滴灌对苜蓿根际土壤细菌多样性和群落结构的影响

【背景】细菌作为土壤微生物中的重要类群,能够有效促进土壤物质循环和能量流动,细菌多样性以及群落结构能够反映土壤的质量状况。【目的】了解滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌群落结构及多样性变化,探讨土壤环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】基于细菌16Sr RNAV3-V4区高通量测序技术,分析比较滴灌与自然降雨两种模式下生长的苜蓿根际与非根际土壤中细菌多样性和群落分布规律,然后采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨土壤环境因子与细菌多样性的关系。【结果】苜蓿根际土壤中细菌多样性丰富,滴灌根际土壤中细菌多样性显著高于自然降雨根际土壤;土壤样品中共检测到细菌46门53纲116目220科469属,主要的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,25.27%-34.42%),其中α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,11.41%-18.97%)为优势亚群,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,1.00%-4.54%)为优势属。相较于自然降雨,滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌的6个门和16个属的群落结构发生显著变化;此外,RDA分析表明,不同环境因子对微生物群落的影响不同,滴灌根际土壤中9个细菌属的丰度与全磷、全钾、有效磷、碱解氮、有机质、土壤中性磷酸酶以及土壤脲酶的含量显著正相关。【结论】滴灌作为新型节水技术,在促进植物生长、提高产量、节约成本的基础上增加了植物根际土壤中细菌多样性和丰度,该结果为新型灌溉体制的改革以及土壤微生物资源的开发利用提供科学数据。     

运城盐湖细菌群落结构及生态多样性分析

运城盐湖作为一个人类活动深入参与的高盐环境,其中的细菌群落结构及生态多样性既有盐湖环境的共性,又有自身的特殊性。【目的】运城盐湖湖水颜色丰富,蕴含着大量嗜盐及耐盐微生物资源。为了深入探究运城盐湖细菌资源分布规律,对不同水域中细菌多样性和群落结构进行研究,探讨运城盐湖不同水域中细菌群落结构的变化规律。【方法】基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序,对运城盐湖不同水域的细菌群落结构进行分析,同时对微生物的潜在代谢功能进行预测。【结果】运城盐湖不同水域中的优势细菌类群有所差异,在盐湖中部,假单胞菌门(Pseudomonadota)、放线菌门(Actinobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota)是优势类群;而在运城盐湖东部,芽孢杆菌门(Bacillota)则是主要类群;在运城盐湖西部,髌骨菌门(Patescibacteria)类群较为丰富。对运城盐湖不同区域的细菌多样性进行分析,数据显示盐湖中部浅黄色湖水中微生物多样性显著高于盐湖东部和西部区域,但盐湖中部红色湖水区域的微生物多样性较低。另外,在盐湖中部,湖水颜色不同的区域细菌物种分布也具有较大的差异。对运城盐湖细菌代谢功能进行预测分析发现,在盐湖不同区域的微生物参与的代谢通路活性各不相同,表现出较强的区域分布性,盐湖东部和西部的微生物代谢比盐湖中部更具有活性。【结论】运城盐湖微生物多样性丰富,不同水域的细菌多样性具有显著差异,盐湖不同水域的环境对细菌群落结构具有一定影响。本研究为运城盐湖细菌资源多样性的保育及开发利用提供了重要的理论基础。     

氮水添加对中国北方草原土壤细菌多样性和群落结构的影响

研究了我国北方典型温带草原土壤细菌多样性和群落结构对氮水添加及环境因素的响应.结果表明:在常规降水条件下,土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)均随氮(N)梯度增加而逐渐降低;在增加降水条件下,MBC和MBN也随N梯度增加而降低,但降水增加削弱了N的抑制效应.在常规降水条件下,土壤细菌丰富度、Shannon多样性和均匀度等α-多样性指数随N梯度没有明显变化;增加降水条件下,各N梯度处理的土壤细菌α-多样性指数都显著高于常规降水条件下相应的N处理梯度.相关分析显示,土壤含水量、硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)与土壤细菌均匀度指数呈显著负相关关系;MBC和MBN与Shannon丰富度指数和均匀度指数呈显著正相关关系.土壤细菌群落非度量多维标度排序(NMDS)显示,在常规降水和增加降水处理下,土壤细菌群落结构均随N梯度增加发生明显改变.冗余分析(RDA)表明,MBC、MBN、p H和NH4+-N是影响土壤细菌群落结构的重要环境因子.     

沉水植物附着细菌群落结构及其多样性研究进展

与陆生植物类似,沉水植物的叶表也存在着大量的附着细菌。附着细菌拥有独特的生态位和显著的生态功能,与沉水植物构成了复杂的共生体系。针对附着细菌的群落结构及其多样性进行了简单的综述。在方法学上,"表面活性剂+超声处理"的方式能够比较有效地洗脱叶表的附着细菌。显微计数和分离培养的方法分别发现,某些沉水植物附着细菌的多度在105~107个/cm2以及106 CFU/cm左右。克隆测序的研究表明沉水植物附着细菌的OTU在几十到上百的范围内。在群落结构上,Betaproteobacteria、Bacteroidetes、Alphaproteobacteria、Actinobacteria、Planctomycetes、Cyanobacteria等门类的细菌较为常见。先锋物种在附着细菌生物膜的形成过程中发挥着关键作用,环境条件和植物体都会对附着细菌的多样性造成影响。富营养化水体观察到较高的附着细菌丰度,溶解性有机物比无机营养物更加适合附着细菌的利用。植物体的叶片化学组成、渗出物以及物理结构等会影响附着细菌的多样性及群落结构。对沉水植物附着细菌群落结构形成的机理进行了假说性质的总结,并对附着细菌的研究前沿进行了展望。     

郫县豆瓣细菌多样性及群落结构动态变化北大核心

【目的】通过检测郫县豆瓣在不同发酵阶段细菌的种类、丰度及数量,探究郫县豆瓣的不同发酵产品发酵过程中细菌的动态变化情况。【方法】采用16S rRNA基因测序对郫县豆瓣4个发酵阶段中细菌种类及丰度进行分析,利用荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)方法检测不同发酵阶段的细菌总数。【结果】郫县豆瓣在初期的发酵过程中细菌群落处于动态稳定,在不同发酵阶段细菌群落组成相对丰富,从郫县豆瓣整个初期的发酵过程来看,细菌群落多样性呈现升高的趋势,Shannon指数从1.25升高到3.50;在郫县豆瓣初期发酵过程中细菌群落的数量以及多样性与发酵环境息息相关,不同发酵阶段细菌群落的多样性也有所不同,其中在干辣椒发酵阶段中泛菌属(Pantoea)为最优势菌属,占比为20%;在蚕豆瓣发酵阶段中葡萄球菌属(Staphylococcus)的相对丰度最高,占比为38%;混合发酵后,在红油豆瓣发酵阶段的最优势菌属是乳酸杆菌属(Lactobacillus),占比达到27%,郫县豆瓣发酵阶段的最优势菌属是乳酸杆菌属(Lactobacillus),占比为62%。【结论】推断在郫县豆瓣不同发酵阶段初期相对丰度较大的菌属对郫县豆瓣的质量以及产量可能会产生重大影响。     

园林植物女贞不同生态位细菌群落结构及其多样性

[目的]女贞是我国分布广泛的园林绿化树种、药用植物和资源昆虫白蜡虫的优良寄主植物,解析女贞叶、茎、根、根际土壤4种生态位的细菌群落结构、物种组成和多样性特征,为研究女贞及其相关微生物组的互作及开发利用女贞内生和根际细菌资源奠定基础.[方法]以女贞叶、茎、根、根际土壤为研究材料,基于细菌16S rRNA基因V5-V7区,...     

Cd对土壤动物群落结构的影响

Cd污染对土壤动物影响的模拟实验结果表明,土壤动物群落结构的变化与Cd处理浓度的大小密切相关．在高浓度(99．48mg     

东湖通道工程对沿线底泥细菌群落结构和多样性的影响

为调查东湖通道工程对沿线底泥细菌群落结构和多样性可能造成的影响, 随着隧道施工的进程, 在东湖通道沿线的3个湖区中的19个采样点进行了3次采样, 通过PCR-DGGE结合分子克隆技术, 分析了细菌群落的群落结构及多样性。3批样品共检出细菌类群分别为5门18属、6门17属、5门11属。在门水平上, 底泥中的优势菌是变形菌门, 但其在总量中的比例随施工进程逐渐下降, 依次为86%、80.6%和43.9%。在属水平上, 施工初期的优势菌是埃希氏杆菌属, 施工后期却是Steroidobacter。通道施工初期, 汤菱湖、郭郑湖的湖心区域在属水平上的群落结构相似性较高, 与团湖差异显著; 接近施工区样点与远离施工区样点的底泥细菌群落存在显著差异; 因施工形成的临时封闭水域与敞水区除均有埃希氏杆菌属外, 其他菌属类群差异显著。施工后期的汤菱湖、郭郑湖及团湖的湖心区的底泥微生物群落结构趋于相似; 接近施工区样点与远离施工区样点的底泥细菌群落差异不显著; 封闭区和敞水区有相似的细菌群落结构。施工期间, 细菌群落的多样性指数的最高点都有出现在靠近施工区的位置。各批次样点的Simpson_1-D指数、Shannon_H指数、Margalef指数, 均随着施工进程而逐渐增加。因此, 东湖通道修建对通道沿线近距离的底泥细菌的群落结构和多样性产生了较显著的影响, 这种影响是暂时性还是持续性的, 尚需通道完工回填后的长期评估。研究将为进一步探讨通道修建等人为强干扰活动对浅水湖泊的可能环境影响和制定合理的生态修复策略提供理论基础和数据支撑。     

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...     

三峡库区鱼类群落结构和功能多样性

物种的功能特征是联系群落结构和功能的关键因素,开展功能多样性研究可以更好地理解群落结构和功能的关系。为了解三峡库区鱼类群落结构和功能多样性的空间格局,作者于2019年和2020年对三峡库区库首秭归、库中云阳、库尾巴南及库首支流香溪河下游峡口、库中支流小江下游高阳、库尾支流嘉陵江下游合川等江段的鱼类进行调查,分析了鱼类群落结构和多样性,从摄食、运动和繁殖3个方面探讨了鱼类功能多样性空间格局。在三峡库区及主要支流共采集到鱼类78种,隶属于6目15科56属。各江段以广适性和静水性鱼类为主,其中库首秭归和支流香溪河下游峡口、小江下游高阳江段的短颌鲚(Coilia brachygnathus)和贝氏?(Hemiculter bleekeri)等静水性鱼类相对丰度较高,库中云阳、库尾巴南和支流嘉陵江下游合川江段的蛇鮈(Saurogobio dabryi)和光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)等广适性鱼类相对丰度较高。非度量多维尺度(non-metric multidimensional scale, NMDS)和Bray-Curtis相异性指数分析表明,秭归和嘉陵江下游合川江段群...     

功能多样性和谱系多样性对热带云雾林群落构建的影响

近年来, 功能多样性和谱系多样性为探究群落构建机制提供了新方法。为了更准确地了解海南岛高海拔热带云雾林群落构建机制, 该研究以海南岛霸王岭热带云雾林为对象, 测定7个环境因子和13个植物功能性状。利用主成分分析(PCA)筛选环境因子, 以霸王岭、尖峰岭和黎母山热带云雾林分布物种建立区域物种库, 结合模型, 分析Rao二次熵(RaoQ)和平均成对谱系距离(MPD)变化对植物群落构建的影响。结果表明: 林冠开阔度、土壤全磷含量和坡度是影响植物群落构建的关键环境因子。多数功能性状的系统发育信号很低且不显著, 说明热带云雾林群落的系统发育关系与功能性状随历史进程变化不一致。RaoQ和MPD的实际观测值都显著低于期望值, 且其标准效应值与土壤磷含量显著相关, 说明生境过滤是驱动热带云雾林群落构建的关键因子, 土壤磷含量是群落构建的关键环境筛。     

青海不同区域农田作物土壤细菌多样性及群落结构分析

【目的】探讨青海省农田土壤细菌多样性及群落结构组成。【方法】采用高通量测序技术分析都兰县、互助县、共和县和大通县种植小麦、油菜、青稞土壤细菌群落结构组成及多样性差异,并解析其与土壤理化特性的关系。【结果】4个地区的土壤pH、水分、有机质、Chao1指数、Shannon指数、线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)组间差异这些指标中部分指标存在极显著差异性(P<0.01),而3种作物的这些指标无显著差异(P>0.05)。主成分分析(principal component analysis, PCA)显示,不同区域细菌群落组成差异性较大,3种作物农田土壤细菌群落、物种组成相似度较高。4个地区共有3 127个可操作性分类单元(operational taxonomic units, OTUs),3种作物农田土壤细菌共有OTUs为3 694个;细菌物种隶属于36门93纲192目276科450属423种;4个地区或3种作物土壤具有相似的优势门、属、种,但相对丰度不同。水分、pH、有机质与Chao1、Shannon存在显著相关性,pH、有机质与未分类种、unclassified RB41、unclassified Sphingomonas具有显著正相关或负相关。Chao1、Shannon与unclassified Sphingomonas显著负相关,与unclassified RB41、unclassified Vicinamibacteraceae显著正相关。【结论】区域差异对土壤的理化性质、细菌群落结构和多样性具有显著影响,相较于作物而言其影响更加明显。     

土地利用驱动的土壤性状变化影响微生物群落结构和功能

微生物在调节陆地生态系统地球化学循环过程中具有重要作用。土地利用方式改变显著影响土壤微生物群落结构和功能,但对土地利用驱动的土壤性状变化与微生物群落结构和功能关系的研究相对匮乏。依托长期定位监测试验（始于1984年）,通过16S rRNA基因片段和ITS高通量测序,研究了土地利用方式（裸地、农田、草地）驱动的土壤碳氮变化对微生物群落结构和功能的影响。结果表明：对于细菌群落而言,裸地中α-多样性最高、其次是草地、农田中最低,农田和草地中细菌优势菌群变形菌（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）相对丰度较裸地低4.5%、3.9%和5.5%、3.8%;对于真菌群落而言,裸地子囊菌门（Ascomycota）相对丰度最高、农田次之、草地最低;化能异养型、好氧化能异养型细菌相对丰度裸地显著高于农田和草地（P<0.05）,而硝化型和好氧氨氧化型细菌裸地显著低于农田和草地（P<0.05）;腐生型真菌相对丰度大小排序为：裸地>农田>草地。细菌群落变化主要与土壤容重、全氮、矿质氮、C ： N比和微生物量碳有关,而真菌群落与土壤矿质氮有关。细菌和真菌功能菌群主要受土壤容重、土壤有机碳、土壤全氮、C ： N比和微生物量碳影响。因此,土壤容重、土壤全氮、土壤有机碳、C ： N比、微生物量碳、矿质氮差异可能是影响不同土地利用方式中微生物群落和功能变化的主要因素。     

不同施肥处理与地膜覆盖对土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物多样性是表征土壤质量变化的敏感指标。应用Biolog技术探讨了不同施肥处理与地膜覆盖对土壤微生物功能多样性的影响,从微生物功能多样性的角度评价施肥与地膜覆盖对土壤质量的影响。试验结果表明：裸地条件下,肥料合理配施可以增强微生物对碳源的利用程度（AWCD）,显著增加微生物功能多样性（Shannon指数）。地膜覆盖和施肥的交互作用降低了微生物对碳源的利用率,降低微生物的丰富度,改变其均匀度。土壤微生物碳源利用的聚类和主成分分析表明,各施肥处理在碳源的利用上存在较大差异,覆膜加剧了各处理之间的分异程度。糖类和氨基酸类碳源是微生物利用的主要碳源。土壤微生物对碳源利用受到土壤pH、速效钾的显著影响。此外,有机碳、速效氮含量和土壤碳氮比与土壤微生物群落功能多样性密切相关。     

杀虫剂类POPs对土壤中微生物群落多样性的影响

农药类持久性有机污染物(POPs)如DDT和HCH在我国2 0世纪5 0年代到80年代曾广泛使用,在停止使用2 0 a后,在土壤中仍然可以检测到DDT和HCH的残留。利用BIOL OG微平板研究土壤微生物群落功能多样性,意在反映有机氯杀虫剂类POPs对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明,加了HCH后土壤微生物群落的颜色平均变化值(AWCD)的变化速度和最终能达到的AWCD值要高于空白土壤,并且随着农药浓度的加大,AWCD值的变化速率也越来越快,最终能达到的最大值也呈比例增大。加了DDT后的土壤与空白土壤的AWCD变化速度和程度相差不大。方差分析结果表明:空白土壤、HCH0 .5mg/kg、HCH1.5 mg/kg各处理间土壤的AWCD值有显著性差异(p<0 .0 1) ,空白土壤、DDT0 .5 m g/kg、DDT1.5 m g/kg各处理间土壤的AWCD值达不到显著性差异的水平(p>0 .0 5 ) ,表层土壤的AWCD值要高于第2层土壤(p<0 .0 1)。从多样性指数的变化来看,当加入到土壤中的DDT和HCH含量稍低时,微生物会利用农药为碳源进行分解作用,从而刺激了微生物的生长,这时表现出丰富度、均匀性和多样性都呈增长趋势。但当农药的浓度进一步加大时,反而会抑制某些种的微生物生长,另外一些种则对加入到土壤中的农药有一定的耐受性,从而表现出群落的均匀性下降,而丰富度升高。在相同施用浓     

健康与感染青枯病烟株根际土壤与茎秆细菌群落结构与多样性

【目的】了解健康烟株与感染青枯病烟株在根际土壤、茎杆发病部位、茎杆病健交界部位以及未发病茎杆的细菌群落结构与多样性。【方法】分别对土壤与茎杆样品中细菌的16S rRNA基因V3-V4区进行扩增,采用Illumina MiSeq测序技术对扩增片段进行高通量测序,然后对健康烟株与感染青枯病烟株不同部位细菌群落结构与多样性进行分析。【结果】感染青枯病烟株发病茎杆及根际土壤的细菌群落多样性高于健康烟株茎杆及其根际土壤样品,病健交界茎杆样品细菌群落多样性低于健康烟株。变形菌门(Proteobacteria)在所有样品中均为优势菌门;所有烟株根际土壤的优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi);健康烟株茎杆部位的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria);感染青枯病烟株发病茎杆和病健交界茎杆部位的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。所有根际土壤样品的优势菌属为劳尔氏菌属(Ralstonia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、黄杆菌属(Flavobacterium)和代尔夫特菌属(Delftia),而感染青枯病烟株根际土壤的劳尔氏菌属(Ralstonia)和假单胞菌属(Pseudomonas)相对丰度显著高于健康烟株根际土壤,鞘脂单胞菌属相对丰度显著低于健康烟株根际土壤。烟株茎杆的优势菌属为劳尔氏菌属和假单胞菌属等。感染青枯病烟株病健交界茎杆中劳尔氏菌属、肠杆菌属(Enterobacter)和泛菌属(Pantoea)相对丰度显著低于健康烟株样品。【结论】健康与感染青枯病烟株茎杆样品细菌群落的丰富度和多样性明显低于相应的根际土壤样品。较健康烟株而言,感染青枯病烟株根际土壤和茎杆样品细菌群落丰富度和多样性均表现出不同程度地增加,且根际土壤细菌群落结构变化较茎杆样品明显,而病健交界茎杆样品细菌群落丰富度和多样性降低。烟草青枯病为典型土传病害,其病原茄科劳尔氏菌尽管能在烟株维管束中蔓延扩增,但主要还是分布于土壤中;它的存在似乎对土壤细菌群落的影响大于茎杆样品的。该研究结果提示对于青枯病的防治不能局限于烟株本身,田间土壤也应加大防治力度。     

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...     

不同大豆连作年限对黑土细菌群落结构的影响

大豆连作导致作物产量下降、病原微生物富集和土壤退化等问题日趋严重。然而,目前关于大豆连作对土壤细菌群落结构组成及多样性分布的影响及发生机制尚不清楚。采用高通量测序技术,对大豆连作(不同年限)和大豆-玉米轮作下的黑土细菌16S rRNA基因进行测序分析。结果表明:轮作5年(CR5)和13年长期连作(CC13)处理显著增加了土壤pH、全氮(TN)、全磷(TP)和速效养分(AN、AP和AK)含量。与短期连作相比,CR5和CC13处理均提高了细菌群落的OTUs数量、PD值、Chao1指数和Shannon指数。聚类分析图谱结果显示细菌群落结构组成受到轮作和连作年限的双重影响,而土壤pH、TN、TP、AN、AP和AK是细菌群落结构发生变化的主要驱动因子(P0.05)。此外,VPA分析发现上述土壤因子中,土壤pH对细菌群落结构变化的贡献度最大。本研究证明大豆长期连作提高了土壤养分含量和细菌群落的丰富度和多样性指数,从分子生物学的角度证实大豆长期连作在一定程度上改善了土壤环境,为大豆连作障碍的研究提供了理论依据。     

Effects of Cd or/and Pb on soil enzyme activities and microbial community structure

Heavy metals could have long-term hazardous impacts on the health of soil ecosystems and adverse influences on soil biological processes. A study of Cd or/and Pb effects on soil enzyme activities and microbial community structure was undertaken with brown soil in a greenhouse for a period of 10 weeks. The experiment results showed that urease, acid phosphatase and dehydrogenase activities were significantly lower (p < 0.05) in Cd or/and Pb treatments than in control. Three enzyme activities decreased with the increasing metal concentrations. The effects of Cd and Pb combined on enzyme activities were higher than Cd or Pb alone. The soil microbial populations were far lower in heavy metal treatments than in control, and soil microbial populations under different heavy metals levels showed a significant difference (p < 0.05). The PCR-DGGE banding patterns confirmed that the addition of metals had a significant impact on microbial community structure.