鄂尔多斯台地盐沼滩地微生物群落与土壤条件分析

[背景]我国北方内陆区与平原区土地盐碱化问题严重,针对微生物如何在极端盐碱地植被演替过程中发挥作用的研究鲜有报道.[目的]研究鄂尔多斯台地5种不同植被类型的盐沼湿地微生物群落与土壤条件的关系,筛选出耐盐碱菌群及影响耐盐碱菌群的土壤环境因子.[方法]采用高通量测序技术,对其微生物细菌群落组成进行了比对分析.[结果]鄂尔多...     

不同生境草鱼肠道微生物组成和群落特征分析

[目的]分析不同生境来源的草鱼前肠、中肠和后肠的微生物组成和群落特征.[方法]利用16S rRNA高通量测序技术比较河流、湖泊、高密度池塘养殖与水库低密度养殖4种不同生境来源的草鱼其前、中、后肠的微生物组成和群落特征.[结果]Venn图、稀释性曲线和Alpha指数分析结果显示,前肠微生物群落多样性以养殖生境草鱼更高,而...     

番茄连作青枯病不同发病时期的非根际土壤细菌群落变化特征

[目的]研究连作条件下番茄青枯病不同发病时期的非根际土壤微生物群落差异,明确土壤微生物对青枯病发病时期的响应机制。[方法]本研究对16S rRNA V4-V5区进行实时荧光定量PCR和高通量测序,综合分析了连续种植第1、3、5和7季的发病高峰期和发病末期的番茄非根际土壤的病原菌数量、细菌群落多样性、群落组成、标志细菌类群和群落构建机制。[结果]发病高峰期的青枯菌数量(1.28×10⁷ copies/g)要高于发病末期(1.77×10⁶ copies/g)。随着连作时间的增加,发病时期对细菌群落多样性的影响逐渐增加。第3季和第5季不同发病时期之间的细菌群落alpha和beta多样性存在显著差异。LEfSe分析发现,番茄青枯病发病高峰期和发病末期的非根际土壤样品有其各自不同的标志细菌类群。此外,随连作时间的延长协助青枯菌致病的细菌逐渐累积。发病高峰期是微杆菌属(Microbacterium)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira)协助青枯菌致病,而在发病末期,则由鞘脂菌属(Sphingobium)、norank_f...     

海洋硅藻附着研究进展

随着人类对海洋资源的进一步开发和利用,越来越多的人工设备用于水下操作,而海洋生物污损在很大程度上制约了这些设备的应用,给人类带来重大的经济损失。因此,海洋生物污损的形成机制与防治成为当前研究的一个热点。海洋硅藻是海洋生物污损过程中形成生物膜的主要物种,其在水下固相表面的附着可诱导大型污损生物的附着,从而影响生物污损群落的形成。本文综述了硅藻在固相表面的附着机理、固相表面性质对硅藻附着的影响及具有应用前景的广谱抗污损高分子材料的研究进展,并展望海洋硅藻附着研究前景。     

果实红色与黄色番茄品种植株茎部内生细菌群落结构及代谢功能特征

[目的]比较果实颜色分别为红色和黄色的番茄植株茎部内生细菌群落组成及代谢功能特征,旨在探究番茄果色形成与植株内生细菌的关联,为构建番茄育种新型的评价体系,以及开发利用有益微生物功能提供理论依据和技术支撑.[方法]基于MiSeq高通量测序技术,分析果实颜色分别为红色和黄色番茄品种植株茎部内生细菌群落组成及相关代谢功能生物...     

群体感应抑制剂对海洋生态功能菌生物膜形成的影响

[目的]研究天然群体感应抑制剂(Quorum sensing inhibitors,QSI)分子对海洋生态功能菌生物膜形成的影响.[方法]以对污损生物幼虫附着具有诱导作用的海洋细菌为目标菌,通过在其生物膜的形成过程中添加天然群体感应抑制剂,研究其对目标菌成膜细菌数和浮游细菌数、生物膜形态以及生物膜表面胞外多糖含量的影响.[结果]呋喃酮和吡啶在50 mg/L时,对8株目标菌的成膜有显著的抑制作用,抑制率在80％左右,吲哚、青霉烷酸和香豆素在较高浓度800 mg/L才有比较好的抑制活性.生长抑制实验结果显示,同等浓度下,QSI分子对目标菌成膜的抑制活性明显高于其对浮游细菌生长的抑制活性.结果表明,QSI分子主要通过干扰目标菌群体感应系统以抑制生物膜的形成.[结论]研究证实QSI分子在海洋菌生物膜形成过程中具有一定的调控作用.通过添加QSI可能能够间接抑制由生物膜诱导的污损生物附着,从而以新的角度研制新型抗污损物质.     

高通量测序和DGGE分析土壤微生物群落的技术评价

【目的】比较新一代高通量测序与传统的变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)指纹图谱技术,评价两种技术研究土壤微生物群落结构的优缺点。【方法】针对新西兰典型草地和森林土壤,以16S rRNA基因为标靶,通过高通量测序和DGGE技术分析土壤微生物群落的组成、丰度和多样性,比较两种方法在土壤微生物研究中的适用性。【结果】在不同的微生物分类水平,高通量测序草地土壤检测到22门,54纲,60目,131科,350属;而DGGE仅检测到6门,9纲,8目,10科,10属,表明DGGE显著低估了土壤微生物的群落组成。森林土壤也得到了类似规律,高通量测序的检测灵敏度是DGGE的3.8、6.7、6.4、19.2及39.4倍。进一步分析土壤中主要微生物类群的相对丰度,发现分类水平越低,高通量测序与DGGE的结果差异越大,尤其在科和属的水平上差异最大。以高通量测序结果为标准,DGGE明显高估了土壤中大多数微生物类群的相对丰度,最高可达2000倍。两种方法都表明草地土壤的多样性指数高于森林土壤,但DGGE多样性指数的绝对值远低于高通量测序结果。【结论】高通量测序能够较为全面和准确的反映土壤微生物群落结构,而DGGE仅能够反映有限的优势微生物类群,在很大程度上极可能低估土壤微生物的物种组成并高估其丰度。     

牙菌斑生物膜的形成与控制

牙菌斑生物膜是附着于牙釉质表面,由复杂的微生物群落构成的一种聚集体。牙菌斑生物膜的形成与生长对口腔健康有着直接或间接的影响,许多研究证实口腔疾病如龋齿和牙周病都与细菌的积累及牙菌斑的形成有关。在牙菌斑生物膜形态建成过程中,牙齿表面最初的定殖菌对生物膜的微生物组成和结构至关重要,这些初级定殖菌决定了后续与之结合形成共生体的微生物种类和数量。不同的微生物组成可能在与生物膜形成相关的口腔病理状况中发挥不同的作用。因此,本文就牙菌斑生物膜的生长及控制进行综述,介绍其微生物的早期定殖和成熟过程、以及通过物理和化学方法对牙菌斑生物膜的控制,以期为了解牙菌斑生物膜的形成机制及相关口腔疾病的预防和治疗提供有价值的参考。     

微生物型育苗垫片对水稻根围土壤微生物多样性的影响

[目的]分析微生物型育苗垫片对水稻根围土壤微生物多样性和群落组成的影响,为微生物型育苗垫片的示范应用提供科学参考。[方法]采用水稻秧盘育苗试验,基于常规微生物培养和高通量测序技术测定微生物型垫片育苗对水稻根围土壤微生物种群数量、多样性及群落组成变化。[结果]与普通壮秧剂育苗相比,微生物型垫片育苗的水稻根围土壤细菌数量在出苗后第7 d增加了36. 59%,第14 d和第21 d时降低但差异不显著;放线菌数量分别显著增加了271. 11%、702. 48%和100%;真菌数量在第7 d和第14 d分别降低了127. 05%和740%,第21 d时明显增加了160. 98%。在水稻幼苗根围微生物群落组成中,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和螺旋体菌门为优势细菌,子囊菌门、担子菌门、接合菌门和壶菌门为优势真菌;与对照相比,微生物型育苗垫片组中变形菌门增加,螺旋体菌门和酸杆菌门减少,其中高丰度的假单胞菌属、根瘤菌属、节杆菌属、克雷伯氏菌属等根围促生菌均为水稻幼苗根围优势菌;真菌的子囊菌门增加,担子菌门、接合菌门和壶菌门减少,后期子囊菌门成为单一优势菌,该门的腐质霉属、假裸囊菌属和接合菌门的被孢霉属菌为优势菌。[结论]微生物型垫片育苗在水稻幼苗前期可提高土壤细菌的丰富度,后期降低土壤真菌的丰富度和多样性,具有改善水稻幼苗根围微生态环境的作用。     

马铃薯全生育期内根际微生物组变化规律

[目的]陆生植物根际环境与土壤中的微生物菌群关系密切,其根际微生物群落动态极可能直接影响着植物健康及养分高效利用。虽然根际益生菌已被证实可用于提高作物生产力,但由于缺乏对这些菌群组成动态变化规律的认识了解,它们的开发受到限制。研究马铃薯全生育期根际菌群的动态变化规律,探讨根际菌群变化与马铃薯发育时期的相关性,为针对马铃薯不同生长时期开发专用生物益生菌肥奠定理论基础。[方法]本研究着眼于马铃薯田间全生命周期微生物组动态变化,通过Illumina MiSeq高通量测序技术对不同时间点马铃薯根际细菌16S rRNA基因V3-V4区和真菌ITS区测序并对操作分类单位(OTU)进行聚类,分析样品间微生物群落的多样性特征,并通过机器学习的方法建立模型,将根际菌群与田间马铃薯发育时间相关联。[结果]根际菌群在马铃薯各个发育阶段随时间变化明显,营养生长阶段的微生物群落结构发生了显著变化,随着结薯期的开始逐渐稳定,直到块茎成熟后期根际菌群再次出现较大变化,且在不同施肥处理间呈现较大差异。进一步基于模型挖掘了与马铃薯发育时间相关联的22个特征细菌类群和16个特征真菌类群,其中苗期和结薯末期的特征类群分别为梭菌(Clostridium)和放线菌(Actinobacteria)。[结论]马铃薯的生长发育时期是影响根际微生物群落组成的主要因素,益生菌肥的添加主要影响马铃薯结薯末期的细菌微生物菌群结构。     

驯化对生物阴极微生物燃料电池中阴极微生物群落多样性的影响

【背景】生物阴极微生物燃料电池因其构造成本低和阴极可持续性发展的优点而成为一种很有前途的废水处理系统,但阴极微生物的氧化还原性能限制了其在实际应用中的推广。【目的】为了提高生物阴极的性能,需要深入了解影响阴极氧化还原性能的微生物群落。【方法】利用16S rRNA基因高通量测序技术分析对比原始接种污泥样品和驯化后阴极电极上生物膜样品多样性及结构变化。【结果】测序结果表明,原始接种污泥样品与驯化后阴极电极生物膜样品中微生物群落种类和结构存在显著差异,驯化后阴极电极生物膜样品中变形菌门(Proteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和特吕珀菌属(Trueperaceae)相对丰度比例高于原始污泥样品,成为优势菌群。【结论】驯化对系统阴极电极生物膜群落影响显著,随着产电量的输出,优势菌群不断富集,最终形成一个适应该实验环境下的新的微生物群落。对优势菌群结构和变化进行探讨,为生物阴极的研究补充更多生物学方面的理论基础。     

不同煤阶生物成因煤层气微生物群落的功能及多样性研究进展

生物成因煤层气是煤层气形成的主要途径之一,在各种煤阶的煤层气田中均发现有生物成因煤层气。高通量测序技术、宏基因组学等高新技术的应用逐步揭示了生物成因煤层气微生物群落的组成及多样性,为揭示煤层气资源的微生物生成机理提供了理论依据。本文综述了近年来国内外针对不同煤阶条件下微生物群落结构及多样性方面的研究进展,总结了煤层气生物成因过程中主要微生物的功能及产气途径,并探讨了生物成因煤层气领域的研究前景。     

基于高通量测序的闽楠幼林根际土壤丛枝菌根真菌群落变化

[背景]闽楠是珍贵用材树种.阐明闽楠根际土壤微生物特征,对科学经营闽楠人工林有指导作用.[目的]明确闽楠人工林恢复过程中根际土壤丛枝菌根群落随林龄的变化特征.[方法]采用高通量Illumina MiSeq测序的方法,评估不同林龄闽楠幼林根际土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF...     

肠道微生物与疾病关系的研究新进展- 运用454 测序技术分析

由于传统研究方法成本和速度的限制,远远满足不了对微生物群落大规模的研究,以454测序为代表的新一代高通量测序技术凭借低成本、高通量、流动自动化的优势为研究微生物的多样性和组成提供了新的技术平台。本文就近年来454测序技术在研究人体肠道微生物与疾病关系的应用进行了综述。     

冰川生态系统固碳微生物研究进展

[目的] 海南海口含有丰富的温泉资源,对温泉微生物多样性进行研究,有助于进一步开发和利用海南温泉微生物资源。[方法] 本文采用Illumina HiSeq高通量测序技术对海口3个温泉[海甸岛荣域温泉（S1）、火山口开心农场温泉（S2）和西海岸海长流温泉（S3）] 水样中微生物ITS序列和16S rRNA基因V3-V4区进行测序及生物信息学分析,探究海口市3个不同区域的温泉真菌多样性与细菌多样性。[结果] （1）α多样性分析表明,真菌群落中,S3 > S1 > S2,而在细菌群落中,S2 > S1 > S3。β多样性分析表明,3个温泉真菌群落和细菌群落组成差异皆显著。（2）分类分析表明,温泉真菌群落优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,细菌群落优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、Thermi、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、绿菌门（Chlorobi）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）。（3）CCA（Canonical correspondence analysis）分析表明,3个温泉的真菌群落主要影响因子是温度,细菌群落主要影响因子是总磷。[结论] 海南省海口市温泉中含有丰富的微生物资源,其微生物群落组成受多种环境因子影响,且影响真菌和细菌的主要环境因子不同。     

普洱地区茶叶内生细菌与根际土壤细菌群落结构分析

[目的]茶叶内生细菌、根际土壤细菌在普洱茶的发酵中起着重要的作用,还可以促进茶树生长,诱导茶树抗病性.研究其群落结构组成及相互关系可为微生物资源开发利用提供理论依据.[方法]本研究以普洱地区茶树叶片和根际土壤为材料,采用高通量测序技术,对茶叶及根际土壤细菌的16S核糖体RNA基因(16S rRNA)进行测序,比较分析茶...     

青海湖主湖区与湖水淹没区的细菌群落结构差异分析

为对比青海湖与湖滨淹没区的微生物群落结构及多样性的差异, 利用16S rRNA高通量测序技术, 研究不同环境条件下水体的微生物群落组成的异同。结果表明: 青海湖主湖区及淹没区的细菌在分类门级水平上相对丰度最高的为变形菌门(Proteobacteria, 44.8%), 其次分别隶属于拟杆菌门[Bacteroidetes, (25.9%±7.8)%]、蓝细菌门[Cyanobacteria, (13.6%±5.4)%]、放线菌门[Actinobacteria, (7.54%±9)%]和柔壁菌门[Tenericutes, (3.32%±2)%]。淹没区整体微生物多样性显著高于主湖区水体。部分微生物分类属在两个湖区呈现显著的分布差异暗示这些细菌对于环境特征的适应性。节线藻在青海湖主湖的分布广泛显示其可能在高原咸水湖泊的碳氮循环过程中扮演着重要角色。研究对于深入了解栖居地如何塑造咸水水体微生物群落结构具有重要意义。     

甘肃省野生羊肚菌根际细菌群落与土壤环境因子相关性研究

[背景]羊肚菌是全球广泛分布的物种,具有重要的经济和科研价值,其根际微生态系统各要素间的相关性研究相对较少.[目的]探究甘肃省不同地区野生羊肚菌根际土壤中细菌群落-土壤理化性质及细菌群落-酶活性相关性.[方法]采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对细菌群落组成进行测量,进而分析其多样性,最终揭示细菌群落-土...     

水热增加下黑土细菌群落共生网络特征

黑土是有机质含量高且肥沃的土壤类型之一,气候变化会显著改变黑土中微生物群落的结构,同时影响群落间的潜在相互作用关系。[目的] 揭示水热增加对黑土中的细菌群落结构及潜在互作关系的影响。[方法] 基于土壤移置试验,采用16S rRNA高通量测序解析农田黑土（原位黑土、水热增加1和水热增加2）中的细菌群落结构对水热增加的响应;使用CoNet构建微生物群落共生网络,识别共生网络中的枢纽微生物;利用结构方程模型、相关性分析探究水热条件变化下土壤性质、微生物交互作用、多样性之间的直接、间接关系。[结果] 黑土中的微生物以疣微菌、变形杆菌、酸性杆菌和放线菌为主。水热增加下土壤微生物共生网络的拓扑性质发生显著变化,网络中表征微生物潜在竞争关系的负连线随着水热增加而显著增加。气候因素通过改变微生物潜在相互作用影响了群落水平分类多样性。物种竞争增强可能直接导致了土壤有机碳含量的降低。[结论] 水热增加会显著改变黑土中微生物之间的潜在交互作用,枢纽微生物的响应更加敏感。     

东南极达尔克冰川-183m深处冰层融水细菌多样性研究

【目的】目前对于南极冰层微生物研究较少,而且研究手段多为纯培养和高通量测序,对于其中的微生物群落多样性仍知之甚少。本研究拟研究东南极达尔克冰川冰层中微生物群落组成。【方法】采用纯培养法、单细胞分选和高通量测序3种方法对东南极达尔克冰川冰层微生物进行研究,探究该生境中微生物的群落组成。【结果】从达尔克冰川中分离出10门19纲94属。其中,变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)为优势纲,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)为优势属,结果显示冰层中存在较为丰富的微生物多样性。其中,纯培养法分离出25株细菌。单细胞分选方法分离得到24株细菌。高通量测序共得到55 183条序列,聚类出116个操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)。3种研究方法得出的优势种群不尽相同。通过单细胞分选和纯培养法共获得7株细菌,它们与数据库最近源16S rRNA基因序列的相似度小于98.65%,其中有2株菌株与最近源16S rRNA基因序列的相似度小于95.00%,推测可能有2个潜在新属,5个潜在新种。【结论】本研究通过纯培养法、单细胞分选以及高通量测序3种方法对东南极达尔克冰川冰层微生物多样性进行研究发现,该生境中细菌多样性复杂。对比3种方法,其各有优势和局限性。这意味着结合使用多种研究方法研究微生物多样性,可获得更加全面的微生物群落组成。研究结果可为挖掘南极微生物资源提供数据基础。