盐度对鱼鸟河上覆水细菌群落结构的影响

针对烟台市牟平区入海河流鱼鸟河生态系统,利用原位调查和室内模拟方法研究河道不同盐度(2.5‰、5‰、12‰和20‰)条件下细菌群落结构,通过高通量测序技术探究海岸带地区盐度梯度变化对细菌群落结构的影响。结果显示,河道不同盐度条件下浮游细菌和附生细菌的优势菌隶属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria)。变形菌门相对丰度最高;蓝藻门次之,且蓝藻门相对丰度随着盐度增加而降低。具有氨氧化功能的亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)和具有氧化亚硝酸盐功能的嗜盐菌Candidatus Nitrotoga为优势浮游细菌,参与水体氮循环过程。耐盐菌产卟啉杆菌(Porphyrobacter)为优势附生细菌,在藻华暴发点下游其相对丰度变化趋势与微囊藻属相似。模拟实验也得到类似结果,不同处理组优势菌如变形菌门、蓝藻门和拟杆菌门等,与原位样品相同盐度条件下的细菌群落组成相似。相关分析和主成分分析表明盐度显著影响细菌群落多样性和丰富度。研究结果可为了解盐度对海岸带菌群结构功能的影响及耐盐功能菌的应用提供理论支持。     

黄土高原土壤中细菌群落结构多样性的PCR-DGGE分析

利用细菌通用引物,对从黄土高原5个地区土壤样品以及西峰剖面26个土壤样品中提取的总DNA进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对PCR产物进行分析,以揭示黄土高原土壤中细菌群落结构的多样性.针对黄土高原土壤微生物特点进行DGGE试验条件优化,获得最佳变性梯度为40%～70%,最佳电泳时间为17 h(100 V).对不同深度土壤细菌DGGE图谱的聚类分析表明,不同深度土壤细菌呈现2种不同的群落结构,推测其成因可能与季风性气候引起的温湿环境变化及冰期有关.在夏季风加强而冬季风减弱的时期,气候温暖潮湿,风化成壤作用强烈,在DGGE图谱中表现为土壤样品条带多而密;反之,风化成壤作用较弱,在DGGE图谱中表现为条带少而疏.对洛川、西峰等5个地区土壤细菌Shannon-Weiner指数的测定结果表明,Shannon-Weiner指数受条带亮度及迁移率的影响.     

水分管理对稻田细菌丰度与群落结构的影响

目前,不同水分管理条件下,从DNA和RNA水平探究长期淹水和间歇灌溉对稻田土壤细菌群落结构的研究还较少。为探明不同水分管理方式下土壤细菌数量和群落结构特征,以长沙县金井长期定位试验为平台,提取土壤微生物DNA和RNA,应用荧光定量和限制性片段长度多态性技术和方法分析了两种水分管理方式——间歇灌溉(稻草和无稻草)和长期淹水(稻草和无稻草)对稻田土壤细菌丰度和群落结构的影响。结果表明,间歇灌溉稻田细菌数量高于长期淹水稻田。在DNA水平上,间歇灌溉稻田干土细菌数量达到3.9×10~(10) copies·g-1,是长期淹水稻田干土的2.18倍;有稻草添加时,间歇灌溉条件下稻田干土细菌数量达到6.1×10~(10) copies·g~(-1),是长期淹水稻田干土的2.21倍。在表达水平上,间歇灌溉条件下稻田干土细菌数量达到2.1×10~8 copies·g~(-1),是长期淹水稻田干土的2.58倍;有稻草添加时,间歇灌溉条件下稻田干土细菌数量达到2.8×10~8 copies·g~(-1),是长期淹水稻田干土的1.13倍。间歇灌溉稻田与长期淹水稻田的细菌种群结构存在差异。在DNA水平上,尽管间歇灌溉稻田多样性指数与长期淹水稻田相近,但优势细菌种群存在差异。而在表达水平上,不仅优势细菌种群存在差异,而且间歇灌溉稻田土壤细菌的多样性显著高于长期淹水稻田。在有稻草添加情况下,间歇灌溉稻田多样性指数为2.49,而长期淹水稻田多样性指数为0.28。总之,水分管理方式对稻田土壤细菌丰度和群落影响显著,间歇灌溉能够提高水田土壤细菌的数量和细菌的多样性,从细菌的丰度和多样性角度考虑,间歇灌溉是稻田较适宜的水分管理方式。     

给水生物预处理反应器的细菌种群多样性和群落结构

提取一生产性规模的给水生物预处理反应器中生物膜样品的总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对生物膜中的细菌种群多样性和群落结构进行了研究.实验结果表明,给水生物膜反应器中的细菌种群多样性十分丰富;生物膜中的细菌分别属于10个主要类群,其中α-Proteobacteria是克隆文库中的最大细菌类群,占克隆子总数的32.28%,其次是β-Proteobacteria;与Rhodobacter系统关系密切的细菌是克隆文库中所占比例最大的一个菌属,占克隆子总数的12.6%;反应器中与硝化作用有关的是Nitrosomonas和Nitrospira属的细菌.研究结果表明,给水生物预处理反应器中的细菌群落结构和废水生物处理反应器中的细菌群落结构是有所差异的.图1表1参13     

胜利油田外排水中铁细菌主要类群的检测及群落结构分析

根据油田外排水中常见铁细菌的16SrRNA特异性保守序列,设计和合成了4种荧光探针,利用荧光原位杂交方法,分别利用它们对胜利油田孤岛采油厂、胜利采油厂1号和2号综合处理站外排水中存在的铁细菌的种类和数量进行检测,分析了各外排水中铁细菌的群落结构.结果表明,利用基因探针能快速对胜利油田外排水中的铁细菌进行检测:在孤岛采油厂、胜利采油厂1号和2号综合处理站的外排水中,利用4种探针的组合探针检测到的铁细菌细胞数量分别占样品中微生物总细胞数量的11.0%、12.8%和9.0%,其中Leptothrix和Sphaerotilus,以及Leptospirillum fer-riphilum为胜利油田外排水中的3种优势铁细菌,分别占水样中总微生物细胞数的2.94%±0.52%~3.39%±0.52%和2.24%±0.16%~2.63%±0.49%;而Leptospirillum ferrooxidans和Acidithiobacillusspp.的种群则较小.3个污水处理站中铁细菌群落结构差异较大,而多样性相差不大.利用4种探针的各种组合对外排水中铁细菌的检测表明,单探针能够很好地分析外排水中铁细菌的群落结构,而组合探针能快速、较准确地检测外排水中铁细菌的数量,比传统的绝迹稀释法具有快速、准确、直观等优点.图1表5参14     

不同配方双孢蘑菇培养料的细菌群落结构和理化性状

为充分利用蘑菇产地的农业废弃物资源,在工厂化生产模式下探索以稻草、玉米秸、杏鲍菇菇渣代替部分麦草的双孢蘑菇(Agaricus bisporus)培养料配方的可行性.以麦草配方为对照设计配方,分别在堆料期和出菇期取培养料样品,提取总DNA,采用PCR-DGGE技术分析细菌群落结构,同时测定理化性状和产量,利用SPASS软件进行结果分析.结果显示:堆料期回收优势条带59条(KR089383-KR089441),分为5个门22个属;出菇期回收37条(KR089346-KR089382),分为5个门13个属;变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)的多个种属为各配方共有的优势菌;与传统麦草配方相比,添加玉米秸秆的配方在堆肥初期细菌多样性较高,但以后持续下降;各配方堆肥期和出菇期细菌群落明显不同.不同配方堆肥期和出菇期培养料含氮量、灰分、电导率(EC)均呈上升趋势,含碳量、碳氮比、含水量以及p H均呈下降趋势,一潮菇后添加菇渣和玉米秸秆的配方含水量急剧下降.添加稻草、菇渣配方的产量稍低于对照纯麦草,添加玉米秸秆的配方产量最低.因此,双孢蘑菇培养料细菌群落和理化特性因原料配方不同表现出一定的差异;综合分析,用稻草和菇渣代替部分麦草的配方是可行的,而添加玉米秸时还需要进一步改进配方或工艺.     

富集培养下的若尔盖高原湿地低温纤维素降解细菌群落结构

若尔盖高原湿地常年低温,泥炭沼泽土分布广泛,为了解该特殊生境中的低温纤维素降解菌群落结构,将采自3个乡(阿西茸、黑河、达扎寺)的泥炭沼泽土样品于10℃条件下富集培养于羧甲基纤维素钠(CMC-Na)液体培养基中,用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定纤维素酶活性,并利用变性梯度凝胶电泳技术(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)分析原始土壤样品和富集培养系中的细菌群结构.酶活测定结果表明,低温富集传代过程中,3个地区样品的相对酶活均随着培养代数的增加而增加,第3代的相对酶活最高,为25.5 U.DGGE分析表明:相对于原始土壤样品,富集系中的微生物菌群变简单;不同富集代数间,阿西茸乡样品细菌群落结构随传代次数增加而增加,而黑河乡和达扎寺乡样品表现为减少.对DGGE图谱条带序列的系统发育分析表明,富集培养系中的细菌属于α-变形菌纲(α-proteobacteria)、β-变形菌纲(β-proteobacteria)、γ-变形菌纲(γ-proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)等类群.本研究结果揭示若尔盖高原湿地泥炭沼泽土低温纤维素降解菌种群丰富,具有潜在工业开发应用前景.(图3表2参35)     

番茄连作与轮作土壤生物学特性及细菌群落结构的比较

随着全国番茄(Lycopersicon esculentum)的规模化生产以及形成相对固定的生产区域,番茄连作障碍现象逐年严重。文章针对番茄连作、轮作土壤的生物学特性及细菌群落结构展开了分析,旨在揭示连作与轮作土壤中生物学特性及细菌群落结构的变化规律,为保障番茄产业的可持续发展提供技术支撑。试验分别设置番茄-番茄、番茄-茄子(Solanium melongena)、番茄-辣椒(Capsicum annuum)连作和番茄-黄瓜(Cucumis sativus L.)、番茄-白菜(Brassica campestris L.)、番茄-菜豆(Phaseolus vulgaris)轮作共6个处理。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)以及稀释平板法等现代和传统分析技术,比较分析了连作和轮作不同蔬菜作物对土壤生物学性状和细菌群落结构的影响。结果表明:番茄连作导致土壤可培养细菌、放线菌数量显著降低,真菌数量显著增加,微生物群落由细菌型向真菌型转变;同时连作还导致土壤中指示土壤肥力的微生物生物量碳、氮和涉及碳、氮、磷循环相关酶活性显著降低;此外,番茄连作导致土壤细菌多样性指数(H)、均匀度指数(EH)和丰富度指数(S)下降,番茄连作土壤中主要以不可培养细菌(Uncultured bacterium)为优势种属。相比之下,番茄轮作不仅能显著增加微生物数量,提高土壤微生物生物量碳、氮和酶活性,而且轮作土壤中除了维持较高的细菌多样性之外,还出现假单胞杆菌属(Pseudomonas sp.)等促生细菌种属。表明番茄轮作有利于提高土壤肥力和保持土壤健康。其中,番茄轮作黄瓜、白菜和菜豆3种不同科属蔬菜作物中,以轮作菜豆更有利于提高土壤肥力和保持土壤健康。     

砷尾矿污染土壤的细菌群落结构多样性及其相关环境影响因子分析

以湖南石门雄黄尾矿污染土壤为对象,研究纵向不同深度、横向不同距离土样中的重金属污染程度以及细菌群落结构变化规律,查明砷污染土壤的核心微生物组成并将其与土壤理化指标进行共存网络图分析.结果表明:该尾矿区的土壤各项重金属指标严重超标,尤以铅(626.54 mg·kg?1,Ei=105.48)、砷(1804.75 mg·kg...     

基于高通量测序的工业园区地下水和土壤细菌群落结构比较研究

为探究工业园区地下水和土壤细菌群落结构、多样性变化特征,采用高通量测序技术对地下水和土壤细菌16S r RNA基因高变区域进行序列测定。通过对Alpha多样性、物种组成、丰度和群落结构的分析,比较地下水和土壤细菌群落结构的异同。Alpha多样性的比较结果表明,土壤细菌群落多样性和丰富度明显高于地下水,地下水细菌群落多样性指数反映出地下水已受到周边污染源的影响。物种注释结果表明,地下水样品共检出48个细菌门,土壤样品共检出50个细菌门。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是地下水细菌群落的优势类群,共占93.54%,且该工业园区地下水细菌群落呈现出典型的淡水种群特征;土壤中优势细菌门为Proteobacteria、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、Firmicutes和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),共占85.21%。由于地下水和土壤两者的生态系统和理化环境的差异,致使Actinobacteria、Acidobacteria、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和Gemmatimonadetes占比在地下水和土壤细菌群落间差异显著,同时使地下水和土壤细菌群落各含有一些特有的优势细菌属(地下水2个,土壤4个)。基于高通量测序技术对工业园区样品的测序结果可以为地下水和土壤环境的生态评价提供方法依据。     

基于高通量测序的冬季太湖竺山湾浮游细菌和沉积物细菌群落结构和多样性研究

为了探究太湖竺山湾浮游细菌及沉积物细菌群落的结构及多样性变化,考察细菌与环境因子之间的生态耦合关系,基于16S rRNA基因的高通量测序技术,研究冬季太湖竺山湾的浮游细菌和沉积物细菌群落结构和多样性,对相对丰度排名居前10位的优势浮游细菌属与p H值、溶解氧浓度、叶绿素a浓度、藻密度、总氮浓度和总磷浓度等环境因子进行冗余分析。结果表明,从门水平来看,水样和沉积物中蓝藻细菌门(Cyanobacteria)平均相对丰度均较高,分别为46.95%和22.19%;从纲水平来看,水样中的优势细菌主要为未分类的放线菌纲(unidentified Actinobacteria)和未分类的蓝藻细菌纲(unidentified Cyanobacteria),相对丰度分别为31.87%和30.46%,而沉积物中则主要为Chloroplast(14.34%)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,10.97%)和硝化螺旋菌纲(Nitrospira,9.89%);从属水平来看,水样中微囊藻属(Microcystis)占优势,其次为hgc I clade,沉积物中微囊藻属和未分类的硝化螺旋菌属(unidentified Nitrospiraceae)占优势。通过研究发现水体中微囊藻属相对丰度最高,且与藻密度、溶解氧浓度和p H值呈正相关。     

太湖梅梁湾水域蓝藻水华前与水华末期细菌群落结构的变化

通过16S rRNA克隆文库研究了太湖梅梁湾2004年3月和9月表层水样中细菌组成的变化,发现在蓝藻水华前与水华末期的菌群结构存在差异,特别是最优势的细菌发生了很大变化.3月水样中的克隆子主要与Bacteroidetes(42.7%)、β-Proteobacteria(18.4%)、α-Proteobacteria(16.5%)和Actinobacteria(16.5%)相关,9月水样中的克隆子主要与Cyanobacteria(28.8%)、β-Proteobacteria(25.0%)、Actinobacteria(17.3%)和α-Proteobacteria(15.4%)相关.此外,在水华末期(9月)的细菌组成更为多样性,有11个类群;而未发生水华时(3月)的细菌组成只有7个类群.同相关研究比较发现,α、β-Proteobacteria,Actinobacteria均为太湖中的常见菌群,其分布较为广泛;而γ-Proteobacteria和Firmicutes多出现于太湖的沉积物中,在水体中较少出现;属于Bacteroidetes这一类群的浮游细菌在湖水中很丰富.所研究水域中发现的很多细菌的16SrRNA基因与出现在许多不同的淡水生境,包括国外贫营养湖、中营养湖和富营养湖中细菌的系统关系密切,还发现大量源于长江的克隆子,很少有与海洋中细菌相似的序列(除Bacteroidetes门的成员外).图2表3参21     

林窗对凋落物分解过程中细菌群落结构和多样性的影响

基于细菌16S r DNA的PCR-DGGE方法,以林下(US)为对照,研究了长江上游低山丘陵区人为采伐形成的马尾松(Pinus massoniana)人工林7种不同大小林窗(G1:100 m2、G2:225 m2、G3:400 m2、G4:625 m2、G5:900 m2、G6:1 225 m2、G7:1 600 m2)在冬夏两季对凋落物分解过程中细菌群落结构和多样性的影响。结果表明,凋落物中的细菌群落结构和多样性受到林窗大小的显著影响,这种差异性受到季节的影响。有些菌纲只出现在特定大小的林窗,例如,绿弯菌纲(Chloroflexi)和放线菌纲(Actinobacteria)都只出现在US和G1林窗,芽孢杆菌纲(Bacilli)只出现在大中型(G4~G7)林窗,黄杆菌纲(Flavobacteria)只出现在中型(G4和G5)林窗,浮霉菌纲(Planctomycetacia)只存在于G5、G7和US。冬夏两季细菌群落结构差异较大,冬季的细菌类群高于夏季。在冬季,细菌群落的多样性与林窗大小、凋落物含水率、日平均温度、凋落物的全碳、可溶性有机碳和全氮含量显著相关;在夏季,细菌群落的多样性仅与日平均温度和全碳含量显著相关。总体来看,变形菌门是凋落物分解过程中的优势类群,有利于凋落物分解过程中的碳氮循环。林窗的形成改变了凋落物中的细菌群落结构和组成,减小了凋落物分解过程中细菌群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,但增大了优势度指数。冬季的细菌群落的丰富度、多样性和均匀度高于夏季,优势度则低于夏季。     

富砷湖滨湿地底泥细菌群落结构及多样性对水位变化的响应

为探究富砷底质下高原湖滨湿地底泥微生物群落对水位变化的响应特征,本研究以室内模拟实验的方式,探讨不同水位条件对富砷湖滨湿地底泥细菌群落结构及多样性的影响.结果 表明,细菌丰度、多样性与水位高低具有显著相关性,细菌丰度由多到少排序为:高水位＞中水位＞无水位,即水位越高,细菌丰度越高,细菌群落多样性则表现为高水位条件下较高...     

源地沙尘对南海东北部海域异养细菌生物量及群落结构的影响

沙尘沉降是海洋营养元素的重要来源之一,对海洋异养细菌的意义十分重大。为研究沙尘沉降对于海洋异养细菌的作用过程,于2013年3月对A1、A2两个站位的海水进行了源地沙尘添加培养,探讨大、小两种粒径沙尘对南海东北部海域异养浮游细菌生物量及群落结构的影响过程和机制。结果表明,南海东北部海域海水营养物质的浓度和异养细菌生物量水平较低;而两种沙尘的添加在短期内都可以溶出DOC和DIN,在一定程度上能够缓解一部分营养限制;其中小粒径沙尘在短期内溶出的营养物质较多,平均使系统中DOC和DIN浓度增加了0.65倍和0.36倍。添加沙尘后,两个站位的培养系统中异养细菌生物量出现不同程度增长,沙尘的单独添加在短期和长期内都可以促进异养细菌生物量的增长;其短期内,小粒径沙尘的添加使得异养细菌生物量的增加比原位沙尘更明显;而在添加氮和磷的情况下,两种沙尘的添加并不能明显促进异养细菌生物量的增长,在长期内甚至起抑制作用。通过对A1在添加两种沙尘7 d前后的细菌群落结构的分析发现,培养后细菌群落的生物多样性降低并且群落结构趋于简化,其中小粒径沙尘的作用最为明显;而两种不同沙尘添加后细菌群落结构的更替情况基本一致,能够利用外源营养的α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)成为培养结束后的优势菌群,而叶绿体(chloroplast)等自养菌在培养结束后的优势度消失,细菌群落偏向于异养。研究发现源地沙尘能够促进海洋异养细菌生长,改变了细菌群落结构,提高了其在海洋生态系统中的生态功能。     

营林措施对成都绕城高速路域杨树人工林群落结构和物种多样性的影响

随着四川省林权制度改革的提出,高速路域人工林经营模式变得越来越多样化,探究不同营林措施对人工林群落结构与物种多样性的影响,可针对性提出林分管理措施建议,使其能更好发挥生态效益.针对人为活动干扰较为强烈的成都绕城高速路域杨树人工林,采用典型样地法,开展不同营林措施(林下种植、翻耕、割灌、弃耕与对照)对人工林群落结构、林下物种组成与物种多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数H、Simpon优势度指数H′、物种多样性指数D和Pielou均匀度指数J_sw)影响的研究.结果显示：(1)研究区共记录林下植物212种,隶属于86科159属.植物科属种数量变化规律均为草本层>灌木层.(2)与自然对照样地对比,其余营林措施都会阻碍小径级、小高度级的乔木生长,而割灌和弃耕有助于大径级、高度级乔木生长.(3)在灌木层中不同的营林措施下,H、D和J_sw均有所降低,其中割灌和弃耕措施影响最为显著.在草本层中,翻耕处理能提升物种多样性,林下种植对物种多样性影响不显著,而割灌与弃耕显著降低了H、D与J_sw.(4)人工林下物种多样性指...     

3种纳米材料对水稻幼苗生理及根际细菌群落结构的影响

随着纳米技术的快速发展,评估人工纳米材料(ENMs)对植物-微生物系统的潜在危害至关重要。本研究通过盆栽试验,分析不同浓度(0、0.50、1.00和2.00 mg·g^-1)的纳米材料即纳米二氧化硅(nSiO₂)、纳米二氧化钛(nTiO₂)和纳米氧化锌(nZnO)对水稻幼苗生理和根际细菌群落结构的影响。研究结果显示,3种纳米材料处理后,水稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加(P<0.05,下同),可溶性蛋白(SP)含量仅在2.00 mg·g^-1nTiO₂和0.50 mg·g^-1 nZnO处理时显著降低;2.00 mg·g^-1nSiO₂处理及1.00 mg·g^-1和2.00 mg·g^-1nZnO处理均可显著降低水稻幼苗的株高(PH)、鲜质量(FW)和干质量(DW),nTiO₂处理则对其没有显著...