后的总DNA大部分可进行PCR扩增,可满足后续分子操作对DNA纯度的要求.     

Chemical speciation of Zn in acidic soils: suitable soil extractant for assessing Zn availability to maize (Zea mays L.)

Abstract

Chemical fractions of soil Zn namely: water soluble (WS), exchangeable (EX), Pb displaceable (Pb-disp.), acid soluble (AS), Mn oxide occluded (MnOX), organically bound (OB), amorphous Fe oxide occluded (AFeOX), crystalline Fe oxide occluded (CFeOX), residual (RES) were determined in 20 surface (0–15 cm) samples of acidic soils from the provinces of Uttarakhand and Uttar Pradesh, India. The chemical fractions of soil Zn in acidic soils were found to be in the following descending order of Zn concentration: RES > CFeOX > Pb-Disp. > AFeOX > MnOX > AS > OB > EX > WS. These soil samples were also extracted by: DTPA (pH 7.3), DTPA (pH 5.3), AB-DTPA (pH 7.6), Mehlich 3 (pH 2.0), Modified Olsen, 0.01 N CaCl₂, 1 M MgCl ₂ and ion exchange resins. Chemical fractions and the soil extractable content of Zn estimated by different soil extractants were significantly correlated with some general soil properties. Maize (cv. Pragati) plants were grown in these soils for 35 days after emergence and Zn uptake by plants was compared with the amount of Zn extracted by different soil extractants and chemical fractions of Zn. Among chemical fractions of soil Zn, Pb-displaceable and acid soluble chemical fractions of soil Zn showed a significant and positive correlation with Zn uptake by maize. Path coefficient analysis also revealed that the acid soluble Zn fraction showed the highest positive and direct effect on Zn uptake (P=0.960). Among different multinutrient soil extractants evaluated for their suitability to assess Zn availability in acidic soils, DTPA (pH=5.3) was most suitable soil extractant, as the quantity of soil Zn extracted by this extractant showed a significant and positive correlation with the dry matter yield, Zn concentration and uptake by maize plants.     

麦棉套作棉花根际非根际土壤微生物和土壤养分

在麦棉套作栽培模式下,设置不隔根、纱网隔根和塑膜隔根3种麦棉套种方式,研究麦棉套作对棉花根际和非根际土壤微生物数量、活性和土壤养分（全氮、有效磷和速效钾）含量的影响,结果表明：麦棉套作有利于棉花根际与非根际土壤细菌的增殖,盛蕾期不隔根处理棉花根际土壤与非根际土壤细菌数量分别是塑膜隔根处理的2.57和2.81倍.但麦棉套作不利于土壤真菌和放线菌的增殖.细菌在土壤微生物区系中占99.9%.所以,麦棉套作显著提高了棉花土壤微生物数量,同时也增强了微生物活性.麦棉共处期纱网隔根处理棉花土壤全氮、有效磷、速效钾含量显著高于不隔根处理和塑膜隔根处理,证明麦棉套作系统中小麦根系分泌物与脱落物的存在对棉花土壤养分含量的增加有明显的促进作用,即存在种间营养补偿效应.而共处期不隔根处理套作棉土壤养分含量总体上显著低于隔根处理的现象则反映出小麦根系对棉花土壤养分的竞争作用大于其对棉花土壤养分的促进作用.小麦收获后,小麦根系对棉花养分的竞争作用解除,不隔根处理棉花土壤养分含量显著高于塑膜隔根和纱网隔根处理.     

Effect of growing ryegrass on the distribution of zinc in soil pools

The distribution of zinc between soil pools was measured over 48 weeks in grassed and bare soils using selective extractants. Although changes in the extractable fractions of zinc occurred in all soils, they tended to be less in the bare soils. From weeks 18 to 48 the rate of uptake of zinc by ryegrass ranged from 3.4 to 106 g Zn/week in the 5 soils studied. The CaCl₂-extractable Zn in the soil increased over the 48 weeks, while the amount of acetic acid-, EDTA-and oxalate-extractable Zn decreased. Superimposed on these changes was the effect of growing ryegrass. There was relatively more CaCl₂-Zn, but less acetic acid-Zn and oxalate-Zn, in the grassed soil compared to the bare soil. There was no significant change over time in the difference in the EDTA-Zn pool between grassed and ungrassed soils. Comparison of zinc taken up by the ryegrass and zinc lost to soil, measured by oxalate extraction, suggested that selective extraction was not a good measure of zinc uptake by grass.     

镍污染对土壤微生物的生态效应

镍是高等植物和某些微生物必需的微量营养元素之一,在它们的生命活动中起着重要作用;但浓度较高时,也是一种极毒元素。大量的研究表明,镍污染土壤中微生物的生长、代谢、群落结构和种群多样性会受到不同程度的影响;微生物在长期受重金属威迫的环境中形成其适应性。利用微生物形成的这种适应机制,采用微生物技术治理重金属污染的土壤是可能的。本文还对镍污染土壤的微生物评价指标体系、土壤环境容量、微生物技术开发和综合治理技术开发等的进一步研究作了展望。     

土壤微生物数量对模拟氮沉降增加的早期响应

通过以南亚热带森林三种主要树种即荷木、锥栗和黄果厚壳桂为主的苗圃试验地的苗圃控制实验,初步探讨土壤微生物数量对模拟氮沉降增加的响应。结果表明,施氮增加对土壤微生物数量的影响根据类群和氮处理水平不同而异。总的来说,施氮增加对土壤微生物数量具有促进作用,这种促进作用对放线菌数量仅在一定(中氮)处理水平以下,超过此水平施氮增加则表现为抑制作用,而施氮对真菌数量则始终表现为抑制作用,尤其以中N处理水平的抑制作用最强。但目前细菌仍占微生物总量的绝对优势,放线菌次之,真菌则占微生物总量的比例最小。分析结果还表明,有效氮与放线菌、有效氮与细菌数量变化呈显著相关关系。     

Use of cation/anion exchange membranes for multi-element testing of acidic soils

We have developed a technique using cation/anion exchange resins which allows the simultaneous extraction from soil of Ca, Mg, K, Mn, Al and P. Ions are extracted by shaking soil with resin in distilled water. The resin is separated from the soil and ions are desorbed from the resin using an acid/salt solution. Concentrations of ions in solution are then determined by conventional means. Concentrations of ions extracted by the resin method were compared with concentrations determined by commonly-used analytical procedures. Except for Al, concentrations of ions extracted by the resin procedures correlated well with conventional extraction and analytical procedures. The resin membrane method offers considerable speed and cost advantages over conventional methods.     

模拟增温对青海湖鸟岛土壤微生物的影响

【背景】土壤微生物对其生存的微环境变化极为敏感,鸟岛作为湖滨湿地,对气候变化具有敏感性,但目前关于青海湖鸟岛的土壤微生物鲜有研究。【目的】探究气候变暖后青海湖鸟岛土壤微生物群落特征的变化。【方法】利用开顶箱模拟增温,通过高通量测序方法了解温度升高后土壤细菌及真菌的群落结构以及多样性的变化情况。【结果】温度的升高并未改变青海湖鸟岛土壤微生物的优势菌群,细菌优势菌群为变形菌门和酸杆菌门;真菌优势菌门为子囊菌门,优势菌纲为座囊菌纲。但增温改变了土壤微生物的群落结构,显著升高了拟杆菌门、蓝细菌门、Patescibacteria及球囊菌纲的相对丰度,显著降低了锤舌菌纲的相对丰度。土壤微生物群落的多样性指数也发生了变化,温度上升后微生物的ACE指数及Chao1指数均降低,细菌的Simpson指数及真菌的Shannon指数降低。【结论】青海湖鸟岛土壤微生物对温度升高的响应明显,增温改变了土壤细菌拟杆菌门、蓝细菌门、Patescibacteria的相对丰度及真菌的球囊菌纲、锤舌菌纲的相对丰度,降低了土壤微生物的多样性。     

川西亚高山针叶林土壤微生物及酶对林下植物去除的响应

生物多样性与生态系统功能的关系是生态学领域研究的热点与难点。但因受研究手段的限制,有关森林物种组成及其多样性变化对土壤微生物数量和酶活性影响的研究少有报道。采用人工去除灌草层的实验方法,研究了川西亚高山针叶林灌草层丧失对土壤微生物数量和酶活性的影响。结果表明:1)灌草层去除后,土壤细菌和真菌数量以CK(对照)RH(除草)RS(除灌),而土壤放线菌数量则以RHCKRS;2)灌草层去除后,土壤微生物群落构成发生改变,真菌比例有所下降;3)灌草层去除后,土壤酶活性随之发生变化,各种酶活性均以CKRHRS。表明林下灌草层去除,尤其是灌木层去除,导致土壤微生物数量下降、群落构成发生变化以及土壤酶活性下降,从而在一定程度上影响到森林生态系统的物质循环功能。     

A simple ion-exchange resin procedure for extracting plant-available elements from soil

Summary A simplified procedure for extracting ions from soil with ion-exchange resins is reported. The resin, placed in nylon-netting bags, were immersed in soil suspensions and shaken. Compared to the conventional procedure, where the resin beads are freely suspended in the soil-water mixture, this bag-procedure allowed quicker separation of resin from the soil suspensions. Furthermore, the severe soil grinding as done in the conventional procedure was eliminated. Phosphate was extracted from 4 Danish soils using both procedures. The bag-procedure resulted in slightly higher values than did the conventional procedure. re]19760408