生物炭对农田土壤细菌群落多样性影响的PCR-DGGE分析

为评价生物炭对农田土壤细菌群落多样性的影响,对不同施肥方式农田土壤细菌总DNA进行提取和16S rDNA特异性扩增,运用变性梯度凝胶电泳DGGE的分子生物学技术,对施肥土壤细菌群落的多样性进行表征。DGGE电泳结果表明,不同处理均可得到20条以上的电泳条带,说明水稻土土壤细菌群落较丰富。从泳道条带数量及光密度值方面对细菌群落多样性指标比较发现,施加生物炭的土壤(T2、T3、T4)细菌丰富度最高,细菌种群较多,其次为秸秆还田处理土壤(T1),而空白对照处理土壤(CK1)细菌群落丰富度最低,各处理之间的细菌种群均匀度指数差异不显著;对细菌群落的条带信息与土壤理化性质进行相关性分析得到,细菌群落的结构变化与各土壤理化性质的相关性大小依次为速效钾总有机碳有效磷全氮pH。     

基于菌植互作的植物根际细菌钝化镉作用和机制研究进展

土壤重金属镉(Cd)污染严重危害农产品安全生产,植物根际细菌在钝化土壤Cd和帮助作物抵御Cd胁迫方面发挥重要作用。本文首先概括在修复Cd污染土壤中得到广泛应用的植物根际细菌种类,并从根际细菌直接吸附Cd、调整土壤理化特性、调控土壤微生物群落和其他作用4方面阐述了植物根际细菌对Cd的钝化作用,其次从菌植互作角度阐述植物根系分泌物与根际细菌群落相互影响对土壤Cd的钝化作用。最后展望重金属胁迫下植物根际钝化Cd核心菌群的构建,以在新兴学科与技术的快速发展中探明植物根系-微生物互作体系的分子机制,深入开展植物根际细菌钝化修复重金属污染土壤的理论研究和实践。     

悉生培养微缩体系食细菌线虫提高土壤激素含量的机制

研究土壤食细菌线虫与细菌的相互作用及其生态功能是土壤生态学的核心内容之一。食细菌线虫取食细菌可以促进土壤中氮素的矿化,提高氮素养分的供给,改善土壤的营养条件,从而促进植物的生长发育。土壤食细菌线虫促进植物根系生长的"养分作用机制"已得到确认,而"激素作用机制"还存在争议。从供试土壤中筛选获得一株高效产IAA细菌和两种不同cp值的食细菌线虫,通过设置简化的悉生培养系统,对这两种土著食细菌线虫与土著产IAA细菌之间的相互作用,及其对土壤中IAA含量变化的影响进行研究。结果表明:两种食细菌线虫的取食均能促进细菌数量和活性的增强,食细菌线虫与产IAA细菌相互作用也能显著增加土壤中IAA的含量;这些促进作用受到接种食细菌线虫的种类以及培养时间的影响:在培养第10天和第20天时,接种cp值为1的中杆属食细菌线虫显著增加了产IAA细菌的数量;在培养第10天和第30天时,相比较接种cp值为2的头叶属食细菌线虫,接种中杆属食细菌线虫显著提高了土壤中IAA的含量。     

西藏岗巴拉山土壤细菌多样性海拔分布格局及其驱动因子

高原山地是对全球气候变化最为敏感的脆弱生态系统之一,研究高原山地土壤细菌群落沿海拔变化特征,对于揭示受气候变化和人为干扰的山地微生物群落结构和功能有十分重要的科学意义。研究以西藏岗巴拉山作为研究对象,运用Illumina MiSeq高通量测序技术,基于精细样方尺度分析了岗巴拉山沿海拔梯度土壤细菌群落组成和多样性的变化特征及其驱动因子。结果表明：岗巴拉山土壤细菌共包含36门125纲307目477科838属1878种,将12个海拔带分为高中低3组（低海拔从3800-4100 m、中海拔从4200-4500 m、高海拔从4600-4900 m）,中海拔总分类操作单元（OTU）数最多,特有OTU数最少,土壤细菌群落丰富度随海拔升高呈单峰趋势,但其特异性随海拔呈U型分布格局。岗巴拉山土壤细菌群落中的优势菌门是放线菌门、酸杆菌门、变形菌门、绿弯菌门、疣微菌门和芽单胞菌门等,土壤细菌群落Shannon多样性指数随海拔升高而逐渐减小,而Simpson多样性指数在高海拔最高,Chao指数随海拔升高呈单峰变化趋势。主坐标分析（PCoA）表明土壤细菌群落结构在不同海拔梯度上存在显著差异,且低海拔土壤细菌群落组内也存在显著差异。冗余分析（RDA）表明海拔、pH、总氮、总磷和有机碳对土壤细菌群落结构有显著影响,与环境因子相关性分析表明海拔、pH、总氮、总磷和有机碳与土壤细菌群落结构显著相关,曼特尔检验表明pH和海拔是影响土壤细菌群落的关键因素。岗巴拉山土壤细菌多样性沿海拔梯度呈单调下降趋势,pH是影响土壤细菌群落沿海拔变化特征的关键环境因子,总氮、总磷和有机碳也是影响土壤细菌群落的重要环境因子。     

两种盐生植物根际土壤细菌多样性和群落结构

应用高通量测序技术对西北干旱区两种盐生植物黑果枸杞和里海盐爪爪根际土壤细菌的多样性和群落结构进行研究,旨在揭示两种耐盐植物根际土壤细菌之间以及根际与非根际细菌群落结构间的差异,为深入研究盐生植物根际土壤微生物与耐盐性之间的关系提供理论基础。结果表明:黑果枸杞、里海盐爪爪根际细菌多样性丰度高于非根际土,黑果枸杞根际土壤细菌多样性丰度高于里海盐爪爪。根际和非根际土壤细菌群落的组成和丰度存在差异,从黑果枸杞和里海盐爪爪根际土壤中分别检测出细菌21门289属和22门304属,而从非根际土壤中分别检测出28门285属和24门336属;在两种盐生植物根际土壤中,变形菌门和厚壁菌门均为优势门;拟杆菌门、放线菌门、蓝细菌门及浮霉菌门在根际土壤中的丰度显著高于非根际土壤,而厚壁菌门在根际土壤中的丰度低于非根际土壤。两种植物根际土壤中的细菌优势门和优势属的数量均高于非根际土壤,在黑果枸杞和里海盐爪爪的根际土壤中的细菌优势属分别有10个和9个,而二者非根际土壤中的细菌优势属各有4个,其中假单胞菌属是根际和非根际土壤中的共有优势属。黑果枸杞和里海盐爪爪根系细菌群落组成和丰度存在差异,只有假单胞菌属和盐单胞菌属是两种植物根际土壤中的共有优势属。Unifrac分析和聚类分析表明,两种盐生植物根际土壤细菌之间的相似性大于根际和非根际细菌群落间的相似性。细菌多样性与土壤有机碳、有机质、总氮正相关,与pH、电导率负相关,电导率和pH,有机碳和总氮分别是非根际土,根际土壤细菌群落物种组成的主要影响因素。     

基于高通量测序的黄河三角洲4种人工林土壤细菌结构及多样性研究

为研究黄河三角洲不同人工林土壤细菌群落特征,应用高通量测序技术,比较分析了刺槐、榆树、白蜡、臭椿4种人工林土壤细菌结构及多样性,并结合土壤理化性质进行相关性分析。结果表明:人工林土壤中共有31门细菌;4种人工林土壤中酸杆菌门、变形菌门、放线菌门细菌以及刺槐、臭椿人工林土壤中硝化螺旋菌门细菌是土壤中的优势群落。不同人工林土壤中酸杆菌门、变形菌门、硝化螺旋菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门、广古菌门、泉古菌门、蓝藻菌门细菌丰度差异显著。刺槐人工林土壤细菌多样性最高;白蜡人工林土壤细菌多样性最低。土壤pH、含水量、有机质含量与酸杆菌门细菌丰度呈显著负相关关系,土壤pH与变形菌门、硝化螺旋菌门、芽单胞菌门细菌丰度呈极显著正相关关系;土壤pH、有效磷含量与人工林细菌多样性呈显著正相关关系。以上研究结果表明,黄河三角洲不同人工林土壤细菌群落存在一定差异,土壤pH、含水量、有机质、有效磷含量是影响土壤细菌结构和多样性的主要土壤因素。     

不同肥力条件下的桑树根际微生物种群分析

通过平板梯度稀释培养,测定了不同肥力土壤桑树根际细菌、真菌、放线菌和三类促生细菌的数量,并采用BOX-PCR技术,对根际细菌进行了聚类分析.主要结果为:肥沃土壤根际细菌和放线菌的数量均高于贫瘠土壤,而真菌数量低于贫瘠土壤;相同肥力条件下,三类促生细菌中溶磷细菌的数量最多,其次是硅酸盐细菌,固氮细菌的数量最少.根际细菌的BOX-PCR聚类分析图显示,肥沃土壤细菌分离株的DNA同源性高于贫瘠土壤,两种土壤中,促生细菌分离株的遗传进化距离比较接近.在细菌BOX-PCR图谱相异百分数为0.2的水平上,肥沃和贫瘠土壤根际细菌分别分为71个和33个聚类群,根际促生细菌分别分为33个和28个聚类群.土壤肥力对根际细菌的种类和数量都有影响,肥沃土壤根际细菌和促生细菌的数量、种类均高于贫瘠土壤.     

应用16S rRNA基因文库技术分析土壤细菌群落的多样性

[目的]土壤微生物在菜田生态系统中具有重要的生态功能,通过16S rRNA基因克隆文库技术分析典型菜田土壤细菌群落结构的组成情况,为揭示典型的菜田土壤微生物的多样性以及土地利用变化与生态环境效应之间的关系奠定基础.[方法]采用未培养技术直接从北京和山东两地典型菜田土壤样品中提取微生物总的DNA,分别构建基于通用引物PCR扩增的土壤细菌16S rRNA基因克隆文库,通过Hinf Ⅰ和Hae Ⅲ限制性内切酶对两地土壤细菌16s rRNA基因文库中的克隆进行ARDRA(Amplified Ribosomal DNA Rstriction Analysis)分析,将所有阳性克隆分为若干个可操作分类单元(OTU).[目的]通过构建两地细菌克隆文库的系统发育树,并分析主要种群的组成表明:北京和山东菜田土壤细菌克隆文库的优势种群均为γ、β、α变形细菌亚群.两地的细菌种类组成分别包括124个OTUs和92个OTUs.[结论]北京地区和山东地区典型蔬菜地土壤细菌种群中优势种群均为变形细菌,但是土壤细菌多样性降低,这可能与典型菜田的多年连作,种植蔬菜种类单一直接相关.同时,也可能是造成菜田土壤病害普遍发生,土壤退化的一个重要原因.     

不同土壤深度对宁夏石嘴山盐碱地细菌菌群多样性的影响

宁夏自治区是我国受到土壤次生盐渍化危害的重点区域,然而对该地区盐碱化形成机制及影响因素的研究资料较少。在宁夏石嘴山地区采集土壤样本,采用基于16S rRNA的PCR-DGGE技术对不同深度土壤的细菌群落多样性和优势种群进行分析,以期从土壤生态角度探索该地盐渍化成因及改良措施。带谱相似性和UPGMA聚类结果表明,表层(D20 cm)土壤和底层(D80 cm)土壤样本中细菌菌群相似程度较高;而中间层(20 cmD80 cm)土壤样本中细菌菌群相似程度很低。多样性指数分析显示,随着地层深度的增加,菌落的丰富度和多样性均趋于下降;而均匀程度变化幅度不大。对其中5个优势条带进行测序比对的结果表明,该地区土壤可识别优势细菌菌群为变形细菌门Proteobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes,但大部分条带未可识别。结果表明该地区盐碱土壤中的细菌菌群多样性程度较高,且优势菌群不尽相同;土壤深度与细菌菌落多样性在一定程度上存在线性关系。为深入研究次生盐渍化土壤的形成机制以及影响因素提供理论参考。     

紫花苜蓿根际氢氧化细菌的分离及其对小麦种子促生作用的研究

从大豆植物根际分离的氢氧化细菌对植物的生长有促进作用,但是关于其他的豆科植物根际分离的氢氧化细菌是否也有促生作用的研究甚少。从紫花苜蓿根际土壤分离氢氧化细菌,并进行其对小麦种子促生实验的研究,判断氢氧化细菌是否有促生作用,从而丰富具有促生作用的根际微生物资源。采用MSA培养基,从铜川新区紫花苜蓿根际土壤中分离得到氢氧化细菌疑似菌株,对其进行TTC法检测菌株氢化酶活性和自养能力的特性,以获得氢氧化细菌;通过小麦种子的萌发进行促生实验验证。结果表明,16株菌株处理过的小麦根长分别增加25%～128%,芽长增长27%～73%,鲜重增加48%～103%。从苜蓿根际土壤分离出的氢氧化细菌均具有较明显的促生作用。     

土壤酸杆菌门细菌生态学研究进展

酸杆菌是土壤中一类重要的细菌类群。基于16S r RNA基因序列分析发现,酸杆菌一般占细菌总量的20%左右,甚至高达50%以上,表明酸杆菌在土壤生态过程中起到重要的作用。从植被、海拔高度、氮肥管理及二氧化碳升高对土壤酸杆菌分布的影响,以及酸杆菌根际效应等几方面论述了土壤酸杆菌门细菌生态学研究进展;综合分析揭示出不同分类单元酸杆菌细菌分布与环境因子间的关系;阐述了部分酸杆菌细菌的潜在生态功能。最后指出在土壤酸杆菌研究中应强化分离培养、细化分子生态、采用宏基因组学和单细胞测序新技术的重要性。     

黄河三角洲刺槐臭椿混交林与纯林土壤细菌群落结构和多样性特征分析

为研究黄河三角洲地区混交人工林土壤细菌群落特征,应用高通量测序技术,比较分析了刺槐臭椿混交林以及臭椿和刺槐纯林土壤细菌结构及多样性,并结合土壤理化性质进行分析。试验结果表明：在细菌门分类水平上,臭椿纯林、刺槐纯林、刺槐臭椿混交林土壤中分别检测出27、25、31门细菌,3种不同林分土壤中酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门、绿弯菌门、浮霉菌门、芽单胞菌门、疣微菌门8种细菌是土壤中的主要细菌群落,其中酸杆菌门、变形菌门和放线菌门为优势细菌群落。不同类型人工林土壤中各门细菌相对丰度差异显著。混交林土壤细菌物种数和Shannon指数值分别为1910和9.1高于两种纯林。通过对土壤主要细菌群落与土壤理化性质进行主成分分析发现,3种不同林分之间在土壤细菌群落结构上有较高程度的分离,差异显著（P < 0.05）,有效磷含量与混交林土壤细菌群落有较强的正相关关系。因此可以得出结论,不同林分类型、土壤理化性质和细菌群落结构三者相互影响,刺槐臭椿混交增加了土壤细菌群落多样性,土壤理化性质在一定程度上影响土壤细菌结构和多样性。     

退耕还湿后土壤细菌群落结构和生物量变化过程

土壤细菌对湿地生态系统功能和健康维持起着重要作用。以菜子湖原始湿地、不同退耕年限湿地(3a、7a、11a和21a)和仍耕作油菜地土壤为研究对象,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)、高通量测序和磷脂脂肪酸(PLFAs)方法分析土壤细菌群落组成和生物量,探讨它们在退耕还湿后的变化过程及其影响因素。结果表明,退耕还湿后土壤变形菌门(α-变形菌纲、β-变形菌纲和δ-变形菌纲)、酸杆菌门(酸杆菌纲和全噬菌纲)、Nitrospinae(Nitrospinia纲)和硝化螺旋菌门(硝化螺旋菌纲)相对丰度先增高后降低;这些参与氮循环的土壤细菌对退耕后湿地生态恢复过程中土壤氮素提升起着重要作用。与农业生产活动密切关联的厚壁菌门(芽孢杆菌纲和梭菌纲)和放线菌门(放线菌纲)相对丰度逐渐降低。湿地土壤细菌多样性在退耕初期(3—7a)上升达到最大,退耕中后期逐渐降低。表层土壤各类群细菌生物量逐渐升高,亚表层土壤各类群细菌生物量则先降后升再降。水分条件和容重是与研究区土壤细菌群落结构和多样性密切相关的土壤因子,而全氮是与土壤细菌生物量密切相关的土壤因子。研究从生态过程视角解析了土壤细菌群落较详...     

土壤硅酸盐细菌的研究进展

目的 不同土壤均含有丰富的磷、钾元素,但它们多以稳定的铝硅酸盐和磷灰石状态存在,不能直接为作物吸收和利用.硅酸盐细菌能通过代谢产生有机酸、多糖而释放出可溶态的磷、钾、硅等元素,而且具有一定的固氮能力,有利于植物的吸收和利用.因此土壤硅酸盐细菌的研究,不仅可为挖掘土壤潜在肥力、维持农业可持续发展提供理论基础,也具有重要的实践指导意义.本研究从硅酸盐细菌在土壤中的分布、研究方法、应用等方面对国内外土壤硅酸盐细菌的研究概况进行综述.     

土壤细菌16SrRNA基因变异型及其与植被的相关研究

绕过细菌的分离培养,直接提取土壤DNA,扩谱,克隆土壤细菌群体的16S核糖体RNA基因（16S,rDNA),根据该基因各种变异类型的限制性片段长度多型性,分析土壤细菌分子遗传多样性及其与植被的相关关系,植被的改变影响土壤养分,进而改变土壤细菌群落结构,土壤细菌遗传多样性和分化能反映植被的变化。     

烟草根际微生物研究

利用选择性培养基,对土壤肥力肥沃、中等、贫瘠的烟区根际细菌、真菌和放线菌进行了分离和测数。根据菌体形态及培养特征、生理生化指标及16S rDNA部分序列分析等,对根际自生固氮菌、磷细菌、钾细菌进行了鉴定和分类。主要结果为：土壤肥沃的烟区根际细菌的数量最多,土壤贫瘠的烟区数量最少;土壤贫瘠烟区根际真菌的数量较多,中等和肥沃烟区的较少;根际故线菌的数量随土壤肥力的降低而依次减小。从不同肥力烟区分离的根际自生固氮菌、磷细菌、钾细菌以革兰氏阴性杆菌为主,分别属于10个属。土壤的肥沃程度对根际3类细菌的种类和数量都有影响,总体上看,土壤肥沃和中等的条件下,细菌类群的多样性和丰富度较大,而贫瘠土壤细菌类群的优势度较大。     

土壤细菌遗传多样性及其与植被类型相关性研究

细菌是土壤生物的重要类群,由于其形态简单,绝大多数无法人工培养,用传统分类法极难进行土壤细菌遗传多样性分析。选择土壤细菌１６Ｓ核糖体ＲＮＡ基因内一段２６碱基变异区为基因标签,连接成标签串测序,用标签类型、频率和多样性指数等在分子水平上描述土壤细菌遗传多样性,并分析了土壤细菌遗传多样性与植被类型的相关性。土壤细菌遗传多样性与土壤有机质、全氮含量等理化性质高度相关,不同植被土壤理化性质差异决定细菌遗传     

矿区高硫煤覆盖对土壤细菌群落组成和多样性的影响

【背景】土壤微生物生态研究对于矿区污染生态影响调查和矿区生态恢复都具有非常重要的意义,高硫煤覆盖对其下方土壤微生物群落的影响目前尚不清楚。【目的】探究煤矿区长期高硫煤覆盖对其下方土壤细菌群落组成和多样性产生的影响。【方法】从高硫煤矿附近煤场采集3种类型土壤样品(高硫煤覆盖层、高硫煤下方土壤、对照土壤),通过测定土壤理化性质和运用高通量测序技术研究高硫煤覆盖对土壤性质和细菌群落产生的影响。【结果】与对照土壤相比,高硫煤覆盖使其下方土壤pH值降低,硫酸盐、有机质、有效氮、有效磷含量升高。高硫煤覆盖使其下方土壤中细菌的多样性指数降低,细菌群落组成发生了较大改变。在属水平上,与对照土壤相比,高硫煤下方土壤中Bacillus的相对丰度较高;Acidiphilium与Sulfobacillus在3个样本组中的相对丰度呈现为高硫煤覆盖层>高硫煤下方土壤>对照土壤,硫氧化菌在高硫煤中的优势地位及其对下方土壤的影响由此可以得到证实。共现性网络分析表明,Acidiphilium和Sulfobacillus在高硫煤覆盖区域的土壤细菌群落中占有重要地位,对其他细菌类群影响非常大。【结论】高硫煤覆盖及硫氧化菌的优势存在,对高硫煤下方土壤的理化性质及细菌群落产生明显影响。研究结果有助于增进对矿区土壤微生物生态的认识,为高硫煤矿区生态恢复治理提供微生物学理论基础。     

黄河三角洲刺槐白蜡混交对土壤细菌群落结构及多样性的影响

为探讨黄河三角洲刺槐白蜡混交对土壤细菌群落结构及多样性的影响,通过高通量测序技术分析比较了刺槐白蜡混交林及刺槐纯林、白蜡纯林土壤细菌群落结构及多样性。结果表明:(1)混交林与两种纯林土壤细菌群落共36门。酸杆菌门、变形菌门、放线菌门(相对丰度大于10%)为刺槐白蜡混交林与两种纯林土壤中共有的优势菌群;硝化螺旋菌门为刺槐纯林土壤中的优势菌群。不同人工林土壤中各门细菌相对丰度差异显著。(2)混交改变了土壤细菌群落结构,提高了细菌多样性。刺槐白蜡混交林土壤细菌物种数、Chao1指数、Shannon指数分别为1934.5、2629.1、9.1,显著高于两种纯林。(3)相关性分析表明,土壤含水量与放线菌门细菌呈显著正相关;pH与芽单胞菌门细菌呈极显著正相关,与酸杆菌门细菌呈显著负相关。细菌多样性与土壤含水量呈显著正相关,与速效钾、有机质含量呈显著负相关。研究表明,刺槐白蜡混交林土壤细菌群落结构与两种纯林之间有一定差异,多样性差异显著,刺槐白蜡混交改变细菌群落结构,提高细菌多样性。     

中国典型冻土区土壤可培养细菌多样性

[目的]对比分析中国典型高纬度冻土区和高海拔冻土区土壤可培养细菌的多样性.[方法]采用NM、TSA 、R2A 3种培养基分离培养不同冻土区土壤可培养细菌,用通用引物扩增分离的细菌16S rRNA基因,根据系统发育分析进行鉴定.[结果]从6个样品中得到冻土土壤可培养细菌的菌落数量为4.70×103 -2.57×105 cfu/g(土壤干重),根据不同的菌落形态分离出144株可培养细菌.纯培养物的16S rRNA基因部分序列分析表明:我国高纬度冻土区土壤样品中的细菌分别属于Firmicutes分支(59.52％)、Gammaproteobacteria 分支(38.10％)、Betaproteobacteria分支(2.38％),其中假单胞菌属(Pseudomonas)、芽胞杆菌属(Bacillus)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)的菌株为该区域的三大优势菌群.我国高海拔冻土区土壤样品中分离细菌属于Gammaproteobacteria分支(89.22％)、Firmicutes分支(8.82％)和Bacteroidetes分支(1.96％)o优势菌群为假单胞菌属( Pseudomonas).[结论]我国高纬度冻土区和高海拔冻土区土壤具有较高的可培养细菌多样性;不同类型冻土区土壤可培养细菌群落组成不同.本文研究结果将为我国冻土区土壤细菌资源研究与利用提供理论依据.