三江平原沼泽湿地垦殖及自然恢复对土壤细菌群落多样性的影响

为量化垦殖对我国东北沼泽湿地的影响程度,于2015年6月基于Illumina Miseq PE300第二代高通量测序平台,对黑龙江省洪河国家级自然保护区的原始沼泽、耕地、退耕湿地的土壤细菌16S r RNA基因高变区域进行测序,并分析沼泽湿地土壤细菌群落多样性和结构组成与垦殖的关系。结果表明:共获得358737条修剪序列且被划分为36个已知的菌门,在11个主要的土壤细菌门类中(相对丰度1%),芽单胞菌门(P0.01)、拟杆菌门(P0.01)、厚壁菌门(P0.01)和绿菌门(P0.01)在不同生境类型样地差异显著,土壤细菌群落alpha多样性由高到低排序依次是:耕地、退耕湿地、原始沼泽。结合相关性分析和冗余分析可以证明,长期的耕作,特别是旱田耕作对沼泽湿地土壤细菌群落组成产生显著的影响,土壤p H、含水量、全碳、有机碳、可溶有机碳、碱解氮、微生物量碳、微生物量氮对土壤细菌的多样性和群落组成产生影响。总之,研究结果发现自然恢复可以显著促进土壤细菌群落多样性的恢复,但是沼泽湿地土壤细菌群落结构一旦被垦殖干扰改变将很难恢复到原始状态,强调了有效地利用土壤细菌群落对维护土壤生态系统平衡具有重要的意义。     

垦殖对沼泽湿地土壤呼吸速率的影响

三江平原是我国最大的沼泽化低平原,同时也是受人类活动影响最剧烈的区域之一。选取三江平原两类典型湿地-常年积水的毛果苔草(Carex lasiocapa)沼泽和季节性积水的小叶章(Deyeuxia angustifolia)草甸及由其垦殖的水田和旱田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法对土壤呼吸速率进行了观测。研究结果表明,小叶章草甸与毛果苔草沼泽土壤呼吸速率的季节变化形式相同,为单峰型,在夏季出现排放峰值,而冬季呼吸速率最低。沼泽湿地垦殖为旱田后,土壤呼吸速率的季节变化形式未发生变化,但垦殖为水田后,土壤呼吸速率排放峰值的时间延后在秋季出现。毛果苔草沼泽、小叶章草甸、旱田及水田通过土壤呼吸释放的碳量分别为(3.1±0.4)、(4.8±0.7)、(2.8±0.4)、(2.2±0.3)tC.hm-2.a-1。毛果苔草沼泽土壤呼吸速率低于小叶章草甸是由沼泽湿地的积水环境差异造成的,而沼泽湿地垦殖为农田后土壤呼吸作用减弱,主要是由于垦殖后土壤有机碳含量大幅降低所致。相关分析表明,温度和土壤湿度(或积水深度)是影响土壤呼吸速率的重要因素,温度与小叶章草甸、毛果苔草沼泽以及旱田土壤呼吸速率呈显著指数关系,Q10值分别为2.1、2.5和1.8,沼泽湿地垦殖为旱田后温度敏感性指数降低,主要是由于土壤微生物营养源减少从而对微生物营养供应受限造成的。小叶章草甸、毛果苔草沼泽、旱田以及水田土壤呼吸速率与土壤湿度/积水深度之间的关系可用线性或二次曲线方程来描述。     

沼泽红假单胞菌乙酸光合放氢研究

依据光合细菌生长代谢特性和有机废水降解主要产物类型,11种有机物被用于沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）Z菌株的光合产氢研究,其中,乙酸反应体系产氢活性最高。在此基础上,研究了该菌株的生长与产氢动力学行为,探求了影响该菌株光合放氢的主要限制性影响因素。结果表明,该菌株产氢与生长部分相关。种子培养基和菌龄对产氢活性有明显影响。细胞最适产氢和生长所需要的光照强度和温度基本一致。当种子来源于硫酸铵高菌龄预培养物或谷氨酸钠对数期预培养物时,该菌株产氢活性显著增加,产氢延滞期明显缩短。氧浓度和接种量对产氢活性也有显著影响。供氢体和氮源浓度直接决定细胞的生长与光放氢活性。在低于70 mmol/L乙酸钠和15 mmol/L谷氨酸钠时,产氢活性随底物浓度的增加而增强。谷氨酸钠浓度高于15mmol/L时,由于游离NH₄⁺的出现,产氢活性受到抑制,但却明显刺激细胞的生长。在标准状况下,该菌株的最大产氢速率可达19.4 mL·L^-1·h^-1。     

5种光合细菌种间原生质体融合及优良农用融合子的筛选鉴定

处于对数生长期的光合细菌球形红假单胞菌(Rhodopseudomonassphaeroides)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)、嗜酸红假单胞菌(Rhodopseudomdnasacidophila)、深红红螺菌(Rhodospirarubrum)、万尼氏红微菌(Rhodomocrobiumvannielii),经溶菌酶(3mg/L)处理50min后,获得了它们的菌体形成的原生质体,其再生率分别为80%、71%、82%、61%、74%.取等量的亲本菌株在35%的PEG(MW6000)诱导下两两融合5min,共10种组合.其融合率为球×沼2.5×10-4、球×嗜2.1×10-4、球×深2.0×10-4、球×万2.1×10-4、沼×嗜2.8×10-4、沼×深2.4×10-4、沼×万2.6×10-4、嗜×深2.0×10-4、嗜×万2.3×10-4、深×万2.4×10-4.经影印法鉴定:形成的融合子可以分别生长于以相应的有机物为唯一碳源的培养基上,所有融合子体积均相当于两亲本株体积之和,融合子菌落形态特征介于两亲本株之间.从中随机挑选100个融合子,以辣椒苗作为靶标植物,从上述融合子中筛选到了1株具有显著促进作物生长、提高抗病性的融合子.     

三江平原小叶樟和毛果苔草中N素营养动态分析

讨论了沼泽湿地优势种小叶樟（Ｃａｌａｍａｇｒｏｓｔｉｓ ａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ）和毛果苔草（Ｃａｒｅｘ ｌａｓｉｏｃａｒｐａ）生物量和生长率变化情况,不同生长期各器官中Ｎ素含量及储量动态变化,以及植物对Ｎ素利用和区域养分限制情况。结果表明,两种植物地上生物量生长符合模式ｐ＝γ＋ａｔ＋βｔ＾２,地下生物量符合曲线ｐ＋ａ０＋ｂ０ｔ;受土壤水分、养分、气温和植物本身特点及其对Ｎ素选择吸收作用等多种因素     

沼泽红假单胞菌的研究进展

概述了沼泽红假单胞菌菌株的分离纯化,主要特性及应用研究方面的进展。     

几株沼泽红假单胞菌的分离和分类特性研究

分别从温州市郊区采集的4处淤泥中分离到4株光能异养型菌株W1,W2,W3,W4,对其形态特征和生理特性研究发现,4株菌基本相似,均为革兰氏阴性,弯曲杆状,出芽繁殖,在光照厌氧和黑暗好氧条件下均能生长.W1～W4菌株能利用许多有机物作为碳源且以乳酸钠、醋酸钠、丙酮酸、苹果酸、丁二酸为最适宜.酵母膏能显著刺激其生长,而谷氨酸钠和丙氨酸对其生长无刺激作用.在pH5.0～8.5的条件下4株菌均能生长,其最适pH均为7.0左右.根据上述结果,确证W1～W4均为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris).     

基于植被数量分类的排水疏干影响下若尔盖高原沼泽退化特征

2009年,在对若尔盖高原沼泽的生态特征、环境质量考察和排水疏干沼泽样带生态调查的基础上,采用TWINSPAN分类方法,将研究区20个典型沼泽样地划分为原始沼泽、长期排水退化沼泽和短期排水退化沼泽3种类型,每类退化沼泽包含轻度退化、中度退化和重度退化3个退化等级,研究不同程度退化沼泽的植被和土壤退化特征.结果表明: 若尔盖高原沼泽退化主要受排水方式、排水强度和土壤水分梯度的驱动.植物群落退化过程较土壤退化过程变化明显.其中,植物群落水分生态型的结构变化最显著,在长期排水和短期排水的影响下,沼生植物重要值由0.920分别下降至0.183和0.053,中生植物重要值由0.029分别上升至0.613和0.686.土壤对沼泽退化的响应具有滞后性,其理化性质呈一定的变化规律,但差异尚未达到显著水平.土壤水分和氮、钾等养分含量是影响若尔盖高原排水疏干退化沼泽植物物种分布的关键因素.     

三江平原生长季沼泽湿地CH4、N2O排放及其影响因素

 2003年6～9月采用静态箱_气相色谱法,对三江平原生长季不同淹水条件下沼泽湿地CH₄、N₂O的排放进行了同步对比研究,并探讨了影响气体排放的主要影响因素。结果表明, 生长季沼泽湿地CH₄和N₂O排放具有明显的时空变化特征。长期淹水的毛果苔草（Carex lasiocarpa）和漂筏苔草(Carex pseudocuraica)植物带CH₄的平均排放强度分别为259.2和273.6 mg•m^-2•d^-1,高于季节性淹水的小叶章(Deyeuxia angustifolia)植物带的排放强度(38.16 mg•m^-2•d^-1)（p<0.00 0 1）;而生长季N₂O的平均排放强度分别为0.969、0.932 和0.983 mg•m^-2•d^-1, 植物带间无显著差异（p=0.967）。相关分析表明,气温和5 cm深地温对沼泽湿地CH₄生长季排放通量的影响较大,而水位则是影响长期淹水沼泽N₂O排放通量的主要因素;不同类型湿地间CH₄平均排放强度的差异主要受水位的控制,而强烈的还原环境可能是导致不同类型湿地具有近似的N₂O排放强度的原因。     

沼泽红假单胞菌生物合成银纳米粒子及其抗菌作用

近年来,利用沼泽红假单胞菌合成银纳米粒子作为一种可靠和环境友好的方法出现。主要利用沼泽红假单胞菌的细胞滤液来还原银离子。制备的纳米粒子用紫外可见光谱(UV-vis)、X射线衍射光谱(XRD)和透射电镜(TEM)进行表征。含有银粒子溶液的UV-vis光谱显示在420 nm-460 nm处出现银纳米粒子的吸收峰。TEM图像表明所形成的银纳米粒子的粒径范围为5 nm-20 nm。纳米粒子的XRD图谱证明产物为金属银。所制备的银纳米粒子对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作抑菌性试验。