不同生境黑果枸杞根际与非根际土壤微生物群落多样性

研究典型生境黑果枸杞根际与非根际土壤微生物群落多样性及其与土壤理化性质间的关系,为进一步研究黑果枸杞抗逆性提供理论数据。采集新疆精河县艾比湖地区(EB)盐碱地、乌苏市(WS)路旁荒地、五家渠市(WQ)人工林带的黑果枸杞根际与非根际土壤,利用Illumina-MiSeq高通量测序技术分析细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:根际土壤细菌多样性高于非根际土壤(WQ除外),而根际真菌多样性低于非根际土壤。WQ非根际土壤细菌和真菌多样性均高于EB和WS;根际细菌多样性排序为EBWSWQ,根际真菌多样性排序为WSEBWQ。根际土壤优势细菌门依次是变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、酸杆菌门,真菌优势门为子囊菌门、担子菌门。根际土壤细菌变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门的相对丰度高于非根际土壤,而厚壁菌在根际土壤中的丰度显著降低,真菌优势门丰度在根际土和非根际土中的变化趋势因地区而异; Haliea、Gp10、Pelagibius、Microbulbifer、假单胞菌属、Thioprofundum、Deferrisoma是根际土壤细菌优势属;多孢子菌属、支顶孢属、Corollospora、Cochlonema是根际真菌优势属。细菌、真菌优势类群(门、属)的组成以及丰富度存在地区间差异,厚壁菌门在EB地区的丰富度显著高于含盐量较低的WS、WQ;盐碱生境EB中根际土壤嗜盐细菌的丰度高于非盐碱生境(WQ、WS),如盐单胞菌属、动性球菌属、Geminicoccu、Pelagibius、Gracilimonas、Salinimicrobium等。小囊菌属是EB根际真菌的最优势属,Melanoleuca是WQ和WS的最优势属,地孔菌属、Xenobotrytis、Brachyconidiellopsis、多孢子菌属等在EB根际土壤中的丰度显著高于WQ和WS。非盐碱生境(WS和WQ)的微生物群落之间的相似性较高,并且高于与盐碱环境(EB)之间的相似性,表明土壤含盐量对微生物群落组成丰度具有重要的影响。     

不同生境马铃薯根际土壤细菌多样性分析

近年来,随着国家对马铃薯产业重视程度的增加,生产的专业化和规模化程度越来越高,化肥农药用量不断加大,加之连作等种植模式,致使以疮痂病为代表的土传病害普遍发生且逐年加重,个别地块发病率达90%以上,给种植业者带来巨大的经济损失。[目的] 为了探索马铃薯疮痂病发生与土壤环境的关系,分析区域性种植方式和施肥量对土壤细菌种群变化的影响,为实现土传病害有效防治提供借鉴。[方法] 本文分别从1年连作土传病害轻的宁夏西吉（西北）、3年连作土传病害严重的河北沽源（华北）、5年轮作未发现土传病害的内蒙古海拉尔（东北）大田马铃薯根际采集土壤,利用高通量测序技术,比较了样品间细菌群落结构差异。[结果] 3组样品共获得有效条带617558条,可分类操作单元（OTUs）3077个。各样品中变形菌门（Proteobacteria）数量最多,含量均在33%以上。与未发病土壤样品相比,土传病害发生严重的样品中细菌数量、物种数、细菌多样性、种类丰富度均有所降低,有害菌数量增加,益生菌数量减少。其中,放线菌（Actinobacteria）数量明显增多,变形菌（Proteobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）和酸杆菌（Acidobacteria）数量明显减少,组分及数量差异明显的细菌（尤其是放线菌门）大多与土壤全磷含量呈显著相关。[结论] 过量施用化肥和常年连作改变了土壤细菌群落结构,生态环境恶化,导致土传性病害发生。其中,磷可能是影响土壤微生物群落结构变化最主要的肥料元素。     

植物群落和土壤理化性质对碧塔海湿地土壤细菌群落的影响

土壤微生物是湿地生态系统中土壤-植物系统生源要素迁移转化的引擎.探究湿地生态系统地上植物群落、土壤理化性质和空间结构与土壤细菌间的相互关系是维护湿地生态系统健康和稳定的关键.本研究运用双向指示种分析法(TWINSPAN)对碧塔海湿地采集的35个样方中的植物群落进行分类,并采用高通量测序技术对样方的表层土壤细菌进行测序,...     

连作对附子根际土壤微生物群落结构的影响

目的对不同连作年限附子根际土壤微生物群落及其与土壤化学性质的变化规律进行探讨,以期为附子连作障碍的克服提供理论指导。方法对未种植附子(Y0)和种植1年(Y1)、2年附子(Y2)的土壤采样,应用Illumina MiSeq高通量测序技术和常规分析方法,分析土壤微生物群落和土壤化学性质变化规律。结果获得细菌和真菌总有效序列分别为110 218和32 819条,在属分类水平上,相较于Y0,Y2部分菌的相对丰度明显增加,如产酸细菌酸杆菌属(Acidobacteriaceae)增加396%,黄单胞菌属(Xanthomonas)增加250%,镰刀菌属(Fusarium)增加17.63%,木霉菌属(Trichoderma)增加7940%,而有益细菌假诺卡菌属(Pseudonocardia)仅为Y0的3.02%,硫杆菌属(Thiobacillus)消失。随着连作年限的增加,土壤中硝态氮、氨态氮、磷酸盐、S和K含量呈现为Y2Y1Y0,土壤pH值为Y0Y1Y2,Y2的附子产量仅为Y0的64.44%,部分土壤化学性质与附子根际土壤微生物种类显著相关。结论连作会使附子根际土壤微生物群落和土壤化学性质发生改变,根际土壤有益菌减少,致病菌增加可能是导致附子发病率增加,产量减少的原因。     

不同栽培模式对山丹丹根际土壤细菌群落多样性的影响研究

采集陕西子长市高柏山示范基地山丹丹根际土壤,利用高通量测序技术,分析其细菌群落的多样性及其影响因素。结果表明:共获得细菌有效序列575510条,包含30门90纲147目242科391属。优势菌门为放线菌门(Actinobacteria, 38.56%—46.12%)、变形菌门(Proteobacteria, 16.67%—26.55%)、绿弯菌门(Chloroflexi, 9.45%—18.57%)、酸杆菌门(Acidobacteria, 2.96%—5.26%)和拟杆菌门(Bacteroidetes, 2.04%—5.76%)。优势菌纲为放线菌纲(Actinobacteria, 32.44%—38.52%)、 α-变形菌纲(Alphaproteobacteria, 15.47%—25.89%)、酸杆菌纲(Acidimicrobiia,2.39%—7.59%)、热微菌纲(Thermomicrobia, 3.43%—5.55%)和氯酸杆菌纲(Chloracidobacteria, 2.14%—4.29%)。冗余分析显示在属水平上,环境因子可以解释61.86%的细菌群落差异。有机质、速效钾...     

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。     

不同药用植物根际土壤原核微生物多样性研究

为研究不同药用植物根际土壤中的原核微生物多样性,分别采集白术(Atractylodes macrocephala)、白芍(Paeonia sterniana)、牡丹(Paeonia suffruticosa)、玄参(Scrophularia ningpoensis)四种药用植物的根际土壤以及非种植区的土壤,针对16S rRNA基因的V3～V4区进行测序,分析土壤细菌群落的组成。结果表明,药用植物根际土壤中的细菌群落多样性指数显著高于非种植区土壤。五组样本的优势类群差异不大,总体相对丰度较高的有变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)等,药用植物根际中的放线菌相对丰度高于非种植区。属水平上四种药用植物根际细菌和非种植区的群落结构有较大差异,四种中药材的根际土壤中各自富集了特异性的有益细菌属。药用植物根际土壤中的NMD1、Dongia、Gaiella、Streptomyces等相对丰度高于非种植区,而非种植区土壤中Lysoba...     

基于高通量测序的裕民红花根际土壤细菌群落特征分析

【背景】新疆裕民县是我国最大的红花种植基地,其独特的地理环境和气候条件适合红花生长且有利于红花良好品质的形成。【目的】探究新疆裕民县山地栽培红花不同生育期的根际土壤细菌群落及其与环境因子之间的关系,为揭示道地药材"道地性"的本质与规律提供科学依据。【方法】在3块裕民栽培红花样地中分别采取营养生长期与生殖生长期的根际、非根际土壤,测定其土壤性质,并提取基因组DNA对16S rRNA基因的V4高变区进行PCR扩增构建文库,经过Illumina HiSeq高通量测序平台测序后使用生物信息学技术分析土壤细菌的丰富度、多样性指数和群落结构,然后分析多样性指数与环境因子之间的相关性。【结果】从36个红花土壤样品中共得到10303个细菌操作分类单元(Operationaltaxonomicunit,OTU),分属于47门102纲201目381科738属405种,其中放线菌门(Actinobacteria,32.9%)和变形菌门(Proteobacteria,28.7%)是优势菌群。方差分析显示丰富度指数Chao1与多样性指数Shannon在4个样品分组的细菌群落中无显著差异,而主坐标分析(Principal coordinates analysis,PCoA)和属水平的物种丰度分布情况表明各样地之间的细菌群落构成差异明显。【结论】经分析,红花根际土壤中存在大量适应环境变化的细菌,这些细菌的存在可能对红花道地性的形成有积极作用。此外,土壤性质、植物的生长阶段和根系分泌物可能通过影响红花根际细菌群落来致力于红花道地性的形成。     

十字花科作物根肿病对根际土壤微生物群落的影响

为探究根肿病对十字花科作物根际土壤微生物多样性的影响,以罹病大白菜和健康株根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术对2组样本的细菌16S rDNA和真菌ITS基因进行序列测定,分析了样本间的微生物群落结构和组成差异,同时测定根际土壤理化性质,探讨根肿病、土壤微生物群落、土壤环境因子三者的相关性。研究表明:1)患病植株根际土壤pH和总磷、总钾、碱解氮、速效钾含量显著低于正常植株根际土,而交换性钙含量明显增加。2)根肿病的发生降低了根际土壤中细菌种群的丰富度和多样性程度,但对根际土壤中的真菌α-多样性无明显影响。3)变形菌门、拟杆菌门、放线菌门等是所测土壤样本的主要优势细菌种群,其中患病植株根际土壤中拟杆菌门丰度显著高于健康植株根际土壤,放线菌门丰度则显著降低(P<0.05)。优势细菌纲为γ-变形菌纲、拟杆菌纲、α-变形菌纲、放线菌纲、酸杆菌纲等,2组土壤样本间多种优势细菌纲相对丰度差异显著。4)根际土壤优势真菌类群为子囊菌门、被孢霉门、担子菌门和壶菌门,其相对丰度在患病和健康株根际土壤样本中均有明显差异。主要真菌纲为散囊菌纲、被孢霉纲、锤舌菌纲等,并且土壤样本间的多种优势真菌纲相对丰...     

黑老虎内生真菌及根际土壤真菌的群落结构与生态功能分析

为探讨黑老虎(Kadsura coccinea)根际土壤和组织内生真菌菌群的组成及其生态功能，该研究采用ITS高通量测序技术对成熟黑老虎(根、茎、叶)内生真菌及根际土壤真菌群落结构、多样性和生态功能进行了分析。结果表明：(1)从12个样品中共获得2 241个可操作分类单元(OTU),涉及10门、41纲、95目、212科、367属，内生真菌(根、茎、叶)和根际土壤真菌OTU数分别为386、536、258、1 435个，其中共有的OTU为18个。在门水平上，黑老虎内生真菌及根际土壤真菌优势群落均为子囊菌门和担子菌门，其中子囊菌门在叶和茎中占比分别高达96.99%和95.37%;在属水平上，黑老虎根际土壤真菌中腐生真菌被孢霉属占比较高(为13.5%),叶和茎等生长旺盛的组织中子囊菌门未分类属和痂囊腔菌属占比较高。(2)α多样性分析结果显示，黑老虎根际土壤真菌群落的丰度和多样性明显高于内生真菌，茎中内生真菌丰度显著高于根和叶，而根、茎和叶组织间内生真菌多样性差异不显著；PCoA分析结果显示，叶和茎的真菌群落结构相似性更高。(3)利用FUNGuild数据库进行的功能预测分析结果显示，黑老虎根际土...     

微生物菌剂对楸树幼苗生长及根际土细菌群落结构的影响

为探究球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗生长及土壤肥力的作用机制,本研究楸树幼苗为研究对象,采用室内盆栽试验,设计0（CK）,10（T1）,15（T2）,20（T3）4种微生物菌剂施用量,测定幼苗生长情况、土壤微生物组成结构、土壤酶和土壤养分等特征。研究结果如下：（1）球毛壳ND35微生物菌剂可显著促进楸树幼苗的生长,株高、地径、地上及地下生物量显著提高（P<0.05）,T2处理下促生效果最好。（2）施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著提高土壤中有机质、硝态氮、铵态氮含量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性（P<0.05）。（3）球毛壳ND35微生物菌剂可显著影响土壤细菌群落组成,提高细菌群落的丰富度和多样性,使土壤中β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度显著下降,α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）的相对丰度呈显著提高,可使土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）的相对丰度显著提高21.88%-103.56%（P<0.05）,芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度提高66.28%-65.97%（P<0.05）,酸杆菌属（Acidibacter）的相对丰度提高12.76%-38.06%。（4）冗余分析（RDA）结果表明,土壤硝态氮、铵态氮、有机质是影响土壤细菌群落分布和多样性的重要环境因子,土壤细菌群落结构的改变会显著影响土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性。因此,施用球毛壳ND35微生物菌剂可通过影响植物根际土壤的化学性质及生物性质,促进楸树幼苗的生长。这一研究结果为楸树繁育提供了新的指导方向,亦为将其用于困难立地及退化生态系统植被恢复提供基础理论指导。     

Biodegradation of organochlorine pesticide, endosulfan, by a fungal soil isolate, Aspergillus niger

Endosulfan is a chlorinated pesticide widely used in India for the protection of cotton, tea, sugarcane and vegetables. The persistence of endosulfan in environment and toxic effects on biota necessitate its removal. The role of soil fungi in recycling organic matter prompted us to attempt biodegradation of endosulfan using fungi. This study aims at enrichment, isolation and screening of fungi capable of metabolizing endosulfan. In all, 16 fungal isolates were obtained by enrichment of soil samples that had seems exposed to endosulfan before. Isolates were screened by a gradient plate assay, and results were confirmed by broth assay. On the basis of tolerance to endosulfan, an isolate, identified as Aspergillus niger was selected for further studies. The culture could tolerate 400 mg ml⁻¹ of technical grade endosulfan. Complete disappearance of endosulfan was seen on 12 days of incubation. Evolution of carbon dioxide during endosulfan metabolism has indicated the complete mineralization of endosulfan. Change in pH of culture broth to acidic range supported the biological transformation. Thin layer chromography (TLC) analyses revealed the formation of various intermediates of endosulfan metabolism including endosulfan diol, endosulfan sulfate, and an unidentified metabolite. The toxic intermediate, endosulfan sulfate, was also metabolized, further resulting in complete mineralization of endosulfan. Direct desulfurization of endosulfan sulfate or a novel pathway could be the mechanism of endosulfan and endosulfan sulfate degradation in Aspergillus niger. The fungal strain isolated by us could prove valuable for bioremediation of endosulfan contaminated soils and waters.     

不同主伐方式对兴安落叶松(Larix gmelinii)根际土壤理化性质及微生物群落的影响

对内蒙古根河大兴安岭林区1987年（恢复后期）、2013年（恢复前期）的皆伐与渐伐样地以及未采伐对照样地兴安落叶松的根际土壤理化性质、微生物群落结构和多样性进行了分析,旨在揭示不同主伐方式对兴安落叶松根际土壤理化性质以及微生物群落的影响。结果表明,主伐后兴安落叶松根际土壤的理化性质以及微生物群落的变化特征与非根际土壤存在区别,且不同主伐方式在不同恢复时期会对兴安落叶松根际土壤理化性质以及微生物群落产生不同的影响：（1）根际与非根际土壤微生物群落中真菌均比细菌更容易受到土壤理化性质的影响,但是单一种理化性质的改变对根际与非根际土壤微生物群落均不能造成显著影响。（2）相较于未采伐对照样地,皆伐样地恢复前期兴安落叶松根际土壤理化性质、微生物群落结构和多样性没有显著变化。皆伐样地恢复后期,兴安落叶松根际土壤理化性质（总碳、总氮、速效氮、pH）发生了显著变化,导致了微生物量碳氮、真菌磷脂脂肪酸（PLFA）含量显著降低、细菌/真菌显著升高,辛普森多样性指数显著降低。（3）渐伐样地恢复前期兴安落叶松根际土壤总碳、总氮、速效氮含量以及含水量均显著降低,总钾、速效磷含量显著上升,根际土壤微生物量碳含量显著降低。恢复后期,兴安落叶松根际土壤总磷含量显著升高,根际土壤微生物量碳的含量已恢复到渐伐前水平。渐伐干扰对根际土壤各微生物类群PLFA含量、微生物群落结构以及多样性没有显著影响。     

柚子皮黑曲霉的分离鉴定及产酶特性研究

对柚子皮上自然生长的黑曲霉进行分离鉴定,并探讨其产酶特性。以平板稀释法从柚子皮上分离出一株霉菌菌株,通过观察其形态特征和培养特征,对照《真菌鉴定手册》判定该菌株的种属;采用鉴定培养基法对其产酶特性进行分析。根据柚子皮的成分特性,以干柚子皮为主要原料,该菌为生产菌株,采用固态发酵法探究培养基的成分、柚子皮含量、培养基初始含水量及发酵时间4个因素对纤维素酶活力的影响。结果表明,该菌株为黑曲霉(Aspergillus nige),可产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶;固态发酵培养基中添加柚子皮12g,麸皮0.5 g和(NH_4)_2SO_40.5 g,培养基初始含水量保持在68.5 mL/100 g,培养时间控制在60 h左右时纤维素酶产量较高。     

Some factors affecting production of pectic enzymes by Aspergillus niger

The effects of varying cultural conditions were assessed for the production of pectic enzymes in a strain of Aspergillus niger, isolated from decaying orange fruit. Polygalacturonase and pectinmethylesterase were found to be inducible by polygalacturonic acid and pectin in the medium, respectively. Ammonium sulphate was the best nitrogen source for the production of both enzymes. There were variations in enzyme levels produced in culture filtrates with age of the culture, the highest levels being in 4-day-old cultures. The temperature and pH also had marked effects on the production of pectic enzymes with the best conditions being 40°C and pH 5, respectively. Surface culture technique gave appreciable enzyme yield, while agitation had an inhibitory effect on enzyme production.     

响应面法优化黑曲霉固定化条件及其对土壤中溴氰菊酯的降解特性研究

【目的】通过研究吸附包埋法固定黑曲霉(Aspergillus niger)的最佳制备工艺,初步探讨固定化黑曲霉对溴氰菊酯(deltamethrin, DM)及其中间产物3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的降解机制,并将其应用于农业种植中以评价固定化黑曲霉的实际应用效果。【方法】以生物炭、海藻酸钠为固定化载体,通过单因素和响应面试验对固定化黑曲霉(immobilized Aspergillusniger)的制备工艺进行优化。同时,利用高效液相色谱法分析DM和3-PBA的含量变化。【结果】海藻酸钠浓度、生物炭浓度和菌液接种量为DM去除率的显著影响因子,当三者分别为25.27、1.28和125.28 g/L时,是黑曲霉固定化的最佳制备条件;在施加固定化黑曲霉后,土壤中DM半衰期由7.6d缩短至5.2d,黑曲霉对3-PBA也具有降解作用,在21h达到最低浓度1.45mg/kg;修复后的土壤可显著提高番茄种子发芽率,株高、根长等6个生长指标较DM单独处理组也有不同程度的恢复;在经固定化黑曲霉修复28 d后,污染土壤根系酶活和微生物数量均得到不同程度改善。【...     

黑曲霉菌渣综合利用研究进展

黑曲霉菌渣是黑曲霉经过工业发酵所需产物之后的副产物,资源储量丰富。目前利用黑曲霉生产的制剂种类繁多,对菌渣综合利用的报道却相对较少。已有的研究表明黑曲霉菌渣不仅可作为饲料添加剂、有机肥料或土壤改良剂得到直接应用,也可用于精制,作为食品、药品和化妆品等行业的主要原材料,实现高附加值转化应用。还可作为生物吸附剂用于去除水体中的污染物等。本文结合目前国内外对黑曲霉菌渣在各领域研究及利用现状,综述了黑曲霉菌渣高附加值转化与利用的研究进展,可以为工业发酵废渣资源化利用提供理论参考。     

过表达Na,K-ATPase基因增强了黑曲霉对硅灰石的风化能力

【目的】探究和证实黑曲霉钠钾ATP酶(NKA)在硅灰石风化过程中的作用。【方法】以野生型黑曲霉(WT)为原始菌株构建黑曲霉Na,K-ATPaseα1基因(NKAα1)高表达菌株oeNKA。通过测定不同时间点(0d、2d、4d、6d)oeNKA和WT生物量、培养液pH值和矿物风化释放的Ca~(2+)浓度,并用X-ray diffraction (XRD)对风化后的矿物残渣进行检测,比较oeNKA和WT菌株对硅灰石这种硅酸盐矿物的风化效果。【结果】oeNKA菌株的NKAα1基因相对表达量和酶活分别为WT菌株的103倍和1.76倍。在持续6d的培养过程中,oeNKA与WT的菌丝体生物量变化趋势相同,在培养第2天时WT显著高于oeNKA,随时间差异逐渐缩小并在第6天达到最低;培养液pH值变化趋势相同,分别下降至3.64和3.87;oeNKA风化硅灰石时所释放Ca~(2+)浓度(1011.36±47.78μg/g)约为WT (248.30±25.21μg/g)的4倍;XRD检测图谱显示菌株oeNKA对硅灰石风化作用更明显。【结论】NKAα1过表达菌株oeNKA对硅灰石的风化能力显著高于WT菌株,且黑曲霉的NKA与硅灰石的风化有密切关联。