黄土高原石油污染土壤微生物群落结构及其代谢特征

针对污染胁迫下土壤微生物群落变化和代谢变异等问题,基于平板稀释法和Biolog微平板分析方法,研究了陕北黄土高原石油污染土壤微生物群落结构、代谢特征及其功能多样性。结果表明,不同类群的土壤微生物对石油污染胁迫的响应不同,污染土壤细菌和真菌数量高出清洁土壤1个数量级,而污染土壤的放线菌数量极显著减少(P0.01);污染土壤和清洁土壤微生物对糖类和多聚物类碳源较易利用,污染土壤微生物总体上代谢碳源的种类和活性均低于清洁土壤。微生物群落主成分分析(PCA)表明,石油污染土壤和清洁土壤的微生物群落存在显著差异(P0.01),起分异作用的碳源主要为糖类,其次是羧酸类和氨基酸类;随着土壤石油含量增加,典型变量值变异(离散)增大,土壤微生物群落结构稳定性降低。微生物群落多样性分析表明,Shannon丰富度指数(H)、McIntosh均一度指数(U)和Simpson优势度指数(1/D)均达到极显著差异(P0.01),污染土壤微生物群落H和U低于清洁土壤,但是一定浓度的石油污染可以刺激土壤微生物群落中优势种群的生长,1/D增高。研究结果为陕北黄土高原石油污染区土壤微生物修复提供理论基础。     

生物炭添加对麦田土壤微生物群落代谢的影响

研究生物炭和氮肥配施对麦田土壤微生物群落代谢特征的影响,从土壤微生物群落功能多样性变化角度分析麦田生物炭配施氮肥的可行性。试验设置6个处理:不施肥CK、单施生物炭B(生物炭用量30 t·hm^-2)、低氮N₁(氮肥用量150 kg·hm^-2)、高氮N₂(氮肥用量300 kg·hm^-2)、低氮配施生物炭BN₁(生物炭用量30 t·hm^-2,氮肥用量150kg·hm^-2)和高氮配施生物炭BN₂(生物炭用量30 t·hm^-2,氮肥用量300 kg·hm^-2),探讨不同施肥处理麦田土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、醇类、酯类、酸类、胺类六大碳源的代谢特征。结果表明:与CK相比,各处理碳源代谢活性分别提高,表现为N₁> N₂> B> BN₁>BN₂&g...     

红壤矿区复垦土壤的微生物生态特征及其稳定性恢复研究Ⅱ．对土壤微生物生态特征和群落结构的影响

研究了浙江哩铺铜矿废弃地土壤微生物生态特征和群落结构．结果表明,与对照土壤相比矿区土壤微生物生态特征发生了明显的改变,微生物呼吸速率减弱,微生物生物量显著降低,微生物生理生态参数Cmic／Corg下降、qCO2值明显升高,重金属对土壤微生物生态特征有明显的影响．Bio1og结果显示,矿区土壤微生物的群落结构发生变异,对能源碳的消耗量和速度明显升高,改变了微生物利用碳源的种类,使微生物消耗更多的能源,以维持其正常的生命活动,利用效率降低,明显不如对照土壤．由此可见,微生物生态特征是表征矿区复垦土壤重金属污染的灵敏、有效和可靠的生物学指标．     

石油污染对土壤微生物群落多样性的影响

土壤中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌三大类群,微生物在石油污染的土壤中发挥着维持生态平衡和生物降解的功能。文中以四川省遂宁市射洪县某废弃油井周围不同程度石油污染土壤为供试土壤,首先对各组供试土壤的基本理化性质进行测定分析;然后采用平板菌落计数法测定了供试土壤中三大类微生物数量的变化,结果表明:相比未被污染的对照土壤,石油污染的土壤中细菌、放线菌、真菌数量均减少,并且土壤中可培养微生物的数量与土壤含水量呈正相关;再采用454焦磷酸测序技术对土壤中的细菌群落多样性及变化进行16S rRNA基因分析。在所有供试的4个土壤样品中,共鉴定出不少于23 982个有效读取序列和6 123种微生物,相比于未被污染的对照土壤,石油污染土壤中细菌的种类更加丰富,主要优势门类为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门。但不同土壤样品中优势菌群的群落结构有所差异,石油污染的土壤中,酸杆菌门、放线菌门和变形菌门的数量最多,未被石油污染的土壤中,放线菌门、拟杆菌门和变形菌门的数量最多。     

辽河油田土壤石油污染及其微生物群落特征

本研究采取辽河油田曙光采油厂、欢喜岭采油厂和锦州采油厂井场周边土壤,并以未污染稻田土壤作为对照,分析了各采样点的土壤理化性质、石油烃浓度组成及土壤微生物群落结构。结果表明: 1) 3个采油厂井场周边土壤均受到严重的石油烃污染,但其石油烃浓度及组成存在一定的差异,曙光和欢喜岭采油厂土壤石油烃平均浓度是锦州采油厂的2倍以上;曙光采油厂土壤中胶质沥青质含量最高,而欢喜岭和锦州采油厂土壤中烷烃含量最高,比例均在40%以上。2)与稻田土壤相比,锦州采油厂土壤微生物操作分类单元(OTU)、Chao1指数和Shannon指数升高,而其在曙光和欢喜岭采油厂土壤中降低;各采油厂土壤样品中存在相同的优势菌门及菌属,但丰度存在较大差异。锦州采油厂土壤中分枝杆菌属、假单胞菌属的丰度高,曙光采油厂土壤中鞘氨醇单胞菌属、类诺卡氏菌属、马赛菌属的丰度高,而欢喜岭采油厂土壤中溶杆菌属、硫杆菌属、假节杆菌属的丰度高。3)相关分析表明,鞘氨醇单胞菌属、类诺卡氏菌属、硫杆菌属、马赛菌属、假节杆菌属与总石油烃、总有机碳和胶质沥青质含量呈显著正相关,分枝杆菌属、溶杆菌属、假单胞菌属与总氮和总磷呈显著正相关。本研究系统分析了不同采油厂土壤中石油烃、土壤理化性质和微生物群落特征,揭示了辽河油田污染土壤中特定的优势菌属和群落结构,为辽河油田石油烃污染土壤修复功能微生物筛选及修复过程菌群构建提供理论依据,也为其他油田高效降解菌筛选提供了方法借鉴。     

红壤矿区复垦土壤的微生物生态特征及其稳定性恢复研究Ⅱ.对土壤微生物生态特征和群落结构的影响

研究了浙江哩铺铜矿废弃地土壤微生物生态特征和群落结构.结果表明,与对照土壤相比矿区土壤微生物生态特征发生了明显的改变,微生物呼吸速率减弱,微生物生物量显著降低,微生物生理生态参数C_mic/C_org下降、qCO₂值明显升高,重金属对土壤微生物生态特征有明显的影响.Biolog结果显示,矿区土壤微生物的群落结构发生变异,对能源碳的消耗量和速度明显升高,改变了微生物利用碳源的种类,使微生物消耗更多的能源,以维持其正常的生命活动,利用效率降低,明显不如对照土壤.由此可见,微生物生态特征是表征矿区复垦土壤重金属污染的灵敏、有效和可靠的生物学指标.     

胜利油田采油区土壤石油污染状况及其微生物群落结构

基于不同开采年代新油井(2011—)和老油井(1966—2003年)周边土壤的调查取样,研究了采油区土壤石油污染状况,利用PCR-DGGE和克隆测序技术,探讨了新、老油井周边土壤微生物的群落结构.结果表明:油井周边土壤均受到不同程度的石油污染,其石油烃含量大多高于土壤石油污染临界值(500 mg·kg^-1),且老油井周边土壤污染水平更高.污染土壤石油烃含量与土壤有机碳、全氮和速效钾含量呈显著正相关.老油井周边土壤微生物群落多样性指数随污染水平的增大而减小,新油井则呈相反的趋势.DGGE图谱优势条带测序结果表明,油井周边土壤均存在明显的优势菌,大多为石油烃相关菌和烃类降解菌,如微杆菌属、链霉菌属、迪茨氏菌属、黄杆菌属及α、γ变形菌等.
     

秦岭地区不同林分土壤微生物群落代谢特征

利用BIOLOG微孔板法研究了秦岭山脉的锐齿栎(Quercus aliena var.acutidentata)、油松(Pinus tabuliformis)、华山松(Pinus armandii)、松栎混交、云杉(Picea asperata)6个林地5种典型林分土壤微生物群落代谢特征。发现:(1)5种典型林分中,华山松的平均颜色变化率(AWCD)最高,然后是锐齿栎1云杉油松锐齿栎2松栎混交。位于不同林场的锐齿栎林地土壤AWCD值差异较大;(2)土壤微生物功能多样性指数与平均颜色变化率表现一致,6种林分之间差异显著,且不同的林分土壤微生物对6种碳源利用差异较大。(3)主成分分析显示各土壤微生物功能多样性具有显著差异,其综合因子得分为华山松锐齿栎1油松云杉锐齿栎2松栎混交。(4)冗余分析表明土壤p H、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的综合作用对土壤微生物群落功能多样性有显著影响,其中速效磷和p H与土壤微生物功能多样性最密切。     

中国东北黑土土壤剖面微生物群落碳源代谢特征

利用Biolog Eco微平板培养法,对中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站农田(CL)、恢复草地(GL)和人工林地(FL)土壤剖面不同深度土壤中微生物群落碳源代谢特征进行研究。理化性质结果显示,有机碳、全氮和碱解氮含量随深度增加逐渐减少,p H则是上层土壤低于底层。可培养微生物数量从表层(0—20 cm)到底层(180—200 cm)逐渐减少,在表层(0—20 cm)3种可培养微生物数量均为草地农田林地。可培养微生物主要生活在近地表0—60 cm土层中,在60—200cm土层中3种利用方式下可培养细菌、真菌和放线菌数量基本相同。Biolog结果显示,在0—40 cm土层中微生物群落活性最大,底层(180—200 cm)土壤微生物群落活性最小。3种利用方式剖面微生物群落Shannon多样性指数和碳源利用数量从表层到底层逐渐减少,并且与SOC和TN呈极显著正相关关系(P0.05)。与农田相比恢复草地和人工林地剖面20—40 cm土层中微生物群落对各类碳源的利用强度都较高,说明没有农业机械作业的植被自然生长条件下根系会打破原来农田中的犁底层,促进表层(0—20 cm)以下微生物群落活性。碳源利用率和主成分分析结果表明长期不同植被覆盖已经改变了剖面微生物群落碳源代谢特征,而且根系已经影响到100 cm的微生物群落,但还没有影响到180—200cm中的微生物群落。     

污染土壤微生物群落结构分子鉴定技术研究进展

土壤微生物群落结构多样性检测是土壤修复、监测、评估时的一个重要参数。由于绝大多数微生物在实验室条件下是不可培养,因而早期依赖于微生物培养的检测结果代表性不强。20世纪90年代以来,不依赖于微生物培养的分子生物学方法是研究微生物群落结构的重要手段。该文对近年来土壤污染微生物群落结构研究所采用的主要分子生物学方法按照其原理进行了比较、分析、总结。根据不同技术的灵敏度、优缺点分析了其适用范围。指出了目前技术中存在的一些共性问题和缺陷并展望了土壤修复领域分子生物学技术的发展趋势。     

胡杨根际土壤真菌群落代谢特征及其土壤影响因子研究

胡杨是中国西北干旱区绿洲重要的乔木树种,研究胡杨根际土壤真菌群落特征及其主要土壤影响因子,对胡杨林的保护和以胡杨为建群种的生态系统的恢复具有重要意义。该研究在额济纳胡杨林自然保护区设置3个样点,每个样地按照S形随机布点选25~30株胡杨取根际土,采用Biolog-FF微平板方法对89份土壤样本进行了真菌群落代谢特征及其影响因子分析。结果表明:(1)通过聚类将95种碳源划分为3个类群,其中53.8%的氨基酸类碳源分布在类群Ⅰ(OD值为0.106 1~0.316 4),83.3%的胺类碳源和70%的其他类碳源分布在类群Ⅱ(OD值为0.016 6~0.224 2),47.1%的羧酸类碳源分布在类群Ⅲ(OD值为0.232 1~1.115 5)。(2)通过冗余分析,发现所有土壤因子对真菌群落代谢特征总的解释率为30.02%,而RDA1轴占该解释率的84.6%,电导率和速效钾与RDA1轴显著正相关且解释率最高。(3)沿着电导率降低的方向,样本在RDA2轴上的分布逐渐分散,表明随着电导率的降低,土壤肥力和质地条件对真菌群落代谢活性的影响增强。研究发现,胡杨根际土壤真菌群落的主要碳源利用类型为羧酸类、氨基酸类和部分碳水类,而对胺类和其他类碳源的利用程度较弱;土壤可溶性盐,特别是可溶性钾盐是影响真菌群落代谢特征的主要土壤因子,而土壤肥力和土壤质地因子只有在盐分含量较低的情况下才具有明显作用。     

石油污染海域的微生物群落及烃的降解

目前世界海洋石油污染问题已经严重威胁到海洋生态环境的安全,生物修复是一种处理石油污染的新方法。综述了海洋环境中烃降解微生物生态学方面的一些研究进展,包括探测未培养细菌的新方法、新的分离方法及主要的烃降解菌株的特性,以便努力改进现有分离石油降解菌及石油乳化细菌的方法,同时发现对于石油降解有益的新菌种。     

放射性污染对铀矿区土壤微生物群落结构的影响

为探究放射性及其伴生污染对铀矿区附近土壤微生物群落功能多样性的影响，采集退役铀矿冶周围不同辐射值的土壤为研究对象，通过测定其土壤理化性质、土壤可培养微生物计数及Biolog-ECO微孔板培养，分析土壤放射性污染程度及理化性质对土壤微生物群落功能多样性和数量的影响。结果表明，矿区放射性污染土壤中重金属含量普遍较高，尤其是铅已超出管控标准。随着辐射值的增加，土壤中可培养微生物数量显著下降，特别是放线菌和真菌的数量；微生物群落功能多样性指数、物种丰富度指数、优势度、均一性指数显著下降；对碳源利用也逐渐下降，尤其是对酚酸类和胺类碳源，利用率分别下降25.8%、29.7%。RDA分析发现放射性核素是该区域驱动土壤微生物群落代谢发生变化的主要因素。铀矿区放射性污染及伴随的重金属污染明显改变土壤微生物群落结构，抑制了土壤微生物群落的代谢活性，造成土壤微生物群落功能多样性下降。     

荒漠土壤藻群落结构的原生演替

微生物结皮是荒漠化治理中新的热点之一,但其关键形成生物--微型藻类如何通过群落结构的变化向地衣结皮、藓类结皮转变的机理仍是未知的.本文以时空替代法,将沙坡头流沙,4、8、17、34及42龄结皮当作同一群落演替进程中的6个阶段,通过系统聚类、丰分量分析的方法首次对这一问题进行了研究,结果显示该地荒漠藻群落的原生演替朝着蓝藻总丰度和爪哇伪枝藻(Scytonema javanicum)丰度逐渐下降,纤细席藻(Phormidiumtenue)、绿藻、硅藻丰度逐渐增加的方向进行;多样性随群落演替的发展而增高;生物量在初期呈正向演替,后期随地衣、藓类的入侵逐渐下降;演替速度非常缓慢,高龄结皮中的优势种仍是建群种,只是优势度略有下降;水分、植被覆盖、地形、时间,土壤理化性质都影响演替途径和速度,特别是Mn含量对演替有重要的阈值作用.     

荒漠土壤藻群落结构的原生演替

微生物结皮是荒漠化治理中新的热点之一,但其关键形成生物——微型藻类如何通过群落结构的变化向地衣结皮、藓类结皮转变的机理仍是未知的。本文以时空替代法,将沙坡头流沙,4、8、17、34及42龄结皮当作同一群落演替进程中的6个阶段,通过系统聚类、主分量分析的方法首次对这一问题进行了研究,结果显示该地荒漠藻群落的原牛演替朝着蓝藻总丰度和爪畦伪枝藻(Scytonema javanicum)丰度逐渐下降,纤细席藻(Phormidium tenue)、绿藻、硅藻丰度逐渐增加的方向进行;多样性随群落演替的发展而增高;生物量在初期呈正向演替,后期随地衣、藓类的入侵逐渐下降;演替速度非常缓慢,高龄结皮中的优势种仍是建群种,只是优势度略有下降;水分、植被覆盖、地形、时间,土壤理化性质都影响演替徐径和速度．特别是Mn含量对演替有重要的阈值作用。     

海绵中可培养与原位微生物组成的DGGE指纹分析

采用不依赖于分离培养的PCR-DGGE基因指纹技术对我国南海4种海绵体内的原位微生物种群组成以及混合培养的海绵微生物组成进行分析,通过比较不同指纹图间的差异与相似性,揭示可培养微生物与海绵原位存在的微生物的关系。由实验可以看出,来自同一海域的不同海绵体内的微生物存在宿主特异性,不同的培养条件是影响微生物可培养的重要因素,目前所能培养的海绵微生物还仅占自然环境下海绵微生物总量的很少一部分。     

土壤原生动物群落及其生态功能

土壤原生动物是土壤微生物区系的重要组成部分。在土壤生态系统中 ,由于微生物与微动物的生命活动及其相互作用 ,从而形成了土壤的物质循环和能量转化。土壤原生动物既参与了微生物所介导的物质转化和能量循环 ,又参与了动物对微生物的捕食作用。由于原生动物具有丰富的种类和多样性以及巨大的生物量 ,所以土壤原生动物的群落及其生态功能 ,已引起了人们的广泛关注 ,并且研究理论与方法日益深入。但我国在这方面的研究报道较少 ,本文拟从群落与生态功能方面的进展做一概述。1　土壤原生动物的群落特征土壤与淡水原生动物最早是由Ａｎｔｏｎ…     

中亚热带地区米槠天然林土壤微生物群落结构的多样性

为了解土壤微生物群落的结构,采用磷脂脂肪酸方法对武夷山和建瓯的米槠(Castanopsis carlesii)天然林土壤微生物群落的结构多样性进行了研究。结果表明,两地米槠天然林的土壤微生物群落组成十分丰富,多样性指数、丰富度指数和均匀度指数分别为2.92~3.01、25.84~28.23 和0.88~0.90。0~10 cm土层的磷脂脂肪酸总量、细菌特征脂肪酸、真菌特征脂肪酸、放线菌特征脂肪酸、革兰氏阳性菌和阴性菌特征脂肪酸含量均高于10~20 cm土层的,且建瓯万木林自然保护区的高于武夷山国家级自然保护区。10~20 cm土层的革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌高于0~10 cm土层的;细菌特征脂肪酸含量显著高于真菌,表明细菌在土壤微生物群落结构中处于优势地位。主成分分析表明,土壤微生物群落结构的差异主要是由采样地点的不同引起。