连栽杉木根际土壤镰刀菌属真菌群落变化规律

为探讨连栽对杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.)根际土壤镰刀菌属真菌多样性的影响,本研究应用DGGE技术研究连栽杉木根际土壤镰刀菌属(Fusarium)真菌在一代杉木人工林(first rotation Chinese fir plantation,FCP)、二代杉木人工林(second rotation Chinese fir plantation,SCP)与三代杉木人工林(third rotation Chinese fir plantation,TCP)的组成及含量变化,并结合qRT-PCR技术测定杉木根际土壤病原菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的绝对含量变化,从而揭示杉木连栽障碍土壤微生态失衡现象。DGGE结果表明,多代连栽后杉木根际土壤镰刀菌属真菌组成及含量均发生显著变化,优势菌尖孢镰刀菌含量随着栽植代数的增加显著上升。主成分分析能较好区分FCP、SCP与TCP根际土壤镰刀菌群落特征。聚类分析结果表明,TCP土壤镰刀属结构组成及百分含量与FCP、SCP差异显著。多样性分析结果显示,连栽杉木土壤镰刀菌多样性与丰富...     

基于T-RFLP方法的连栽杉木根际土壤细菌群落变化研究

运用末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP),研究福建省尤溪国有林场的多代连栽杉木根际土壤细菌群落变化特征。结果表明:杉木多代连栽后根际微生态失衡,表现为碳循环菌和氮循环菌等有益菌数量减少,病原菌数量增加。在不同代数杉木土壤中,4种内切酶消化后产生的末端限制性片段(T-RFs)数量具有显著差异,第一代杉木(first Chinese fir rotation plantation,FCP)最高,第二代杉木(second Chinese fir rotation plantation,SCP)次之,第三代杉木(third Chinese fir rotation plantation,TCP)最少。土壤理化性质结果表明连栽导致土壤养分逐代降低,除土壤碳氮比与细菌群落多样性呈显著负相关外,土壤养分含量指标与细菌群落多样性呈显著正相关。T-RFLP实验共鉴定出细菌门类12门,其中厚壁菌门、蓝藻门、放线菌门和变形菌门是主要优势菌群。随栽植代数的增加,变形菌门细菌比例递增,而厚壁菌门细菌比例递减。土壤细菌群落多样性指数,表现为随栽植代数增长而减少,呈现FCPSCPTCP趋势,与T-RFs片段数量变化趋势基本一致,表明多代连栽降低了杉木根际土壤细菌群落多样性。依据功能性不同,可将鉴定出的细菌划分为5类:碳循环功能菌、硫循环功能菌、氮循环功能菌、纤维降解菌及病原菌。连栽导致碳循环菌和氮循环菌相对含量降低,硫循环菌和纤维降解菌相对含量提高,病原菌相对含量随栽植代数增加而上升。     

基于高通量测序的连栽木麻黄根际土壤细菌群落变化研究

选取3个不同连栽代数(第一代First rotation plantation,FCP;第二代Second rotation plantation,SCP;第三代Third rotation plantation,TCP)木麻黄林地根际土壤为研究对象,通过IonS5^TMXL二代测序系统,从根际土壤微生物角度探究木麻黄连栽障碍形成机制。结果显示:从3个不同连栽代数木麻黄根际土壤中总共得到338560条有效序列,将其注释为17627个操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs)。α多样性指数表明,木麻黄根际土壤细菌群落的Simpson、Chao1、ACE指数随着连栽代数增加而下降,Observed species、Shannon指数呈现先增加后减少的趋势。β多样性指数表明,根际土壤中FCP与SCP之间的细菌群落多样性差异相对较大。UPGMA聚类分析结果阐明,木麻黄根际土壤FCP与SCP、TCP存在较大差异。优势细菌在属水平的热图分析结果表明,不同连栽代数木麻黄根际土壤细菌群落结构存在一定差异。随着木麻黄连栽代数增加,根际土壤中慢生根...     

杉木连栽林地营造混交林后土壤微生物的季节性动态研究

本文对杉木多代连栽林地及多代连栽后营造不同类型混交林林地土壤微生物的季节性动态进行了研究。研究结果表明:①杉木连栽林地及连栽后营造成不同类型混交林中土壤微生物主要类型的数量季节性变化,土壤呼吸强度和土壤酶活性的季节性变化,总的趋势是春季较高、夏季最高、秋季稍有下降、冬季最低,但不同混交林下表现不同;②连栽杉木后营造不同混交林土壤的微生物生态分布数量、土壤的呼吸强度、土壤酶活性都显著高于杉木连栽林地,这说明连栽后营造不同类型混交林具有良好的改土作用;③不同混交林土壤中,细菌占微生物总量的百分率为建柏+红豆树、柳杉+薄姜木>杉木+樟树、火炬松+罗光石楠>多代杉木林,真菌占微生物总量的百分率为多代杉木林>杉木+樟树、火炬松+罗光石楠>建柏+红豆树、柳杉+薄姜木。这表明不同混交林下由于凋落物的性质不同,参与土壤中有机残体分解的微生物类型,有着显著的差异。     

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.     

杉木连栽对土壤细菌群落及其抑病能力的影响

连栽导致土壤退化是制约杉木初级生产力实现的重要障碍因素,而土壤对病原菌的抑制能力决定着植物能否有效抵御病原菌侵害,是人工林土壤地力状况的重要表现。以一代、二代、三代杉木人工林和天然次生林为对象,采用平板隔空、直接对峙的方法,分析了不同代际杉木林土壤细菌群落对尖孢镰刀菌和立枯丝核菌的抑制能力。进一步利用高通量测序技术,研究了杉木林土壤细菌群落影响土壤抑病能力的生态过程。结果表明：土壤磷元素随连栽呈显著积累趋势,而土壤pH和有机质(SOM)等含量随连栽代数的增加而下降,但这些下降指标在三代杉木林与天然林土壤间无显著差异。而杉木连栽导致土壤对病原菌的抑制能力逐代降低,天然林土壤较杉木人工林对病原菌具有显著的高抑制能力。同时杉木连栽显著改变了土壤细菌群落组成,而对群落整体α-多样性影响较小,说明土壤中一些关键类群对杉木连栽响应的敏感性高于整体细菌群落的变化。进一步利用随机森林模型预测与回归分析,揭示了杉木连栽引起的土壤一些关键细菌类群丰度的降低是土壤抑病能力下降的重要原因,这些类群主要受土壤pH、SOM、TP等土壤理化因子的调控。由此,杉木长期连栽会引起土壤微环境失衡,致使土壤抑制病原菌能力下...     

杉木人工林土壤质量演变过程中土壤微生物群落结构变化

以中国科学院会同森林生态站自然林、杉木连栽林和杉木阔叶树混交林地土壤为研究对象,采用PCR-DGGE、DNA-sequencing和主成分分析(PCA)等方法分析土壤微生物群落结构变化及其与土壤质量变化之间的关系.结果表明,该地区杉木人工林土壤中细菌优势种群为α-、β-、γ-proteobacteria和Cytophaga-Flexibacter-Bacterioides (CFB)类群;真菌优势种群为子囊菌(Ascomycetes)和担子菌(Basidiomycetes)亚门的种属.杉木人工林替代自然林后,土壤细菌多样性指数显著降低,且随连栽代数增加呈持续降低趋势;杉木人工林土壤中与Pedobacter cryoconitis亲缘关系密切的细菌种群消失,出现与Xanthomonas sp.和Rhodanobacter sp.亲缘关系密切的细菌种群.土壤真菌群落结构的变化与细菌相反,杉木人工林替代自然林后并不断连栽时,土壤真菌多样性指数呈现上升的趋势,自然林土壤中优势真菌种群在杉木三代林中消失.杉木与火力楠或桤木混交后土壤细菌和真菌种群结构与自然林类似.土壤细菌多样性指数与土壤总有机碳、全氮、可溶性有机碳、铵态氮、速效磷、速效钾含量以及土壤pH值呈显著正相关关系(P＜0.05).土壤真菌多样性指数仅与土壤碳氮比呈显著正相关关系,而与土壤pH值呈显著负相关关系.杉木林土壤质量变化对土壤细菌和真菌优势种群有较大影响,细菌Burkholderia sp.、Pedobactersp.、Xanthomonas sp.和真菌Sclerotinia sclerotiorum、Mycosphaerella cannabis可能是引起土壤质量变化的关键种群.     

长期连栽杨树林根际土壤自毒作用的生物测定

选取10—40a不同代际的长期集约连栽杨树土壤为对象,从自毒作用的角度探讨人工林连栽障碍的原因与机理。实施了不同连栽代际的杨树人工林土壤对莴苣种子发芽和扦插杨树枝条生长的抑制活性的系统生物测定试验。结果表明,连栽杨树林的根际土壤比非根际土壤能够显著抑制莴苣种子萌发率。对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代林根际土壤的浓度梯度试验都表明浸提液的质量浓度越大,对种子萌发的抑制性越强,其中Ⅲ代林处理液的浓度效应最明显。将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代杨树林根际土壤配置成加营养液组与无营养液组两组对照水培溶液测定扦插杨树枝条的胚芽生长长度和根伸长长度。结果表明,III代林根际土壤处理液的胚芽生长长度和根伸长长度显著小于Ⅱ代林根际土壤处理液,Ⅱ代林处理又显著小于Ⅰ代林处理,Ⅰ代林处理液与对照组无显著差别,这种随林代增大、根际土壤对植株生长的抑制活性增大的趋势在加营养液组更为显著。本文确定了连栽土壤抑制活性的根际效应与浓度效应,为连栽杨树人工林的自毒作用研究提供了重要的实验依据,并推断连栽杨树人工林通过根系分泌物的方式在根际部分逐代积累自毒物质,由于自毒物质的浓度效应,Ⅰ代林阶段自毒效应不显著甚至促进林木生长;随着集约时间增长,到Ⅲ代林阶段自毒效应显著抑制杨树生长和更新。在集约抚育中,对土壤实施人工添加营养液的方式无法缓解其抑制性自毒作用,有可能加剧连栽障碍的产生。     

接种丛枝菌根真菌和有机土栽培对甜椒根际微生物分子多态性的影响

通过采用变形梯度凝胶电泳(DGGE)技术对普通土、普通土+GM、有机土和有机土+GM 4个不同处理下甜椒根际土壤微生物的多样性进行研究.结果表明,接茵处理使细菌的种类在数量上有所增加,其中有新的细菌类型的出现,也有一些细茵类型的减少和消失,一些共有细菌种类的数量也得到了丰富;应用有机土栽培有利于一些茵群的生长繁殖,有助于促成优势菌群的建立;对电泳图谱的相似性系数分析表明,有机土对细菌菌群多样性的影响强于接种菌根真菌处理;普通土接种菌根真菌对土壤微生物种群的影响强于有机土;接种菌根真菌使土壤的细菌种群结构发生了变化,并增加其菌群种类的相似性.     

岩溶区植被和季节对土壤微生物遗传多样性的影响

基于土壤微生物遗传多样性随植被和季节的变化而变化的假设,运用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)检测岩溶区草丛(T)、灌丛(S)、次生林(SF)和原生林(PF)群落演替过程中土壤细菌和真菌群落的遗传多样性及其季节变化.随着地上植被的演替土壤细菌群落具有连续性但优势种群不明显,真菌群落没有连续性但优势种群明显.植被和季节对于细菌和真菌群落的Shannon多样性具有不同程度的显著影响,同时存在显著的植被和季节交互作用.草丛土壤中细菌和真菌群落的Shannon多样性有显著的季节变化(p<0.01);灌丛土壤中仅细菌群落多样性有显著季节变化(p<0.05);而森林土壤中细菌和真菌群落多样性没有显著的季节变化.土壤真菌和细菌多样性具有显著正相关关系.随着地上植被的正向演替,土壤微生物遗传结构逐渐稳定;植被恢复早期阶段,土壤中存在着丰富的微生物遗传多样性,但并不稳定.     

杉木人工林土壤真菌遗传多样性

为探明杉木人工林土壤真菌遗传多样性及其与环境因子的关系,采用454测序技术对土壤真菌的遗传多样性进行了分析,测定了黄丰桥林场杉木人工林土壤真菌的遗传多样性与环境因子的相关性。试验结果表明:①不同代数、林龄的杉木人工林土壤理化性质及林下植被多样性均有显著差异。第1代杉木幼林林土壤肥力较高,有机质、全N、速效K的均值分别为88.02g/kg、2.56 g/kg、84.96 mg/kg均高于第2代和第3代杉木幼林林,速效N和含水量的均值分别为22.86 mg/kg和26.28%低于其他样地。杉木幼林林下植被多样性最为丰富。②通过454测序技术分析发现第1代杉木幼林真菌Ace丰富度指数、Chao丰富度指数及群落遗传多样性指数均大于第2代杉木幼林和第3代杉木幼林。杉木人工林土壤中粪壳菌纲(Sordariomycetes)真菌为优势种群。不同栽培代数杉木人工林的真菌群落存在差异,其中块菌科(Tuberaceae)为第2代和第3代杉木林特有真菌,而不同发育阶段的杉木人工林的真菌群落差异不明显。③经RDA分析,杉木人工林土壤主要真菌群落受含水量、有机质、速效P、速效K影响较大。土壤真菌群落遗传多样性Shannon-Wiener多样性指数与林下植被多样性、土壤全N显著正相关,土壤真菌Chao指数与土壤真菌Shannon-Wiener多样性指数、土壤全N含量显著正相关。本研究表明不同栽培代数杉木人工林的真菌群落存在差异,土壤真菌群落与环境因子之间具有相关性。     

不同代数杉木林养分积累和分布的比较研究

在全国杉木中心产区,选择不同栽植代数(1、2、3代)、不同年龄阶段(5、10、15、20年)、不同立地(14、16、18地位指数)的杉木人工林,进行不同栽植代数杉木林养分积累和分布的比较研究.结果表明,栽植代数对杉木林养分积累和分布有较大影响.随栽植代数增加,杉木林乔木层养分积累及养分利用效率均呈逐代递减趋势,表现为3代<2代<1代,而林下植被养分积累呈逐代增加趋势,2、3代杉木林乔木层养分积累分别比1代下降17.62%和36.28%,3代比2代下降22.65%,同时多代连栽杉木林养分利用效率下降,生产单位干物质所需养分增加,增加了杉木生长对林地肥力的压力,不利于林地肥力的维持,但有利于其林下植被的养分积累.     

杉木远交亲本群体遗传多样性研究

借助ISSR分子标记技术,对杉木和侧柏远交亲本群体的遗传多样性进行了研究,采用国际上流行的软件（PopGENE）进行数据处理,获得如下结果：(1)群体多态性位点百分率为88.2%;(2)Nei’s基因多样性指数平均值为0.399 7;(3)Shannon信息指数多样性数为0.582 4;(4)群体内亲本间的平均遗传距离为0.669 8,变幅为(0.069 0,1.609 4),其变异系数为69.19%。经与国内外同类研究结果比较分析后认定:杉木远交亲本群体具有较高的遗传多样性,具有较大的改良潜力,由其衍生的生产群体亦具有较宽的生态适应性。     

连栽第1代和第2代杉木近熟林水文过程养分动态比较

利用小集水区径流场技术和定位研究方法,在获得连栽两代杉木近熟林的大气降水、穿透林冠水、地表、地下径流量等水文学数据,并测定其养分含量的基础上,研究了连栽两代杉木近熟林水文过程的营养动态特征。结果表明:降水中养分浓度第2代林比第1代林高20.30%—39.64%,养分的输入量比第1代多38.52%;穿透水中养分浓度,第1代和第2代林分别比大气降水中高4.149—4.895 g/kg和4.271—5.605g/kg,雨水对冠层营养物质的淋溶,第2代比第1代高2.94%—21.37%;地表径流中的养分浓度两代林差异不大,地下径流中的养分浓度第2代林比第1代高48.06%—78.87%,径流输出的养分量第2代林是第1代林的1.58—2.61倍;养分地球化学循环中,第1代林养分地球化学循环速率26.75%—29.95%,第2代林37.24%—47.43%,养分地球化学循环的周期第1代林3.3—3.7a,第2代林2.1—2.7a,养分地球化学循环中第2代林的养分流失率是第1代林的1.30—1.72倍,养分的净积累率只有第1代林的73.57%—87.14%。系统持留与利用由外界输入的养分功能上,第2代林低于第1代林。     

RAPD标记技术用于WHBE兔近交系培育中的遗传分析

目的探讨用随机引物扩增多态性DNA技术对大耳白黑眼兔近交系培育中的遗传监测作用。方法选用F4、F5、F6和F7代共70只WHBE兔的皮肤组织样品提取基因组DNA,用60个随机引物对基因组DNA进行PCR扩增,根据电泳结果筛选出其中25个多态性较高的引物进行RAPD-PCR分析,再利用Popgene 3.2统计软件对共检测到的584个扩增片段进行遗传分析,获得实验数据。结果①F4代扩增得到124条片段,F5代扩增得到150条片段,F6扩增得到152条片段,F7代扩增得到158条条带;其中F4代与F5代的共有条带数为105,F5代与F6代的共有条带数为119,F6代与F7代的共有条带数为125。②F4代与F5代的遗传相似度为0.7674,F5代与F6代的遗传相似度为0.7984,F6代与F7代的遗传相似度为0.8092。结论随着WHBE兔近交培育代数的增加,遗传相似度呈上升趋势,说明RAPD技术可以用于WHBE兔近交系培育的遗传检测。     

湖南永州地区不同生境条件下钙质土土壤动物多样性

对湖南永州5种不同生境条件的钙质土土壤动物多样性进行了调查。共获得土壤动物2 024只,隶属于4门10纲30目,其中线虫类、蜱螨类、弹尾类为优势类群,占总捕量的66.10%;常见类群9类,占总捕量的27.17%。从水平分布上看,5种生境相似程度较大,其中尤以苗圃和杉木林、苗圃和柏树林、苗圃和荒地之间的相似程度较高。从垂直分布上看,5种生境中只有苗圃地较为明显,而各种生境中土壤动物具有明显的表聚性。苗圃、杉木林、柏树林3种生境土壤动物群落的多样性及均匀度呈基本一致趋势,且各生境间差别不大。     

不同生境夏蜡梅群体遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD技术对天台大雷山4个不同生境：灌丛、常绿阔叶林、杉木林和竹林中的夏蜡梅群体进行遗传多样性研究。12个随机引物在80个个体中共检测到182个可重复的位点,其中多态位点为49个,总的多态位点百分率为26.92%。4个群体的多态位点百分率在6.04%~11.54%之间,平均为8.93%,其中竹林群体最高,常绿阔叶林群体最低,大小顺序为竹林群体＞灌丛群体＞杉木林群体＞常绿阔叶林群体,Shannon指数和Nei指数估算结果为灌丛群体最高,其次是竹林群体,第三是杉木林群体,最低的是常绿阔叶林群体。AMOVA分子差异分析表明夏蜡梅群体间遗传分化程度高,71.91%的变异存在于群体间,28.09%的变异存在于群体内,群体间的基因分化系数（G_ST）为0.627 4。夏蜡梅群体间的基因流很低,N_m=0. 297 0。聚类分析结果表明杉木林群体和灌丛群体最先聚在一起,再与常绿阔叶林群体相聚,最后与竹林群体聚在一起。可见,夏蜡梅在各生境间有着不同的遗传多样性,且在各生境间发生了明显的遗传分化。     

不同地理种源杉木的分子多态性分析

利用ISSR分子标记技术和筛选出的22条ISSR引物,对24个不同地理种源杉木的DNA进行扩增,共扩增出188条谱带,其中多态条带173条,占总数的92.0%.经计算,平均位点的有效等位基因是13408,Nei's基因多样性指数是0.2154,Shannon多态性信息指数为0.3458,表明不同杉木种源间具有较高的遗传多样性.通过UPGMA法聚类分析,可把24个种源杉木分为五个类群:中带东区生态型、中带东南区生态型、中带中区生态型、南带生态型和北带生态型,表明杉木地理种源遗传距离聚类呈现出一定的地域性分布规律.     

马氏珠母贝3个野生种群及种群间杂交后代遗传多样性的ISSR分析

运用ISSR分子标记技术分析了马氏珠母贝(Pinctada martensii)广西北海(BW)、广东大亚湾(DW)和海南三亚(SW)野生种群及其自繁子一代(BB1、SS1、DD1)和杂交子一代(BS1、BD1、DS1)9个群体各50个个体的遗传多样性.结果表明:3个野生群体遗传多样性分别是0.2585、0.2607和0.2571;3个自繁群体子一代遗传多样性分别是0.2504、0.2545和0.2527,3个杂交子一代遗传多样性分别是0.2747、0.2659和0.2784.种群间杂交增加了子代的遗传多样性,同时增加了杂交子一代与杂交亲本间的遗传距离,而自繁群体的遗传多样性与其来源的野生种群比较,遗传多样性降低.本文指出利用野生群体进行杂交育种应该纯化亲本才能获得杂种优势,人工育苗或选择性育种需要保持足够数量的繁殖亲本以避免遗传多样性降低.