小麦/蚕豆，玉米/蚕豆和小麦/玉米间作对根际细菌群落结构的影响

利用PCR-DGGE技术研究了小麦/蚕豆、玉米/蚕豆和小麦/玉米间作对作物根际细菌群落结构的影响.结果表明：间作能够提高作物根际细菌群落多样性、改变根际细菌群落结构组成.其中,小麦/蚕豆间作对根际细菌群落结构的影响最为突出,作物花期时小麦/蚕豆间作显著提高和改变两种作物根际细菌多样性和群落结构组成.玉米/蚕豆间作主要表现出对苗期玉米根际细菌多样性的显著提高和群落结构组成的改变.小麦/玉米间作对作物根际细菌群落结构的影响程度较弱.同时,3种间作体系都具有不同程度的产量优势.结果证明了间作体系中地上部植物多样性与地下部微生物多样性存在紧密联系.     

Biolog和PCR-DGGE技术解析施肥对德惠黑土细菌群落结构和功能的影响

试验采用Biolog和PCR-DGGE技术研究了不同施肥处理对吉林省德惠市黑土细菌群落结构和功能的影响.Biolog试验结果表明,单施有机肥处理的土壤细菌群落对底物碳源利用种类最多,代谢功能多样性最高;而施用化肥处理降低了土壤细菌群落代谢功能.DGGE图谱表明,不同施肥处理的土壤细菌16S rDNA多数条带分布相同,说明这些细菌类群在黑土中较稳定,在本试验中未受到施肥的影响,但也有一些特殊条带出现或缺失,施用化肥处理降低了土壤细菌群落结构组成多样性.对Biolog和DGGE试验结果的主成分分析显示,未施肥和单施有机肥处理的土壤细菌群落结构和功能相似,表明单施有机肥处理主要是增加了土壤微生物的总量,而对黑土细菌群落结构组成影响是次要的;单施化肥和半量有机肥 化肥处理的土壤细菌群落代谢功能多样性相似,但其结构组成产生了分离.研究表明化肥处理主要是影响到土壤中快速生长和富营养的细菌类群,施用化肥降低了这些细菌类群的代谢活性.     

环境选择和扩散限制驱动温带森林土壤细菌群落的构建

环境选择和扩散限制是生态系统中生物群落构建的两个基本过程,而两者相对作用的大小因研究尺度、群落属性和类型等有所不同.目前对温带亚高山森林土壤微生物群落构建的驱动因子和机制尚缺乏了解.本文利用PCR-DGGE技术研究庞泉沟自然保护区内5种典型森林包括华北落叶松林、青杄林、白杄林、油松林以及桦树林的6个森林土壤细菌群落(Lp MC1、Lp MC2、Pw MC、Pm MC、Pt MC、BMC)的结构特征及其影响因素,分析细菌群落结构与环境因子的相关性,以及土壤因子、植被和空间因素对细菌群落结构的影响.结果表明:研究区各样地土壤细菌群落的结构和生物多样性具有显著差异,低海拔落叶松和油松土壤细菌群落多样性较高(20条带),白杄林土壤细菌群落(13条带)多样性最低,高海拔落叶松土壤细菌群落多样性最高;土壤环境因子,如pH、土壤含水量、总碳、总氮、土壤有机质、速效磷以及土壤酶活性与土壤细菌群落多样性和结构显著相关;样地土壤细菌群落的beta多样性与群落的空间距离呈显著相关,表明扩散限制对群落结构具有一定的影响;方差分解分析结果显示,6个样地细菌群落结构的驱动因素大小依次为土壤因子(0.27)、空间因素(0.19)和植被(0.15);将区域土壤微生物作为"源群落",微宇宙试验结果显示,土壤因子是细菌群落结构形成的主要驱动力(0.35),同时源群落丰富的物种多样性对微宇宙土壤细菌群落结构具有显著影响.总之,在局域尺度下,环境选择对温带森林土壤细菌群落结构动态和多样性发挥主导作用,地理距离对群落结构具有显著影响,即确定性过程和随机过程共同决定局域森林土壤细菌群落结构,前者占主导地位.对于土壤细菌群落而言,扩散群落的组成和结构受到源群落的多样性特征和环境因子的双重影响.     

两株芽孢杆菌对黄瓜和番茄根际土壤微生物群落结构影响

采用聚合酶链式反应/变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE),研究了盆栽条件下,接种多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对不同时期黄瓜和番茄根际土壤微生物群落结构的影响.通过DGGE图谱的主成分分析表明,这2株生防菌对根际微生物的影响因作物的种类不同而不同:对黄瓜根际细菌和真菌群落结构均无显著影响,真菌群落随着取样时期而发生明显变化;对番茄根际细菌群落结构无明显影响,但不同采样时期细菌群落结构发生明显变化,而2株生防菌对其真菌群落结构的变化有显著影响.蔬菜种类是决定根际微生物群落结构的主要因素,接种生防细菌对根际细菌群落结构影响不显著,而对根际真菌群落结构的影响因蔬菜种类的不同而有差异.     

象山港网箱养殖对近海沉积物细菌群落的影响

微生物在有机物质分解、能量转移等生物地化循环中起着重要作用,研究养殖活动对沉积物中微生物多样性的影响对正确评价近海生态系统结构和功能具有重要意义.结合沉积物的理化分析(T、pH、Eh和SO2-),通过T-RFLP(末端限制性片段长度多态性)分析了象山港网箱养殖对近海不同深度沉积物中细菌群落结构和多样性的影响,构建了对照区0-5 cm沉积物样品的细菌16S rRNA基因克隆文库,并进行了系统发育分析.结果表明,近海网箱养殖活动不但使象山港沉积物Eh、pH值等理化性质有所改变,而且使细菌的群落结构也发生了变化,变形细菌纲细菌的相对丰度降低,细菌群落的多样性和均匀度也显著降低,致使近海沉积物细菌群落由多样性高的稳定结构向多样性降低的不稳定结构转变.     

利用DGGE法研究不同种植体系中根际微生物群落结构

利用DGGE技术研究不同间作和轮作种植体系对作物根际细菌和真菌群落结构的影响.运用16SrDNA和18SrDNA特异引物对,将土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后,通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:玉米-蚕豆轮作对蚕豆根际细菌和真菌群落结构影响明显,二者都与单作蚕豆有较大差异;小麦/蚕豆间作明显改变两种作物根际细菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构;玉米/蚕豆间作明显改变玉米根际细菌、真菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构.     

集约种植雷竹林土壤细菌群落结构的演变及其影响因素

应用PCR-DGGE技术研究了雷竹林种植过程中土壤细菌群落结构的变化,并运用冗余分析（RDA）手段提取雷竹林土壤细菌群落多样性的干扰控制因子.结果表明：水稻田改种雷竹后,土壤细菌群落的Shannon指数及丰富度指数均显著增加;长期的集约种植过程对雷竹林土壤细菌群落结构产生了影响,主要细菌种群发生了变化,多样性指数表现为先增加、后期大幅降低的趋势.RDA分析表明,土壤pH、总氮、碱解氮以及速效钾这4个变量能够解释高达76.1%的样本总变异,其中土壤pH对细菌群落结构影响最大,但未达到显著水平,表明长期集约种植的雷竹林土壤细菌群落结构的变化是多种环境因子共同作用的结果.     

钉螺体内细菌群落结构PCR-DGGE分析方法的建立

建立了通过PCR-DGGE研究钉螺体内细菌群落结构的方法,并采用此技术分析了钉螺体内细菌群落结构.钉螺样本采自湖北省荆州市,样本带回实验室经破壳解剖后取清洗的钉螺内脏放入无菌离心管后经酚-氯仿法抽提微生物DNA.使用获得的微生物DNA为模板,选择细菌原核通用引物F357-GC和R518进行PCR扩增得到大约250 bp的目的片段,然后采用变性梯度凝胶电泳结合DNA测序技术对获得的目的片段进行分析.结果显示此技术能够区分幼螺和成螺体内细菌群落结构差异,并发现在成螺体内有大量的Pseudomonas属和Acidobacteria属细菌出现.     

毛竹种植对土壤细菌和真菌群落结构及多样性的影响

为揭示天然林改为毛竹林过程中土壤微生物变化规律,在浙江省湖州市安吉县和长兴县两地选择不同种植历史的粗放经营毛竹林,分层采集0～20和20～40 cm的混合土壤样品,应用PCR-DGGE技术分析土壤细菌和真菌群落结构及多样性变化.结果表明: 在马尾松林改种毛竹林或毛竹林入侵杂灌阔叶林形成毛竹纯林过程中,土壤细菌和真菌的群落结构均发生明显变化,且细菌结构对毛竹种植的响应更敏感;随着毛竹生长时间的延长,表层土壤细菌群落表现出抵抗干扰、最后向改种毛竹之前状态恢复的趋势.毛竹种植时间、样地和土层均对土壤细菌和真菌多样性产生显著影响,其中样地和土层的影响明显大于种植时间.土壤性质和细菌、真菌结构的冗余分析结果表明,不同地点、不同土层驱动土壤微生物结构随时间变化的主要因子没有一致规律,且第1、2轴对样地变化的解释率大多低于65.0%,说明除本研究分析的5个土壤化学指标外,可能还有其他土壤理化性质共同驱动微生物结构的变化.     

细菌脂多糖及其寡糖链结构分析技术研究进展

脂多糖是大多数革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分,能诱发宿主细胞固有免疫反应,在细菌的识别、黏附、转移、致病等过程中发挥非常重要的作用.其结构组成与细菌的血清型和致病能力息息相关,因而对其结构进行精准分析,有助于研究其结构与生物效应间的关系,便于鉴别菌种和研发相关的抗生素及疫苗.由于脂多糖具有两亲性、多电荷且结构复杂等特点,为研究分析带来很多难题.本文全面归纳了细菌脂多糖分析技术的相关研究成果,阐述脂多糖及其寡糖链的提取、分离纯化及鉴定方法.     

液质发酵食品中微生物群落及与乳酸菌间相互作用研究进展

液质发酵食品发酵过程中微生物组成复杂,复杂的微生物发酵体系会影响微生物的生长和代谢,继而改变微生物的群落结构与功能,最终影响液质发酵食品的品质.乳酸菌在食品发酵中对形成风味物质、提高营养价值、抑制腐败菌生长具有重要的作用.本文主要对近年来食醋、酱油和饮料酒等液质发酵食品中微生物群落及与乳酸菌间相互作用关系进行综述,了解...     

羧酶体的组成、结构、功能和检测及其在脱氮细菌中的意义

羧酶体(Carboxysome)是一种具有CO2浓缩功能的"类细胞器",它存在于自养型脱氮细菌中,可增强细菌的自养生长能力。硝化细菌、厌氧氨氧化细菌和部分反硝化细菌都是重要的自养型脱氮细菌,探明其羧酶体的组成、结构和功能,将有助于揭示自养型脱氮菌的生长规律,进而强化生物脱氮过程。基于文献阅读和相关研究,本文对自养型细菌中羧酶体在组成、结构、功能和检测等方面的研究进展进行综述,以期为自养生物脱氮过程的深入理解和优化改进提供参考。     

Electron transport in green photosynthetic bacteria

Green bacteria make up two of the four families of anoxygenic photosynthetic prokaryotes. The two families have similar pigment compositions and membrane fine structure, and both contain a specialized antenna structure known as a chlorosome. The primary photochemistry and electron transport pathways of the two groups are, however, quite distinct. The anaerobic green bacteria (Chlorobiaceae) contain low-potential iron-sulfur proteins as early electron acceptors and can directly reduce NAD⁺ in a manner reminiscent of Photosystem I of oxygenic organisms. The facultatively aerobic green bacteria (Chloroflexaceae) contain quinone-type acceptors and have an overall pattern of electron transport very similar to that found in purple bacteria. Many aspects of energy storage in green bacteria, especially photophosphorylation and the role of cytochrome b/c complexes in electron transport, remain poorly understood.     

新疆南疆不同连作年限棉田土壤微生物群落结构的变化

通过传统培养和PCR-DGGE技术,分析了新疆南疆不同连作年限的棉田土壤微生物的变化情况,结果表明:随着连作年限的增加,土壤中细菌、真菌的数量、比例、多样性指数的变化表现为先增加后下降,至连作15年时达到较低值,之后随着连作年限的继续增加又表现为回升的趋势。细菌的种类数、优势种在不同连作年限的样品中的变化不明显,多样性指数变化幅度较小,群落结构变化不大;真菌的种类数、优势种在不同连作年限的土样中的变化较大,群落结构变化较大,随着连作时间的增加,优势种的种类趋于单一化,真菌的群落结构受到连作年限的影响更明显。     

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。     

Effects of tobacco–peanut relay intercropping on soil bacteria community structure

A reasonable cultivation pattern is beneficial to maintain soil microbial activity and optimize the structure of the soil microbial community. To determine the effect of tobacco−peanut (Nicotiana tabacum−Arachis hypogaea) relay intercropping on the microbial community structure in soil, we compared the effects of relay intercropping and continuous cropping on the soil bacteria community structure. We collected soil samples from three different cropping patterns and analyzed microbial community structure and diversity using high-throughput sequencing technology. The number of operational taxonomic units (OTU) for bacterial species in the soil was maximal under continuous peanut cropping. At the phylum level, the main bacteria identified in soil were Proteobacteria, Actinobacteria, and Acidobacteria, which accounted for approximately 70% of the total. The proportions of Actinobacteria and Firmicutes increased, whereas the proportion of Proteobacteria decreased in soil with tobacco–peanut relay intercropping. Moreover, the proportions of Firmicutes and Proteobacteria among the soil bacteria further shifted over time with tobacco–peanut relay intercropping. At the genus level, the proportions of Bacillus and Lactococcus increased in soil with tobacco–peanut relay intercropping. The community structure of soil bacteria differed considerably with tobacco–peanut relay intercropping from that detected under peanut continuous cropping, and the proportions of beneficial bacteria (the phyla Actinobacteria and Firmicutes, and the genera Bacillus and Lactococcus) increased while the proportion of potentially pathogenic bacteria (the genera Variibacter and Burkholderia) decreased. These results provide a basis for adopting tobacco–peanut relay intercropping to improve soil ecology and microorganisms, while making better use of limited cultivable land.     

甲烷氧化混合菌的保藏方法研究

【目的】甲烷氧化混合菌是自然界中吸收甲烷的关键微生物,在甲烷氧化混合菌的研究和应用中,首先要解决其长期稳定保藏的问题,保藏方法应能有效保持菌群结构和功能的完整性、稳定性。【方法】以从煤矿土壤富集得到的两种结构稳定的甲烷氧化混合菌为实验体系,研究对比了冷藏法、低温冷冻法、石蜡油冷冻法、甘油冷冻法4种保藏方法,考察保藏前后混合菌的生长状况、MMO活性、菌群结构等。【结果】保藏6个月后,除甘油冷冻法以外,经其它3种方法保藏的混合菌,都具有与保藏前相当的细胞密度、甲烷氧化能力、MMO酶活以及传代稳定性,且DGGE图谱显示保藏前后的菌群结构变化不大。【结论】这3种保藏方法都可以有效的保持甲烷氧化混合菌功能和菌群结构的稳定性。     

Community level physiological study of algicidal bacteria in the phycospheres of Skeletonema costatum and Scrippsiella trochoidea

Bacteria in the phycosphere have a unique ecological relationship with host algae due to their utilization of algal extracellular products as nutrients. Some bacteria control the growth of algal cells and even lyse them. The diversity of bacteria and their community dynamics in the phycosphere of microalgae are still relatively little understood, especially of those associated with red tide-causing algae. In this study, scanning electron microscope (SEM) images of algal cell morphology revealed that the phycosphere bacteria of the red tide-causing algae, Skeletonema costatum and Scrippsiella trochoidea, could lyse them within 72 h. The community level physiology of the algicidal bacteria was studied using Biolog ECO microplates, a common method for the ecological study of microbial communities. The average well color development (AWCD) values of bacteria in the phycospheres of both species were low, indicating that the bacteria had low metabolic activity overall. The diversity indices were both lower than the bacterial diversity from natural environments. However, the bacteria associated with S. trochoidea demonstrated a higher AWCD value and diversity than those in the phycosphere of S. costatum. The utilization of carbon sources significantly changed at different lytic times, reflecting that the bacterial community structure changed during the algae-lysing process. These results revealed that the bacterial communities in phycospheres had a simple structure and low diversity. When the balance between algae and bacteria broke down, the total bacterial density increased while the algicidal bacteria accumulated and became the dominant species, changing the bacterial community structure in this micro-ecosystem.     

Indigenous microflora responses to introduction of cyanogenic strains of Pseudomonas fluorescens into soil.

The effects of cyanogenic Pseudomonas fluorescens strains introduced into soil on the kinetic of colony formation and bacterial community structure were investigated. About 7.8 x 10(8) and 1.2 x 10(9) cfu per g dry soil of TA1 and B2 were added to the soil portions, respectively. The parameters of colony formation by heterotrophic soil bacteria were determined. The bacterial community structure and phenotypic diversity were studied using concept of r/K strategies and echophysiological index, respectively. The physiological state of indigenous heterotrophic bacteria and gram-negative group did not change under the influence of the cyanogenic strains introduced. Phenotypic diversity of the soil bacteria also did not change significantly. However, some short-term shifts in community structure of indigenous heterotrophic bacteria were noticed. This study shows that the introduction of great numbers of cyanogenic P. fluorescens strains could be safely used as potential agents in biological control of soil-born pathogens.     

施磷对干旱胁迫下箭竹根际土壤养分及微生物群落的影响

以箭竹及其根际土壤作为研究对象,采用两因素随机区组实验,设置2种水分处理（正常浇水和干旱胁迫）和2种施磷量处理（施磷和不施磷）,探究施磷对干旱胁迫下箭竹根际土壤养分及微生物群落结构和多样性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫显著降低了箭竹根际土壤中微生物量碳、可溶性有机氮和有效磷的含量,虽对箭竹根际土壤微生物群落的多样性无显著影响,但显著降低了箭竹根际土壤中总PLFA（phospholipid fatty acid contents）的含量和真菌、细菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌的PLFA比值,显著改变了箭竹根际土壤微生物群落结构,结果显著降低了箭竹的生物量。（2）施磷显著增加了受旱箭竹根际土壤中微生物量碳和有效磷的含量,虽大体上对受旱箭竹根际土壤微生物群落的多样性无显著影响,但显著增加了受旱箭竹根际土壤中总PLFA和真菌PLFA的含量,并在一定程度上增加了细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌的PLFA含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌和真菌/细菌的PLFA比值,也在一定程度上改善了受旱箭竹根际土壤微生物群落结构,从而改善受旱箭竹的生长。（3）主成分分析表明,干旱对箭竹根际土壤微生物群落结构的影响显著,而施磷的影响不明显。（4）相关分析发现,箭竹根际土壤微生物群落结构与箭竹根际土壤微生物量碳、可溶性有机氮及箭竹生物量呈显著正相关。综上,干旱降低了箭竹根际土壤养分含量和微生物生物量,改变了箭竹根际土壤微生物群落结构,抑制了箭竹的生长;施磷能增加受旱箭竹根际土壤养分含量和微生物生物量,改善受旱箭竹根际土壤微生物群落结构,进而改善受旱箭竹的生长。