非培养方法在土壤微生物生态学研究中的应用

由于有相当数量的土壤微生物是目前不可培养的,因此利用传统培养技术来研究土壤微生物,不仅费时费力,所得到的结果可能和真实的情况相差甚远。近年来发展了三类不需培养的方法来研究土壤微生物的种类和数量,这些方法大体上分为生物化学、生理学和分子生物学三类。生物化学方法主要根据细胞膜磷脂酸(PLFA)的种类和数量来判定微生物的多样性;BIOLOG微量板分析系统是生理学方法的代表,它主要是根据土样细胞悬液对95种单一碳源的利用模式来说明群落结构的变化;分子生物学方法是发展应用最广的方法。基本步骤是提取土壤的总DNA,然后用通用引物或选择性高的引物来扩增16SrRNA基因。由于对扩增产物分析方法的不同,该方法又可分为PCR-DGGE,PCR-RFLP等。最近在PCR-RFLP基础上发展起来的T—RFLP分析方法,将微生物的多样性分析工作同RDP(ribosomal database project)数据库结合,充分利用了Internet的数据资源共享的优势,具有分辨率高,可实现自动化等优点。是未来土壤微生物生态学研究的有力工具。     

土壤微生物生态学研究中的非培养方法

土壤微生物种类和数量是评价土壤健康质量的重要指标之一。然而环境中90%以上的微生物不能够通过传统的培养基培养方法获得。最近发展起来的分析方法如磷脂脂肪酸(PLFA)、BIOLOG微孔板和分子生物学的方法可从不同方面对土壤微生物群落进行更为详尽的分析。论文就土壤微生物生态学研究中使用的主要方法进行了综述。     

油田区多环芳烃污染盐碱土壤活性微生物群落结构解析

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是土壤中广泛存在的、美国环保总署(USEPA)优先控制的一类有毒(致癌、致突变)的持久性污染物,主要来源于人类活动。土壤微生物多样性是表征土壤质量变化的敏感指标之一。磷脂脂肪酸(PLFAs)分析方法是基于活性微生物细胞膜的PLFAs组分的生化检测技术,克服了传统培养方法只能分离出少量微生物(1%)的缺点。采用PLFAs方法,解析了土壤活性微生物对PAHs污染胁迫的反应。结果表明,土壤微生物分布情况可分为4种类型:Ⅰ型,微生物PLFAs种类最多,占该区土壤微生物PLFAs种类总数的57.7%,PAHs对变量的解释量最小;Ⅱ型,微生物PLFAs占PLFAs总数的30.8%,PAHs对变量的解释量较小;Ⅲ型,微生物PLFAs种类占总数的7.68%,PAHs对变量的解释量较大;Ⅳ型,微生物PLFAs的种类仅占总数的3.85%,PAHs对变量的解释量最大。相关性分析表明:土壤微生物PLFAs的种类、生物量和生态多样性指数与土壤中萘(Nap)、芴(Flu)、蒽(Ant)、苯并[K]荧蒽(Bkf)、苯并[a]芘(Bap)、茚并[1,2,3-cd]芘(Ind)的相对含量呈负相关关系;与苊(Ace)、菲(Phe)、荧蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(Baa)的相对含量呈正相关关系;与PAHs的种类和浓度呈负相关关系。结果将为开展PAHs污染土壤的生态风险评价和微生物生物修复技术研究提供理论依据。     

微生物菌剂施用对设施茄子根际土壤养分和细菌群落多样性的影响

[背景]设施茄子连作种植和化学肥料过量施用造成土壤养分失衡、微生物多样性降低、土传病害严重等土壤质量问题,微生物制剂是改善土壤环境质量的一项重要措施。[目的]确定微生物菌剂施用对设施茄子根际土壤养分及细菌群落多样性的影响。[方法]在河北省农林科学院鹿泉大河实验园区,以含有哈茨木霉和巨大芽孢杆菌的微生物菌剂为供试菌剂,采用传统的化学分析方法测定微生物菌剂处理和对照茄子开花期、拉秧期土壤的养分含量;采用稀释涂平板方法测定土壤可培养微生物的数量;采用高通量测序技术测定土壤细菌16S rRNA基因V3-V4区,分析处理和对照土壤的微生物多样性和群落分布规律。[结果]与对照相比,微生物菌剂处理提高了茄子开花期和拉秧期的根际土壤养分含量,拉秧期微生物菌剂处理根际土壤中全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较对照增加13.85%、21.07%、31.51%和55.94%;施用微生物菌剂能够改变土壤可培养微生物的数量和构成,微生物菌剂处理土壤中细菌、真菌、放线菌的数量均显著增加,其中细菌、放线菌在微生物总量中所占比例增加,而真菌的占比则有所降低。微生物菌剂处理能够提高土壤微生物的Shannon指数、降低...     

污染土壤微生物群落结构分子鉴定技术研究进展

土壤微生物群落结构多样性检测是土壤修复、监测、评估时的一个重要参数。由于绝大多数微生物在实验室条件下是不可培养,因而早期依赖于微生物培养的检测结果代表性不强。20世纪90年代以来,不依赖于微生物培养的分子生物学方法是研究微生物群落结构的重要手段。该文对近年来土壤污染微生物群落结构研究所采用的主要分子生物学方法按照其原理进行了比较、分析、总结。根据不同技术的灵敏度、优缺点分析了其适用范围。指出了目前技术中存在的一些共性问题和缺陷并展望了土壤修复领域分子生物学技术的发展趋势。     

极端干旱区防护林地土壤微生物多样性

土壤微生物在森林土壤中有重要功能.采用传统培养、脂肪酸鉴定和PCR-DGGE 3种方法分别研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物数量、脂肪酸种类和细菌DNA片段的多样性,从微生物学角度为塔里木沙漠公路防护林的管理提供理论依据.结果表明,塔里木沙漠公路防护林的建设促进了风沙土土壤微生物的发育,随着防护林定植年限的增加,土壤微生物数量、脂肪酸和细菌DNA片段的多样性指数明显增大;土壤微生物区系组成中,细菌是优势类群,占微生物总数80%以上,而真菌很少,不到微生物总数1%,但在不同土层间有所差异;传统培养法与现代生物标记和分子生物学方法对塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物多样性的研究结果基本一致,说明塔里木沙漠公路防护林的建设使林地土壤生物活性有所增强,有利于林地土壤养分循环与利用.     

伊贝根际微生物

<正>土壤微生物是土壤中最活跃的因子,一方面是土壤天然有机体的转化者,另一方面是土壤养分的源和库,与植物营养和土壤肥力密切相关,在土壤物质和能量循环转化过程中起着重要作用。在植物的整个生长期间,根系进行着活跃的代谢作用,向根外不断分泌有机物质,这些分泌物是根际微生物的重要营养和能量来源,其成分和数量影响着根际微生物的种类和繁殖。根际微生物的数量、活性和群落结构及其变化直接影响到植物吸收水分和养分。因此,植物、土壤和微生物之间存在着相互依赖、相互作用的复杂的三边关系[1-2]。     

河西走廊春季不同盐碱土壤中微生物数量、酶活性与理化因子的关系

[目的]揭示盐碱土壤微生物量与土壤因子间的关系.[方法]选择河西走廊不同盐碱程度的11个样点在春季进行采样,研究了土壤的微生物数量、酶活和理化性质,并对其进行方差分析、简单相关分析、逐步回归分析和主成分分析.[结果]河西地区原生盐碱地、次生盐碱地与农田土在土壤理化性质和土壤微生物数量等方面均有差异;河西地区土壤较贫瘠,土壤微生物数量较低,且分布有规律性,即原生盐碱土＜次生盐碱土＜农田土;放线菌、真菌、碱性磷酸酶、脲酶和有效磷5个因子是引起土壤微生物数量、酶活性与理化因子之间相关性的主要因素.[结论]结果证实河西地区盐碱土壤中磷的循环很大程度上影响着土壤微生物数量.     

未培养微生物研究策略概述

基于未培养微生物数量巨大、种类繁多、基因资源丰富等特点。扼要介绍了未培养微生物的纯培养分离策略和分子生物学研究方法。随着新型培养策略如原位仿生境培养、限制性培养、单细胞微操作等的出现,使未培养微生物的纯培养成为可能。同时由于宏基因组学和高通量DNA测序等现代分子生物学方法技术的逐渐成熟,使来源于未培养微生物的新基因和新活性物质的分离筛选出现了新的机遇与挑战。     

江西省水生维管束植物群落与环境因子关系的初步研究

植物群落与环境因子关系的研究是植物生态学的一个中心议题[1],主要通过直接梯度分析和间接梯度分析的方法进行定量描述和解释。排序是梯度分析的一个主要技术[2 ],如极点排序 (ＰＯ)、相互平均法 (ＲＡ)、主分量分析 (ＰＣＡ)、典范分析 (ＣＣＡ)等排序技术已被广泛应用于植被的梯度分析中[1,3]。对于水生维管束植物的研究已有不少报道 ,其中有许多研究者注意到了水环境 (如水深、底质、水化学性质、流速等 )对水生维管束植物生态分布的影响[4,5],但缺乏对水生维管束植物与水环境关系的数量分析研究。据此 ,作者通过对水生维管束植物群落及…