基于分级过滤的自然水体原核微生物群落分析

自然水体中微生物种类丰富,采集了上海周边的湖水、河水、海(岸)水、井水四类水体各两处样品,设计了含0.1μm终端截留孔径的半自动分级过滤装置分离富集不同粒径的水体微生物,使用原核微生物通用引物对16S rRNA基因V3+V4区扩增,高通量测序获得序列,对四类水体中的微生物群落进行比较分析,关注了能穿透0.22μm常规除菌过滤孔径的超微小微生物。结果显示水体环境主导了微生物的群落差异,河水与湖水中的群落总体接近,不同于海(岸)水和井水;海(岸)水和井水的微生物群落差异较大。0.1μm上截留的优势超微小微生物在河水与湖水样品中均为Proteobacteria门SAR11 clade目的Clade Ⅲ和Actinobacteria门Sporichthyaceae科HgcI clade,海(岸)水中为Proteobacteria门SAR11 clade目的Clade Ia和Nanoarchaeota门Woesearchaeia古菌,井水中为Nanoarchaeota门Woesearchaeia属古菌以及未定域或未分类的微生物。其中未定域的微生物16S rRNA基因在系统发育树上单独成簇,可能是古菌的一个新类型。本研究所使用的分级过滤装置显示了在发掘超微小微生物上的潜力。     

长江江豚重要栖息地清节洲水域鱼类群落结构

长江清节洲水域是长江江豚的重要栖息地之一,为了解该水域鱼类群落结构特征,于2017年4月、7月、10月和2018年2月对该水域鱼类群落进行了季节性调查。调查共采集鱼类38种,隶属于5目8科29属,其中鲤科鱼类占优势,占总种类数的68.4%。相对重要性指数结果显示鱼类群落优势种为贝氏?（Hemiculter bleekeri）、似鳊（Pseudobrama simony）、银鲴（Xenocypris argentea）和刀鲚（Coilia nasus）。按生活习性划分,定居性鱼类占绝对优势,占总种数的78.9%;在空间上,中上、中下和底层鱼类分布较为均衡,占总种数的比例依次为36.8%,28.9%和34.2%;从食性上划分,杂食性和肉食性鱼类较多,分别占总种数的44.7%和39.5%。Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou均匀度指数依次分别为0.820~1.711,0.601~0.981,1.640~3.423和0.249~0.592。单因素方差分析表明,除春夏季与秋冬季的Margalef指数存在显著性差异（P<0.05）,各指数在时间和空间均无显著性差异（P>0.05）。与历史资料相比,该区域鱼类群落呈现物种多样性降低和群落结构小型化的趋势。因此,建议加强该水域鱼类资源的监测和保护,以维护长江生态系统的稳定与江豚栖息地的适合度。     

成年雄性林麝消化道寄生虫群落 对不同扰动策略的响应

人工繁育是当前我国保护野生林麝（Moschus berezovskii）资源的主要手段之一,但在林麝种群复壮的过程中,消化道寄生虫病始终威胁着林麝的健康。为探究林麝消化道寄生虫群落对不同扰动策略的响应,本研究分别使用复合药阿苯达唑伊维菌素粉和单一成分药阿维菌素粉去除林麝体内线虫和绦虫,监测林麝其他寄生虫和群落动态变化。选取60只雄性林麝,随机分为三组,分别为阿苯达唑伊维菌素用药组（20只）、阿维菌素用药组（20只）和未做任何处理的对照组（20只）,并连续采集8周用药组和对照组林麝的新鲜粪便。基于改良的Wisconsin粪便虫卵漂浮计数法检测粪便中的虫卵和卵囊,对实验结果进行Kruskal-Wallis检验、Wilcoxon秩检验、Mann Whitney检验和双因素方差分析。研究结果显示,对照组和阿苯达唑伊维菌素用药组林麝的寄生虫感染均为混合感染,球虫为优势物种,其负载量显著高于线虫和绦虫（P < 0.05),阿维菌素用药组林麝仅感染球虫。药物扰动后,两组用药组的林麝球虫的流行率、平均感染强度均高于对照组,但线虫流行率均低于对照组（27.15%,42.15%）。此外,用药后,阿苯达唑伊维菌素用药组林麝先于阿维菌素用药组再次感染线虫和绦虫。通过比较用药组和对照组林麝寄生虫的群落动态变化,表明林麝消化道寄生虫感染现象较为普遍,多重感染中球虫和蠕虫存在竞争关系,复合药物阿苯达唑伊维菌素粉对林麝寄生虫群落的扰动程度更大,林麝寄生虫群落恢复能力与扰动程度成正比。建议林麝人工繁育基地加强科学性和计划性驱虫,并持续性开展林麝寄生虫感染的监测工作。     

耕作方式对潮土土壤团聚体微生物群落结构的影响

为探究不同耕作方式对潮土土壤团聚体微生物群落结构和多样性的影响,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定了土壤团聚体中微生物群落。试验设置4个耕作处理,分别为旋耕+秸秆还田(RT)、深耕+秸秆还田(DP)、深松+秸秆还田(SS)和免耕+秸秆还田(NT)。结果表明:与RT相比,DP处理显著提高了原状土壤和>5 mm粒级土壤团聚体中真菌PLFAs量和真菌/细菌,为真菌的繁殖提供了有利条件,有助于土壤有机质的贮存,提高了土壤生态系统的缓冲能力;提高了5～2 mm粒级土壤团聚体中细菌PLFAs量,降低了土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌,改善了土壤营养状况;提高了<0.25 mm粒级土壤团聚体中微生物丰富度指数。总的来说,深耕+秸秆还田(DP)对土壤团聚体细菌和真菌生物量有一定的提高作用,并且在一定程度上改善了土壤团聚体微生物群落结构,有利于增加土壤固碳能力和保持土壤微生物多样性。冗余分析结果表明,土壤团聚体总PLFAs量、细菌、革兰氏阴性菌和放线菌PLFAs量与土壤有机碳相关性较强,革兰氏阳性菌PLFAs量与总氮相关性较强。各处理较大粒级土壤团聚体微生物群落主要受碳氮比、含水量、pH值和团聚体质量分数的影响,较小粒级土壤团聚体微生物群落则主要受土壤有机碳和总氮的影响。     

外源微生物对木麻黄幼苗生长和土壤微生物群落的影响

将解淀粉芽孢杆菌(YB706)和伯克氏菌(BK8)外源添加至木麻黄盆栽苗中,运用Biolog生态板和磷脂脂肪酸(PLFA)技术,探究外施细菌能否改善连栽木麻黄土壤养分和微生物群落及植株生长。结果表明:与空白处理(CK)相比,YB706和BK8处理的木麻黄盆栽苗土壤碱解氮、速效磷显著增加,土壤全氮、全磷、全钾和速效钾无明显变化,幼苗株高分别增加59.1%和63.9%,BK8处理叶绿素含量提高81.9%。各处理平均颜色变化率(AWCD)呈现YB706>CK>BK8;除氨基酸类外,土壤微生物对不同碳源的利用率也表现为YB706>CK>BK8;经YB706和BK8处理的土壤微生物种类和数量均显著增加,除放线菌外,各类微生物PLFA总含量均为BK8>YB706>CK,与CK相比,土壤真菌/细菌有所提高。YB706和BK8处理的土壤微生物群落Simpson、Shannon、Brillouin和McIntosh指数均显著提高。表明外施YB706和BK8可促进木麻黄幼苗生长,且显著增加土壤速效养分含量,提高土壤微生物群落结构多样性,改善土壤微生物环境。     

种植模式对当归根际细菌群落多样性及代谢通路的影响

连作障碍严重限制了当归产业的可持续发展。为了探索当归(Angelica sinensis)高效栽培技术,本研究在当归主产区甘肃省渭源县设置5种种植模式(A: 豌豆-当归-当归,对照;B: 豌豆-小麦-当归;C: 豌豆-蒙古黄芪-当归;D: 豌豆-马铃薯-当归;E: 豌豆-休耕-当归),于采挖期分别测定不同种植模式下,当归根际土壤理化特性和细菌基因组DNA相对丰度,分析不同种植模式对当归根际土壤理化特性、细菌群落多样性和代谢通路的影响。结果表明: 1) 5种种植模式下当归根际土壤理化特性差异较大。与对照相比,C模式根际土壤的电导率显著增加,B、D和E模式的电导率略有下降,B、C、D和E模式的土壤CO₂呼吸速率显著提高。2) 5种种植模式的当归根际土壤细菌隶属于26门368属,其中,芽单胞菌门的芽单胞菌属、变形菌门的鞘脂单胞菌属和酸杆菌门的Subgroup_6属为优势菌属。与对照相比,B、C模式变形菌门和放线菌门的相对丰度显著增加,D模式酸杆菌门的相对丰度显著降低;E模式变形菌门、酸杆菌门和放线菌门的相对丰度显著增加。3) 5种种植模式下,当归根际土壤的pH值、电导率、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量与变形菌门细菌的相对丰度呈显著负相关。4) 5种种植模式下,当归根际土壤中6种代谢通路细菌的相对丰度差异显著。C模式对当归根际土壤理化特性和细菌群落有较好的调节作用,是克服当归连作障碍的主要种植模式。     

黄山典型植被类型土壤真菌群落特征及其影响因素

黄山地势高差明显,植被类型多样,生态系统保存完整,是研究森林生态系统土壤真菌群落的天然实验室。本研究采集黄山典型植被下土壤样本,利用Illumina NovaSeq高通量测序技术分析土壤真菌群落结构,结合土壤理化性质探讨不同植被类型影响真菌群落组成的潜在因素。结果共检测到13个真菌门,优势真菌门依次为：担子菌门Basidiomycota,获得38目,202属,相对丰度介于7.30%-90.71%,在常绿落叶阔叶混交林、山地矮林及落叶阔叶林中出现高值,局部呈现先增后减的单峰变化格局;子囊菌门Ascomycota有56目,393属,相对丰度介于4.69%-53.07%,随着典型植被类型变化无明显变化规律;被孢霉门Mortierellomycota获得1目和2属,相对丰度介于2.88%-29.92%,随着典型植被类型变化呈现U型变化模式;5种植被类型土壤中共检测到34个不同分类单元的真菌指示类群,落叶阔叶林土壤真菌指示类群最为丰富,占67%;pH显著影响土壤真菌α多样性（Pearson,P<0.001）,是黄山土壤真菌群落变异的主控因子（Monte Corlo 检验,P<0.01）。     

基于流式细胞术和K-mer分析的银缕梅属(Parrotia C.A.Mey.)植物基因组大小测定

金缕梅科(Hamamelidaceae)银缕梅属(Parrotia C.A.Mey.)仅包含银缕梅(Parrotia subaequalis(H.T.Chang)R.M.Hao&H.T.Wei)和波斯铁木(Parrotia persica(DC.)C.A.Mey.)两种落叶阔叶乔木,其中银缕梅是我国华东地区特有的Ⅰ级濒危珍稀保护植物,属东亚第三纪孑遗成分;其姊妹种波斯铁木则间断分布于伊朗北部,属北极第三纪孑遗植物类群。本研究首次利用流式细胞术和K-mer分析方法对银缕梅属两姊妹种的基因组大小进行了测定,建立和优化了以萝卜(Raphanus sativus L.‘Saxa’)为内标、WPB(Woody plant buffer)为细胞核解离液的两种植物单倍体基因组的DNA含量(DNA C值)流式测定的适宜体系,旨在为金缕梅科银缕梅属植物的全基因组测序、基因组学研究、种质资源开发和利用以及物种保育等提供前期基础数据参考;同时也可为金缕梅科其他属、种的基因组大小测定提供借鉴。主要研究结果如下:(1)通过流式测定银缕梅基因组大小约为971.45±13.91 Mb,波斯铁木基因组大小约为890.52±24.69 Mb;(2)K-mer分析估测银缕梅基因组大小为951.70 Mb,杂合率为1.740%,重复序列比例为77.50%;波斯铁木基因组大小为858.50 Mb,杂合率为0.695%,重复序列占74.30%;(3)银缕梅属于高杂合和高重复基因组,波斯铁木则属于微杂合和高重复基因组。本研究的结果为银缕梅属植物后续基于DNA三代高通量测序技术的全基因组测序、组装及去冗余处理等工作提供了重要的数据参考。     

云南新平铁坚油杉森林群落结构特征

摸清珍稀濒危抗旱植物铁坚油杉(Keteleeria davidiana)的种群数量及其分布情况, 能够为珍稀濒危物种保护工作提供基础数据。该文对云南省新平县6个乡镇铁坚油杉群落进行样方调查分析, 每个乡镇设置3个样方, 样方面积为20 m × 20 m, 记录样方生境信息、统计群落物种组成及其数量特征, 对群落类型及其结构特征进行了统计和分析。主要结果: (1)在调查样地内, 共有维管束植物163种, 隶属于58科131属; (2)植物群落区系分布类型有12种, 以热带成分和中国特有种为主, 热带成分占优势; (3)群落内乔木和灌木植物最多, 占62.58%, 其次是多年生草本植物; (4)按照建群种和生活型, 可将18组植被样方数据划分为3个群系17个群落类型; (5)年龄结构不合理, 铁坚油杉种群结构呈衰退趋势, 自然居群已成为小种群。如果铁坚油杉群落没有足够的幼苗进行更新和补充, 铁坚油杉将退出当前的群落。     

云南高黎贡山地区蝴蝶群落多样性

位于滇西北的高黎贡山是全球生物多样性研究和保护的热点地区之一, 然而该地区昆虫多样性缺乏系统调查和总结。本研究聚焦蝴蝶类群, 考虑该区域高山峡谷特点, 结合海拔梯度、生境类型和季节变化, 采用样线法调查、分析蝴蝶物种多样性及群落结构变化。结果显示: 共观测记录到蝴蝶2,055只, 隶属于5科85属151种, 在历史记录上新增27种, 使该地区已知蝴蝶种类达488种; 其中蛱蝶科物种多样性最高, 灰蝶科次之, 凤蝶科最低。蝴蝶群落多样性分析结果表明: 中海拔1,000-2,000 m区域种类丰富、多样性指数最高; 低海拔区蝴蝶分布明显聚集, 并且与高海拔地区空间上分离, 少有重叠。该地区不同生境中蝴蝶的种类及数量差异也较大, 物种数及多样性指数在自然保护区最高、边缘交错带居中及农业种植区最低。此外, 蝴蝶的种类和数量也存在季节差异, 春季调查到的个体数少, 夏季观察到的物种数少, 两年秋季调查到的物种丰富度、多样性均高, 但存在季节内变化。总之, 高黎贡山地区不同海拔、生境、季节间和季节内蝴蝶群落组成有自身特点, 共存物种有限, 蝴蝶群落相似性低。综合评估分布于该地区的蝴蝶保护种类, 包括易危种17种、近危种50种, 有国家二级保护蝴蝶3种。本研究弄清了高黎贡山地区蝴蝶的物种本底, 并调查获得其多样性随海拔、生境和季节变化的模式, 为加强区域物种多样性监测、保护生物多样性提供了科学依据。