转基因棉花种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

应用Biolog方法对两种转基因棉花及其亲本非转基因棉花根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行了比较分析,探讨转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明：与非转基因亲本相比,在苗期、蕾期、吐絮期、衰老期转基因棉花种植对根际土壤微生物群落碳源利用能力、Shannon功能多样性指数和均匀度指数的影响均不显著,而在花铃期根际土壤微生物群落碳源利用能力和Shannon功能多样性指数显著降低.主成分分析表明,花铃期转基因棉花与非转基因棉花根际土壤微生物碳源利用在两主成分轴上的分异较大,碳源利用模式差异显著.     

转Bt基因水稻根际土壤微生物多样性的磷脂脂肪酸(PLFAs)表征

以亲本水稻为对照,应用13C脉冲标记和磷脂脂肪酸技术,分析转Bt基因对水稻根际微生物多样性的影响.结果表明:转Bt基因水稻与亲本水稻根际均以饱和脂肪酸和支链脂肪酸为主,单不饱和脂肪酸次之,多不饱和脂肪酸最少.苗期、拔节期和抽穗期,转成基因水稻根际革兰氏阳性菌(G+)代表性磷脂脂肪酸含量显著低于亲本水稻;革兰氏阴性菌(G-)代表性磷脂脂肪酸含量显著高于亲本水稻.水稻各生育期,转Bt基因未对水稻根际土壤真菌、放线菌磷脂脂肪酸含量造成显著影响,且转Bt基因水稻与亲本水稻根际微生物磷脂脂肪酸13C含量无显著性差异.表明外源Bt基因插入仅对水稻根际微生物多样性造成短暂影响,不具有持续性.     

转Bt基因玉米对根际土壤细菌群落结构的影响

利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术及扩增产物序列分析方法研究了转Bt基因玉米对根际土壤细菌群落结构及系统发育的影响.结果表明:转基因玉米与其非转基因亲本根际共有的土壤细菌分别隶属于变形菌门、疣微菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门和酸杆菌门.其中,变形菌门为主要优势类群,占43.5%...     

添加高粱根茬根际土对连作黄瓜生长和根际微生物的影响

为了分析添加高粱根茬根际土对连作黄瓜生长和根际微生物群落特征的影响,本研究通过盆栽试验,采用荧光定量PCR和高通量测序技术分析土壤细菌和真菌群落组成的差异.试验共设4个处理:CK(不施肥),T1(单施化肥),T2(优化施肥),T3(优化施肥+高粱根茬根际土).结果 表明:与其他处理相比,T3处理促进了黄瓜生长发育,提高...     

蒙古栎根内及根围土壤中共生真菌和细菌群落组成分析

为探究中国东北地区森林根系和根围土壤中共生真菌的分布状况,分析了黑龙江省五大连池市蒙古栎Quercus mongolica纯林中根内及根围土壤中共生真菌和细菌群落的组成。结果表明,根内真菌的1 295个OTUs中有209个OTUs为共生真菌,隶属于36属,相对丰度25.46%;根围土壤真菌1 513个OTUs中有285个OTUs为共生真菌,隶属于40属,相对丰度59.91%;根内与根围土壤共同拥有共生真菌33属,根内特有3属,根围土壤特有7属。其中,外生菌根真菌为根内和根围土壤中共生真菌的主要类群,分别占共生真菌的98.82%和99.80%。定殖根内的细菌共获得5 550个OTUs,隶属于400属;根围土壤细菌获得8 406个OTUs,隶属于436属,根内细菌群落的Shannon指数和Chao1指数均低于根围土壤的。PICRUSt功能预测分析结果表明,根内的信号转导通路与信号分子和相互作用通路（包括CAM配体、ECM-受体相互作用等通路）的丰度低于根围土壤,而膜运输通路与信号分子和相互作用通路（包括细菌毒素、细胞抗原等通路）的丰度高于根围土壤。根内与根围土壤中菌根辅助细菌组成差异分析结果表明,除慢生根瘤菌属 Bradyrhizobium外,根内其余9属的相对丰度均高于根围土壤,尤其假单胞菌属 Pseudomonas的相对丰度远高于根围土壤。     

长期不同施肥对番茄根际土壤微生物功能多样性的影响

研究长期定位施肥对番茄根际土壤微生物群落功能多样性的影响,旨在为番茄根际生态过程中的调控提供科学依据和理论指导。以沈阳农业大学长期定位施肥基地的番茄根际土壤为研究对象,采用Biolog-ECO微平板法,分析了11个处理:N(单施氮肥)、K(单施钾肥)、P(单施磷肥)、NP(氮磷肥配施)、NPK(氮磷钾肥配施)、MN(有机肥配施氮肥)、MK(有机肥配施钾肥)、MP(有机肥配施磷肥)、MNP(有机肥配施氮磷肥)、MNPK(有机肥配施氮磷钾肥)、对照CK(不施肥)的土壤微生物群落功能多样性。结果表明:(1)配施有机肥能够显著提高土壤有机质、速效磷、速效钾和碱解氮的含量,氮肥的施入会降低根际土壤的pH,各处理间土壤理化性质的差异显著;(2)配施有机肥可以增强番茄根际土壤微生物对碳源的利用能力,提高微生物群落功能多样性,其中,MNP处理微生物对碳源利用能力最强,微生物活性最高。具体表现为:(1)长期施肥改变了土壤微生物对碳源的利用能力。配施有机肥处理的土壤微生物对6类碳源的总利用能力高于单施化肥处理,以MNP优势最明显;(2)在6类碳源中,氨基酸类碳源利用能力最强,酚酸类碳源利用能力最弱;(3)主成分分析表明,31种碳源对PC1贡献较大的有12种,对PC2贡献较大的有8种;(4)施加肥料的处理的Shannon指数、丰富度指数和优势度指数均高于不施肥的处理,但其均匀度下降。有机肥配施氮磷肥处理的Shannon指数、丰富度指数均显著高于其他处理。综合所有结果,以MNP的施肥较果最佳,能够呈现较高的根际土壤微生物功能多样性。     

茶园根际土壤细菌群落结构及多样性

【背景】茶园根际土壤的细菌群落结构与茶园生境土壤营养循环密切相关,其组成及多样性可以作为健康茶园的一个生物指标。【方法】采用PCR．变性梯度凝胶电泳（PCR—DGGE）分子指纹图谱技术,检测安溪铁观音种植区不同海拔茶园根际土壤样本的细菌群落结构,利用Shannon．Wiener多样性指数分析其多样性,采用非加权组平均法进行聚类分析得到其分布特征,利用蒙特卡罗检验和冗余分析分别揭示影响细菌群落分布的环境因子及细菌群落分布和环境变量之间的关系。【结果】茶园根际土壤细菌的DGGE结果显示,检测到的14种主要细菌中有11种细菌是不可培养的,3种细菌是可培养的,分别属于根瘤菌属、中华根瘤菌属和苍白杆菌属。聚类分析得到,同一海拔梯度茶园根际土壤细菌群落结构相似。Shan-non—Wiener多样性指数分析表明,400m海拔处茶园根际土壤细菌群落多样性最高。蒙特卡罗检验分析得到环境因子协同作用对茶园根际土壤细菌群落结构贡献率为59．6％。冗余分析显示,茶园根际土壤细菌群落结构与海拔密切相关。【结论与意义】茶园根际土壤细菌群落结构分布与海拔梯度密切相关,考虑不同海拔高度土壤细菌群落对茶园营养循环的影响,在铁观音的健康栽培和管理过程中具有重要意义。     

黄顶菊入侵对土壤中主要功能细菌的影响

以我国北方大面积发生的入侵植物黄顶菊为研究对象,对黄顶菊根际土壤中可培养的主要功能细菌进行了分离筛选,通过rep-PCR聚类和多样性分析研究了其群落结构的变化,并利用16S rRNA序列比对,对主要优势菌群进行鉴定.结果表明: 相对于本地植物万寿菊和空白对照,黄顶菊显著增加了根际土壤中固氮菌、有机磷细菌、无机磷细菌和钾细菌的数量.rep-PCR分析显示,黄顶菊根际4种功能细菌的种群结构与本地植物和对照相比有显著差异,3种土壤中相同的聚类群极少.多样性分析表明,黄顶菊根际微生物物种多样性更加丰富,群落结构更加复杂,优势种群比较明显,生态多样性较高.对从3种土壤中分离得到的主要优势菌群的鉴定结果也进一步证明了这一结论.研究结果为阐明黄顶菊入侵的微生态机制提供了理论基础.     

盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对AM真菌的影响

为探明盐渍化土壤影响下AM真菌与根际土壤间的关系,试验选取宁夏碱化龟裂土、草甸盐土、盐化灌淤土3种类型4个样地上典型植被群落,测定了植物根际土壤养分含量、微生物群落结构、AM真菌侵染率以及孢子密度。结果显示:盐渍化土壤根际微生物碳源利用类型显著不同,对芳香类化合物的代谢能力整体较弱;红寺堡草甸盐土上微生物优势群落为氨基酸代谢类群,惠农盐化灌淤土为多聚化合物代谢群,西大滩碱化龟裂土为碳水化合物代谢群。AM真菌孢子密度与微生物碳源代谢群间的关系比较复杂。其中,惠农样点根际土壤孢子密度与多聚化合物微生物代谢群呈显著正相关,西大滩地区孢子密度与碳水化合物微生物代谢群呈显著正相关。土壤有机质、全盐、全氮、碱解氮等土壤肥力因子及土壤中的HCO-3、Na+、Cl-等盐基离子含量能解释AM真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。较高的HCO-3浓度促进了AM真菌侵染率的提高,但高盐浓度下Na+和Cl-降低了菌根侵染率。土壤对AM真菌孢子密度、侵染率的影响因土壤盐分组成类型的不同而异。研究结果为深入了解AM真菌多样性,促进宁夏盐碱地的合理开发与利用提供了理论依据。     

Rhizosphere bacteria affected by transgenic potatoes with antibacterial activities compared with the effects of soil, wild-type potatoes, vegetation stage and pathogen exposure

A greenhouse experiment was performed to analyze a potential effect of genetically modified potatoes expressing antibacterial compounds (attacin/cecropin, T4 lysozyme) and their nearly isogenic, nontransformed parental wild types on rhizosphere bacterial communities. To compare plant transformation-related variations with commonly accepted impacts caused by altered environmental conditions, potatoes were cultivated under different environmental conditions, for example using contrasting soil types. Further, plants were challenged with the blackleg pathogen Erwinia carotovora ssp. atroseptica. Rhizosphere soil samples were obtained at the stem elongation and early flowering stages. The activities of various extracellular rhizosphere enzymes involved in the C-, P- and N-nutrient cycles were determined as the rates of fluorescence of enzymatically hydrolyzed substrates containing the highly fluorescent compounds 4-methylumbelliferone or 7-amino-4-methyl coumarin. The structural diversity of the bacterial communities was assessed by 16S rRNA-based terminal restriction fragment length polymorphism analysis, and 16S rRNA gene clone libraries were established for the flowering conventional and T4 lysozyme-expressing Desirée lines grown on the chernozem soil, each line treated with and without E. carotovora ssp. atroseptica. Both genetic transformation events induced a differentiation in the activity rates and structures of associated bacterial communities. In general, T4 lysozyme had a stronger effect than attacin/cecropin. In comparison with the other factors, the impact of the genetic modification was only transient and minor, or comparable to the dominant variations caused by soil type, plant genotype, vegetation stage and pathogen exposure.     

Fertilisation practice changes rhizosphere microbial community structure in the agroecosystem

Rhizosphere microbial community is important for the acquisition of soil nutrients and closely related to plant species. Fertilisation practice changed soil quality. With the hypothesis of stronger rhizosphere effect of plant on rhizosphere microbial community than fertilisation management, we designed this research based on a long‐term field experiment (1982–present). This study consists of no fertilisation (NF), mineral fertilisers (NPK), mineral fertilisers plus 7,500 kg/ha of wheat straw addition (WS) and mineral fertilisers plus 30,000 kg/ha of cow manure (CM). After analysing, we found that fertilisation management not only elevated crop yield but also affected crop rhizosphere microbial community structure. The influence of fertilisation practice on wheat rhizosphere microbial structure was stronger than that of wheat. For wheat rhizosphere bacterial community, it was significantly affected by soil water content (SWC), nitrogen (TN), phosphorus (TP), pH, available phosphorus (AVP) and nitrogen (AVN), dissolved organic nitrogen (DON) and carbon (DOC). Besides SWC, pH, AVP, AVN, TN, TP and DOC, the wheat rhizosphere fungi community was also significantly affected by soil organic matter (SOM) and available potassium (AVK). Moreover, compared to rhizosphere bacterial community, the influences of soil physiochemical properties on rhizosphere fungal community was stronger. In conclusion, fertilisation practice was the primary factor structuring rhizosphere microbial community by changing soil nutrients availabilities in the agroecosystem.     

少花蒺藜草入侵对根际土壤磷细菌群落多样性的影响

[目的]入侵植物少花蒺藜草在磷元素受限的贫瘠沙质土壤中能够快速生长和种群扩张,形成单一优势群落。本文解析了少花蒺藜草在磷胁迫条件下对磷素的高效利用机制,以期为揭示其入侵机理提供理论依据。[方法]设置少花蒺藜草、冰草、狗尾草和空白对照4个处理,通过高通量测序技术,从土壤解磷微生物的角度分析各处理间土壤中解磷细菌的组成差异。[结果]少花蒺藜草入侵显著提高了土壤磷酸酶的活性和土壤解磷菌的群落多样性。PCA与UPGMA聚类结果表明,少花蒺藜草与狗尾草根际磷细菌物种组成相似性最大。LEfSe多级物种差异判别分析结果表明,少花蒺藜草根际显著富集且与其他处理有显著性差异的解磷菌类群为α-变形菌、链霉菌,其在少花蒺藜草对磷的吸收中可能起较为重要的作用。变形菌门、浮霉菌门和放线菌门与少花蒺藜草根际土壤中的全磷含量呈显著正相关,放线菌门与少花蒺藜草根际土速效磷含量有紧密联系。[结论]少花蒺藜草通过改变入侵地根际土壤的解磷菌群落结构间接影响根际土壤的磷素环境,从而利于自身生长。     

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。     

抗真菌转基因水稻秸秆降解对土壤细菌数量及多样性的影响

【背景】随着转基因作物的大面积种植,其潜在的环境安全性问题备受关注。转基因作物收获后,大部分残留物会重返土壤,可能对土壤微生物造成影响。【方法】通过室内模拟田间秸秆降解试验,采用平板计数法、表面荧光显微镜直接计数法（FDC）以及变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术,分析了抗真菌转基因水稻秸秆降解对土壤细菌数量及多样性的影响。【结果】平板计数表明,在整个降解过程中,转基因与非转基因处理土壤可培养细菌数量的变化趋势有所差别,但差异不显著。FDC结果表明,转基因与非转基因处理土壤细菌总数差异不显著。DGGE指纹图谱显示,转基因与非转基因处理土壤样品之间的多样性指数、均匀度和丰富度均无显著差异。【结论与意义】抗真菌转基因水稻秸秆降解并未对土壤细菌数量和多样性产生显著影响。本研究为抗真菌转基因水稻的环境安全性评估提供了依据。     

新疆沙冬青AM真菌群落结构与遗传多样性分析

以新疆乌恰县4个样地新疆沙冬青Ammopiptanthus nanus根围3个土层土壤为研究对象,利用Nested-PCR-DGGE技术,结合DGGE图谱分析、DNA克隆测序及系统发育分析,研究新疆沙冬青AM真菌菌群结构与遗传多样性特征,为新疆沙冬青根围功能菌群研究奠定基础。结果表明,不同样地和土层,AM真菌具有不同DGGE指纹图谱特征,AM真菌丰度、优势度及其多样性指数均有差异,其中上阿图什30–40cm土层AM真菌丰度和多样性指数最高,分别为20和3.48。DGGE条带测序和系统发育分析显示,全部序列归为2属14种,球囊霉属Glomus是其优势属,其中Uncultured Glomus(AB698612)和Uncultured Glomus(AB698616)普遍存在于4样地3个土层,Glomus sp.(FN429104)和Uncultured Glomus(KC797120)是上阿图什30–40cm土层特有种,Glomus sp.(EU332717),Rhizophagus intraradices(FR750206)和Uncultured Glomus(AB698616)是新疆沙冬青根围优势种。G.indicum和Rh.intraradices在形态学鉴定中未出现,说明分子生物学技术对真菌多样性研究起着补充和完善的作用。     

转几丁质酶和葡聚糖酶双价基因棉花对土壤细菌种群多样性的影响

以转几丁质酶和葡聚糖酶双价基因棉花为研究对象,非转基因受体棉花为对照,通过比较可培养细菌数量和基于16S rRNA克隆文库细菌种群分析,评价外源双价基因的导入在苗期、蕾期、花铃期和吐絮期对棉花根际细菌群落多样性的影响。结果表明,可培养细菌的数量不受外源双价基因的影响,随着棉花生育期的交替而变化,以代谢旺盛的花铃期最多。构建的转基因和非转基因不同生育期根际土壤细菌16S rRNA文库容量为2400个克隆,涵盖了细菌的283个属。其中,Acidobacterium是最大优势类群,共包括624个克隆,其次为未知细菌种群和Flavisolibacter。比较转基因和非转基因棉花根际土壤细菌的种群结构,结果显示,同一生育期内前者种群的多样性显著低于后者,二者的共有类群随着生长发育的进行而增多。研究结果说明几丁质酶基因和葡聚糖酶基因对棉花根际细菌种群多样性有着不同程度的削减作用,但是随着种植时间的延长,该差异呈现逐渐缩小的趋势。     

大庆盐碱地九种植物根际土壤微生物群落结构及功能多样性

盐碱土是陆地表面生态脆弱区域。它与荒漠化过程相伴而生,不但造成了资源的破坏、农业生产的巨大损失,而且还对生物圈和生态环境构成威胁。研究盐碱地植物根际土壤微生物群落的多样性,对于盐碱土壤的植被恢复和生态重建具有重要意义。运用PCR-DGGE技术和Biolog微平板法,对大庆盐碱地9种不同植物根际土壤微生物结构和功能的多样性进行了分析。结果表明,不同植物根际土壤微生物组成不同,同一科的植物具有相似的微生物组成。对11个克隆进行了序列测定,发现这一地区植物根际优势微生物菌群为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)。利用Biolog微平板法分析了微生物群落功能多样性。结果表明,不同植物根际土壤细菌群落对底物碳源的代谢特征存在着一定的差异,其中豆科的野大豆根际土壤细菌对底物碳源的代谢能力最强。     

植物、土壤及土壤管理对土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,对土壤微生物群落结构多样性的研究是近年来土壤生态学研究的热点。本文综述了有关植物、土壤类型以及土壤管理措施对土壤微生物群落结构影响的最新研究结果,指出植物的作用因植物群落结构多样性、植物种类、同种植物不同的基因型,甚至同一植物不同根的区域而异;而土壤的作用与土壤质地和有机质含量等因素有关;植物和土壤类型在对土壤微生物群落结构影响上的作用存在互作关系。不同的土壤管理措施对土壤微生物群落结构影响较大,长期连作、大量的外援化学物质的应用降低了土壤微生物的多样性;而施用有机肥、免耕可以增加土壤微生物群落结构多样性,有利于维持土壤生态系统的功能。     

Illumina高通量测序揭示艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落组成及多样性

【目的】通过研究新疆艾比湖湿地不同盐生植物根际土壤真菌的多样性和群落结构,为艾比湖湿地退化恢复工作和真菌深入研究提供理论支持。【方法】利用高通量测序技术对真菌扩增子ITS1区进行测定,从而分析艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落多样性,并结合相关土壤理化因子分析环境与真菌群落多样性和丰富度的关联。【结果】艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落多样性及丰富度存在差异,碱蓬根际土壤真菌多样性最高,芦苇根际土壤真菌群落丰富度最高。真菌群落组成分析表明,土壤样品中真菌菌落主要隶属于子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),其中子囊菌门为主要优势菌门;链格孢霉属(Alternaria)是6种植物共有的优势菌属,但是其在不同植物之间的丰度存在差异,在戟叶鹅绒藤中的丰度最高,在准噶尔大戟中的丰度最低。pH与真菌多样性呈显著负相关,全磷(TP)与真菌群落丰富度呈显著正相关,pH、电导率(EC)和有机质(OM)对优势菌属的影响最大。【结论】艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落组成及多样性具有显著差异,碱蓬和芦苇根际土壤真菌的多样性和丰度高于其他植物,子囊菌门和链格孢霉...