土地利用驱动的土壤性状变化影响微生物群落结构和功能

微生物在调节陆地生态系统地球化学循环过程中具有重要作用。土地利用方式改变显著影响土壤微生物群落结构和功能,但对土地利用驱动的土壤性状变化与微生物群落结构和功能关系的研究相对匮乏。依托长期定位监测试验（始于1984年）,通过16S rRNA基因片段和ITS高通量测序,研究了土地利用方式（裸地、农田、草地）驱动的土壤碳氮变化对微生物群落结构和功能的影响。结果表明：对于细菌群落而言,裸地中α-多样性最高、其次是草地、农田中最低,农田和草地中细菌优势菌群变形菌（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）相对丰度较裸地低4.5%、3.9%和5.5%、3.8%;对于真菌群落而言,裸地子囊菌门（Ascomycota）相对丰度最高、农田次之、草地最低;化能异养型、好氧化能异养型细菌相对丰度裸地显著高于农田和草地（P<0.05）,而硝化型和好氧氨氧化型细菌裸地显著低于农田和草地（P<0.05）;腐生型真菌相对丰度大小排序为：裸地>农田>草地。细菌群落变化主要与土壤容重、全氮、矿质氮、C ： N比和微生物量碳有关,而真菌群落与土壤矿质氮有关。细菌和真菌功能菌群主要受土壤容重、土壤有机碳、土壤全氮、C ： N比和微生物量碳影响。因此,土壤容重、土壤全氮、土壤有机碳、C ： N比、微生物量碳、矿质氮差异可能是影响不同土地利用方式中微生物群落和功能变化的主要因素。     

羊肚菌白霉病发生对土壤真菌群落结构的影响

【目的】了解羊肚菌白霉病发生对土壤真菌群落结构的影响。【方法】采用Illumina Mi Seq高通量测序技术,对未栽培羊肚菌土壤、正常生长羊肚菌和染白霉病羊肚菌根际土真菌群落结构进行研究。【结果】9个样品共得到393 347条有效序列。未栽培羊肚菌土壤真菌多样性指数和丰度显著大于羊肚菌根际土,染病羊肚菌根际真菌丰度和多样性大于正常生长的羊肚菌,各样品的群落组成和优势类群有较大差异。【结论】羊肚菌栽培后真菌多样性降低,白霉病发生后根际真菌种类增多,土壤真菌群落结构发生变化,优势真菌类群也产生了较大变化。     

不同耕作措施对土壤真菌群落结构与生态特征的影响

以传统耕作（T）为对照,研究了免耕秸秆覆盖（NTS）、免耕（NT）、秸秆还田（TS）3种保护性耕作措施对黄土高原西部雨养农业区耕层土壤真菌数量、垂直分布及群落结构的影响。结果表明：不同耕作措施对土壤真菌数量有一定影响,耕层土壤真菌总数．TS〉T,NTS〉NT,T〉NT;耕作措施对真菌群落结构的影响比较明显,3种保护性耕作处理其土壤均以绿僵菌属（Metarrhizium）、腐霉属（Phythium）、曲霉属（Aspergillus）占绝对优势,B-P优势度指数三者之和都在0．6左右;而T处理占绝对优势的菌属是绿僵菌属（Metarrhizium）和镰刀菌属（Fusarium）,B—P优势度指数二者之和在0．7左右;土壤真菌群落的多样性指数和均匀性指数均呈现NTS〉TS〉T〉NT。因此,在黄土高原西部雨养农业区实施NTS和TS耕作措施,既有利于土壤有益真菌数量的增加,提高养分转化率,又有利于促进该区农业的可持续发展。     

水稻秸秆还田时间对土壤真菌群落结构的影响

为揭示水稻秸秆还田对土壤真菌群落结构的长期影响,采用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了秸秆还田90,180,270 d和360 d的土壤真菌基因丰度和群落结构组成演变趋势,并利用冗余分析(RDA)研究土壤真菌群落结构变化与环境因子的关系。结果表明:随着秸秆还田时间的增加,土壤真菌群体数量和多样性指数(H、R和E)显著增加,在360 d时达到最高。对DGGE图谱的特征条带进行胶回收、测序,系统进化分析表明,土壤真菌主要种群包括:接合菌(Zygomycete sp.)、盐腐霉菌(Pythium salinum)、肉盘菌(Uncultured Sarcosomataceae)、牛粪盘菌(Ascobolus stercorarius)、大链壶菌(Lagenidium giganteum)、青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和疏绵状丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)、灰绿曲霉菌(Aspergillus glaucus)、禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.),其中青霉菌(Penicillium sp.)、曲霉属真菌(Aspergillus sp.)和枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)具有纤维素降解能力,而枝顶孢霉菌(Acremonium sp.)在90 d时成为新的优势菌群。RDA分析表明,90 d和180 d秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构较为类似,270 d和360 d的秸秆还田与对照土壤的真菌群落结构发生了明显变化。土壤有机碳、pH和速效磷是引起土壤真菌群落结构及多样性变异的主要因素。     

施磷和间作对麦田土壤真菌群落结构的影响

本研究解析麦田土壤真菌群落组成以及对磷肥水平和种植模式的响应。设置90kg/hm²(P1)、135 kg/hm² (P2)和180 kg/hm² (P3) 3个施磷(P)量,以及单作(WS)和间作(WI)两种种植方式,应用Illumina高通量测序研究不同磷肥水平和间作对冬小麦土壤氮磷含量和真菌群落结构及其多样性的影响。结果表明：不同施磷水平对间作和单作两种种植模式麦田土壤磷含量影响显著,间作有利于提高低磷水平土壤有效磷含量。高通量测序共获得1 157 759条有效序列和847个OTUs。所有处理OTUs隶属于8门、26纲、54目、82科、108属。6个处理共有OTUs196个;间作和单作模式特有OTUs分别为147和102个;P1、P2和P3水平特有OTUs各自为113、70和66个。施磷和间作对小麦根系土壤真菌α多样性的影响不大。PCoA分析结果表明,施磷水平和间作及其二者的互作对真菌群落结构存在一定程度上的影响。冗余分析结果显示,土壤有效磷含量对真菌群落结构的影响较大,子囊菌门、担子菌门、被孢霉门和球囊菌门与有效磷...     

小麦根系分泌物对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响

以黄瓜为受体,以不同化感效应(促进/抑制)小麦品种为供体,采用PCR-DGGE技术,研究了小麦根系分泌物及伴生小麦对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响.结果表明： 在处理第6天和第12天,化感促进效应小麦根系分泌物分别显著提高了黄瓜幼苗株高和茎粗;在处理第18天,化感促进和抑制效应小麦根系分泌物均显著提高了黄瓜幼苗株高;在处理第6天,不同化感效应小麦根系分泌物均显著降低了黄瓜幼苗根际土壤真菌群落条带数、Shannon指数及均匀度指数,有苗对照(W)显著高于无苗对照(Wn);在处理第18天,各处理的真菌群落结构条带数、Shannon指数及均匀度指数均显著高于无苗对照(Wn).伴生化感抑制效应小麦显著降低了黄瓜根际土壤真菌群落Shannon指数和均匀度指数,说明小麦根系分泌物及伴生小麦改变了土壤真菌群落结构.DGGE图谱及其主成分分析结果表明,伴生不同化感效应小麦对土壤真菌群落结构影响较大.     

番茄青枯病发生对土壤真菌群落多样性的影响

土壤真菌群落对于维持土壤地力及作物健康有着重要的作用,但青枯病发生对土壤真菌群落影响的研究仍相对较少。应用实时荧光定量PCR及MiSeq高通量测序技术,研究了罹患青枯病与未患病番茄植株土体和根际的真菌群落组成。青枯病发生明显改变了番茄土体与根际土壤的真菌群落组成。与未患病根际土壤相比,患病番茄根际土壤的真菌丰度、Chao1值及Shannon值显著降低;潜在土著有益真菌如粘鞭霉属、被孢霉属、顶孢霉属和木霉属的相对丰度显著降低,而有害真菌镰刀菌属的相对丰度显著增加。综上,细菌性青枯病发生影响了土壤真菌群落的组成,其真菌丰度、多样性及土著有益真菌数量降低,而有害真菌数量增加,为阐明土传青枯病发生的微生态机制提供了一定的理论指导。     

不同施肥方式对酸性茶园土壤真菌群落的影响

为揭示不同施肥方式对茶园土壤真菌群落结构的影响,依托定位施肥试验,采集对照(CK)、纯化肥(N300)、有机肥配施(OM30) 3个处理的0—10 cm和10—20 cm两层土壤,通过高通量测序技术,分析不同施肥处理下,茶园土壤真菌群落结构特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明0—10 cm土层中真菌Alpha多样性显著高于10—20 cm土层(P0.05);在同一土层中,Alpha多样性变化趋势为CK N300 OM30。子囊菌门、担子菌门、接合菌门是试验茶园土壤中三大优势真菌门类,Sordariomycetes纲,Tremellomycetes纲和Mortierellomycotina纲分别是子囊菌门、担子菌门和接合菌门下的优势种群。子囊菌门和担子菌门在0—10 cm土层中相对丰度较高,而接合菌门则在10—20 cm土层中具有较高丰度(P0.05)。施肥处理提高了土壤中接合菌门的相对丰度,降低了子囊菌门的相对丰度。不同深度土壤中真菌群落结构差异主要受土壤理化性质变化驱动,冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤有机碳、全氮、碳氮比、全钾、速效钾含量对土壤真菌群落结构影响显著(P0.05),而试验茶园土壤的pH变化对同一土层中真菌群落结构的影响并不显著(P0.05)。     

橘皮表面真菌群落结构多样性分析

【目的】研究鲜橘皮表面真菌群落结构多样性,为探讨橘皮经贮藏陈化为陈皮真菌群落的变化奠定基础。【方法】在广东、四川、广西、江西、重庆5个柑橘主产地采集橘栽培变种茶枝柑、大红袍等的鲜橘皮,在Illumina Hi Seq平台上扩增橘皮表面真菌ITS区进行高通量测序,分析真菌物种注释及丰富度,并应用α与β多样性分析(AlphaBeta diversity)对真菌群落结构组成进行分析。【结果】8批橘皮样品的有效序列可分类至35个属,不同产地茶枝柑、大红袍等品种橘皮表面真菌群落由7类真菌群落组成,种类一致,其中担孢酵母属(Erythrobasidium)、青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、红酵母属(Rhodotorula)、球腔菌属(Mycosphaerella)为最大相对丰度排名前5的属,首次在橘皮表面发现枝氯霉属和短梗霉属真菌。【结论】明确了橘皮表面真菌群落结构组成,为橘皮在贮藏过程中真菌群落变化与药材品质变化相关性研究奠定基础。     

不同种植年限薰衣草根际土壤真菌群落结构的演变

土壤真菌群落结构和多样性对植物生长起着重要作用,了解种植年限对薰衣草根际土壤真菌群落结构的影响对薰衣草病害防治和增产的研究具有重要意义。探究不同种植年限薰衣草根际土壤真菌群落结构和多样性特征,及其随种植年限的演变规律。采集新疆伊犁霍城县种植年限1、3、5 a,以及未种植薰衣草土壤,对ITS序列进行Illumina高通量测序。对测序结果进行分析,比较各样品组真菌多样性和群落分布规律及与种植年限的关联。结果表明,Alpha多样性分析显示随着种植年限的增加Shannon指数逐渐降低,而Chao1指数先降低后增高。在种植薰衣草土壤中共检测到12个门,28个纲,72个目,146个科,236个属。在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)为优势菌门。随着种植年限的增加,子囊菌门相对丰度逐渐降低,担子菌门逐渐增高,而球囊菌门先增加后降低。在属水平上优势菌属为Xylodon、锐孔菌属(Oxyporus)、镰刀菌属(Fusarium)、枝孢属(Cladosporium),均属于植物致病菌。随着种植年限的增加,Xylodon...     

Microbial diversity and community structure in Fynbos soil

The Fynbos biome in South Africa is renowned for its high plant diversity and the conservation of this area is particularly important for the region. This is especially true in the case of endangered vegetation types on the lowlands such as Sand Fynbos, of which only small fragments remain. The question is thus whether the diversity of the above‐ground flora is mirrored in the below‐ground microbial communities. In order to determine the relationship of the above‐ and below‐ground communities, the soil community composition of both fungal and bacterial groups in Sand Fynbos was characterized over space and time. A molecular approach was used based on the isolation of total soil genomic DNA and automated ribosomal intergenic spacer analysis of bacterial and fungal communities. Soil from four different sites was compared to resolve the microbial diversity of eubacterial and fungal groups on a local (alpha diversity) scale as well as a landscape scale (beta diversity). The community structures from different sites were compared and found to exhibit strong spatial patterns which remained stable over time. The plant community data were compared with the fungal and the bacterial communities. We concluded that the microbial communities in the Sand Fynbos are highly diverse and closely linked to the above‐ground floral communities.     

Diversity of soil fungal communities of Cerrado and its closely surrounding agriculture fields

Cerrado is a savanna-like region that covers a large area of Brazil. Despite its biological importance, the Cerrado has been the focus of few microbial diversity studies. A molecular approach was chosen to characterize the soil fungal communities in four areas of the Cerrado biome: a native Cerrado, a riverbank forest, an area converted to a soybean plantation, and an area converted to pasture. Global diversity of fungal communities in each area was assessed through Ribosomal intergenic spacer analysis which revealed remarkable differences among the areas studied. Sequencing of approximately 200 clones containing 18S rDNA sequences from each library was performed and, according to the genetic distance between sequences, these were assigned to operational taxonomic units (OTUs). A total of 75, 85, 85, and 70 OTUs were identified for the native Cerrado, riverbank forest, pasture, and soybean plantation, respectively. Analysis of sequences using a similarity cutoff value of 1% showed that the number of OTUs for the native Cerrado area was reduced by 35%; for the soybean plantation, a reduction by more than 50% was observed, indicating a reduction in fungal biodiversity associated with anthropogenic activity. This is the first study demonstrating the anthropogenic impact on Cerrado soil fungal diversity.     

黄檗根围丛枝菌根真菌菌群组成

从东北林业大学林场采集黄檗Phellodendron amurense根系及根围土壤,采用Nested-PCR技术扩增黄檗菌根及根围土壤AM真菌18S rDNA NS31/Glol区域,利用该产物进行DGGE分析,并结合DNA测序、系统发育分析及DGGE图谱分析技术对黄檗AM真菌菌群组成进行分析.结果表明:Nested-PCR技术具有较高的灵敏性,可有效地从微量DNA中扩增出约230bp的目的片段;黄檗根系及根围土壤具有不同的DGGE指纹图谱特征,DGGE带谱在条带的数量、亮度、优势度等方面均存在较大差异,全部序列可分为3类菌群,即球囊霉属Glomus、盾孢囊霉属Scutellospora及植物病原菌黄杨亚赤壳Hyponectria buxi,其中Glomus sp.(EF177624)和Glomus sp.(DQ085205)分别为黄檗根系和根围土壤样品中最具优势的AM真菌.     

不同发育阶段杉木人工林对土壤微生物群落结构的影响

采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE),分析土壤细菌16S rDNA和土壤真菌28SrDNA特异性片段多态性,研究了不同发育阶段杉木人工林对土壤微生物群落结构的影响.结果表明:土壤微生物群落结构随着杉木人工林的发育年龄而改变,杉木人工林土壤微生物群落多样性和丰富度随杉木生长发育显著增加(P<0.05),但均显著低于次生阔叶林(P<0.05);聚类分析表明,不同发育阶段杉木人工林土壤真菌群落相似性均<60%,而土壤细菌群落相似性最高可达65%,由此可推测不同发育阶段杉木人工林土壤真菌群落结构变化较土壤细菌群落结构变化剧烈;相关性分析表明,不同发育阶段杉木人工林土壤速效氮、碳氮比与土壤微生物群落多样性显著相关(P<0.05).本研究表明,长期种植单一杉木人工林能够通过改变土壤理化性质来影响土壤微生物群落组成,进而影响森林生态系统养分循环,导致人工林林分生产力下降.     

Bacterial and fungal community structure in Arctic tundra tussock and shrub soils

Fungal and bacterial community structure in tussock, intertussock and shrub organic and mineral soils at Toolik Lake, Alaska were evaluated. Community structure was examined by constructing clone libraries of partial 16S and 18S rRNA genes. The soil communities were sampled at the end of the growing season in August 2004 and just after the soils thawed in June 2005. The communities differed greatly between vegetation types, although tussock and intertussock soil communities were very similar at the phyla level. The communities were relatively stable between sample dates at the phyla and subphyla levels, but differed significantly at finer phylogenetic scales. Tussock and intertussock bacterial communities were dominated by Acidobacteria, while shrub soils were dominated by Proteobacteria. These results appear consistent with previous work demonstrating that shrub soils contain an active, bioavailable C fraction, while tussock soils are dominated by more recalcitrant substrates. Tussock fungi communities had higher proportions of Ascomycota than shrub soils, while Zygomycota were more abundant in shrub soils. Recent documentation of increasing shrub abundance in the Arctic suggests that soil microbial communities and their functioning are likely to be altered by climate change.     

大莲湖池杉林土壤细菌的季节性变化

应用稀释平板法对大莲湖池杉林湿地土壤细菌进行分离,采用16S rDNA序列分析法对所分离细菌进行鉴定。结果表明,池杉林不同季节土壤细菌种类和数量有差异。其中夏季土壤细菌数量和种类最多,春、秋季次之,冬季最少。四个季度共分离得到60株菌株,分属15个细菌种属,分别为芽胞杆菌(Bacillus),假单胞菌(Pseudomonas),黄杆菌(Flavobacterium),红球菌(Rhodococcus),北里孢菌(Kitasatosporia),金黄杆菌(Chryseobacterium),不动杆菌(Acinetobacter),鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium),丛毛单胞菌(Comamonas),伯克霍尔德氏菌(Burkholderia),链霉菌(Streptomyces),沙雷氏菌(Serratia),肠杆菌(Enterobacter),窄食单胞菌(Stenotrophomonas)和节杆菌(Arthrobacter)。     

PCR-RFLP分析桉树人工林土壤微生物的群落结构

本研究利用限制性内切酶片段长度多态性(RFLP)和16S rDNA序列分析相结合的方法研究了广西南宁高峰林场人工桉树林中土壤微生物的群落结构.通过采用直接法提取桉树人工林土壤中微生物总DNA,构建细菌的16S rDNA克隆文库,从中随机挑取了192个阳性克隆进行检测,分析显示188个阳性克隆子确定含有16S rDNA并分归为52个不同的类群OTUs,随机挑取其中35个克隆进行测序,并构建了系统发育进化树.研究结果表明:桉树人工林土壤中细菌种类较为丰富,含有大量的未培养微生物,进一步的序列分析表明桉树人工林土壤中占优势的类群分别为Acidobacteria(40%)和Proteobacteria(27%).本研究对桉树人工林土壤微生物群落结构进行了研究,为进一步研究桉树人工林环境质量变化提供基础资料.     

PCR primers for assessing community structure of aquatic fungi including Chytridiomycota and Cryptomycota

Fungi are diverse and have the potential for material cycling in freshwater ecosystems. Species composition of aquatic fungi and their seasonal dynamics are often key to their role in the functioning of the ecosystems. However, community structure of aquatic fungi, especially of Chytridiomycota (Chytrids) and Cryptomycota, is still limited because few primer sets are available to examine species composition. In this study, we validated six primer sets for the detection of aquatic fungi by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis and found that FF390W/EF3r showed the highest specificity among the primer sets tested. We detected both Chytrids and Cryptomycota from Lake Inba by DGGE analysis using the FF390W/EF3r-GC primer set. Further study with our established analysis revealed community structures of aquatic fungi and their seasonal succession patterns in the lake. Results of our study are useful for selection of the primer set for studying community structures of aquatic fungi and their seasonal succession.     

基于16S rDNA序列的Wolbachia的检测及分型

Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内的一类共生细菌。采用16S rDNA特异片段的PCR-RFLP方法对烟粉虱Bemisia tabaci （Gennadius）不同生物型及米蛾Corcyra cephalonica （Stainton）共生菌Wolbachia进行了检测与分型分析。基于wsp基因对烟粉虱共生菌B组Wolbachia以及米蛾共生菌Wolbachia进行了系统树分析,并对相应的Wolbachia16S rDNA特异片段进行了克隆、测序以及序列比对。结果表明:16S rDNA的特异片段经NheⅠ酶切后RFLP图谱可有效检测与鉴别Wolbachia。烟粉虱共生菌Wolbachia的16S rDNA特异片段经VspⅠ酶切后可得到预期RFLP图谱,而米蛾共生菌B组Wolbachia （基于wsp序列分析为B组）则产生不同的RFLP图谱。序列分析表明,Nauru型烟粉虱体内B组Wolbachia的16S rDNA片段序列与已知B组Wolbachia对应序列（DQ278884）同源性为100%;米蛾体内B组Wolbachia 16S rDNA特异片段有碱基变异,并存在于VspⅠ识别位点内,这是导致VspⅠ酶切后RFLP图谱不同的原因。结果提示,B组Wolbachia 16S rDNA特异片段经VspⅠ酶切的RFLP图谱存在多态性。本研究结果可为今后Wolbachia的检测与分型提供借鉴。