新疆黄萎病发病程度不同棉田土壤细菌群落结构差异分析

新疆棉区棉花黄萎病发生危害严重,提高该病的生态防控技术对实现棉花"化肥、农药"减施增效有重要意义.文章以阿克苏、石河子和库尔勒三地棉花黄萎病不同发生程度棉田土壤为研究对象,利用高通量测序技术对土壤细菌种群结构进行研究,并分析土壤理化性质与细菌多样性及种群结构的相关性,以期揭示棉田土壤的细菌群落结构差异及主要影响因子,为...     

高通量测序研究松茸菌柄土壤细菌群落结构

为了解松茸-菌柄根际微生物互作关系,采用Illumina Hiseq 2500平台高通量测序方法,研究松茸菌柄附着土壤的细菌群落结构,分析微生物因素对松茸的形成和生长的影响.通过高通量测序共获得了6 730条质控序列,这些序列按照97%的相似度被分为928个操作分类单元(Operational taxonomic units,OTUs),这些OTUs又被分为22个细菌门、2个古细菌门、62个细菌纲、4个古细菌纲、90个细菌目、6个古细菌目、162个细菌科、7个古细菌科、275个细菌属、8个古细菌属.在门的水平,变形菌门(Proteobacteria)在所有样品中均占主导,且在松茸菌柄土壤样品中高于对照样品;从纲的水平来看,β-变形菌门(Beta-proteobacteria)占主导,且在松茸菌柄土壤样品中高于对照样品;从属的水平看,伯克氏菌属(Burkholderia)隶属于变形菌门,在松茸土壤样品中的丰度显著高于对照,表明变形菌门对松茸的生长可能具有积极贡献,尤其是伯克氏菌属.此外,一些菌可能对松茸的生长具有消极贡献,如Unknown-Ellin 60等.本研究表明,细菌可能参与了松茸的生长和子实体的形成,但与细菌的丰富度不成正相关,这对松茸的人工种植将具有重要理论指导意义.     

黄土高原土壤细菌和真菌群落结构及其多样性对菌糠有机肥响应机制研究

为了明确黄土高原农田土壤细菌群落和真菌群落对菌糠有机肥的响应机制,基于高通量测序技术,分析了施用菌糠有机肥和施用化肥(对照)后土壤细菌和真菌群落物种组成、多样性指数、群落结构差异及其主要分异作用的微生物.结果表明,土壤细菌和真菌群落对外源养分的响应机制不同.添加菌糠有机肥改变了土壤细菌菌群的结构,厚壁菌门、奇古菌门相对...     

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.     

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。     

生物炭与炭基肥对大豆根际土壤细菌和真菌群落的影响

土壤微生物在农田土壤生态系统中发挥重要作用,然而秸秆生物炭与炭基肥处理对微生物群落的影响以及对农田生态环境的意义尚不清楚.以黄淮海平原豆-麦轮作为研究对象,采用荧光定量PCR和Illumina高通量测序技术比较不同施肥方式对土壤细菌和真菌群落的丰度、组成和多样性差异,探究秸秆还田、生物炭以及炭基肥添加对根际土壤微生物群...     

贺兰山东坡不同植被类型的土壤真菌多样性及其群落结构

为了解植被对土壤真菌群落结构及其优势菌群影响,利用高通量测序技术,研究了贺兰山东坡山地荒漠草地、浅山灌丛、亚高山针叶林和亚高山草甸4种植被类型土壤真菌多样性及其群落结构。结果表明,（1）贺兰山东坡不同植被类型土壤真菌α多样性由高到低依次为浅山灌丛、山地荒漠草地、亚高山草甸、亚高山针叶林;且亚高山针叶林显著低于其他植被类型。（2）相对丰度1%的真菌共检测到子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、球囊菌门（Glomeromycota）、壶菌门（Chytridiomycota）5个门类,其中子囊菌门和担子菌门为主要优势菌群,平均丰度占比分别为46.7%和29.6%;担子菌门在亚高山针叶林中丰度显著高于其他菌门,子囊菌门在山地荒漠草地、浅山灌丛和亚高山草甸植被类型中显著高于其他菌门。（3）从土壤真菌群落组成与环境因子相关性分析可知,植物多样性、pH、年均温、土壤有机质、年均降雨量、土壤含水率及海拔都会显著影响到真菌群落组成;从真菌α多样性指数与植物多样性指数和海拔Pearson相关性分析可知,植物多样性是影响真菌...     

不同林下植被管理措施对杉木大径材林分土壤真菌群落结构的影响

林下植被是人工林生态系统重要组成部分.使用高通量技术分析,研究林下植被保留(UP)、林下植被去除(UR)、林下套种楠木(IP)3种处理措施对杉木大径材人工林土壤真菌群落结构与多样性的影响,并进一步分析土壤理化性质与真菌群落结构的相关关系.结果显示:相比于UR模式,IP模式与UP模式土壤真菌群落Chao l指数、Shannon指数和Ace指数较高;本研究区域杉木人工林土壤主要优势真菌为座囊菌纲与木霉属;在纲分类水平下,与其他两种模式相比,IP模式土壤中座囊菌纲相对丰度较高(23.2%),粪壳菌纲相对丰度较低(8.78%);在属分类水平下,与其他2种模式相比,UP模式土壤中木霉属真菌相对丰度较高(9.97%),Apiotrichum属相对丰度较低(0.56%);3种林下植被管理措施下,格孢菌目、Paraboeremia、Paraboeremia_selaginellea等真菌类群相对丰度差异显著(P0.05);土壤真菌多样性指数与土壤全氮、全磷、水解氮和速效钾含量呈显著正相关(P0.05);土壤速效钾含量、速效磷含量、自然含水率与非毛管孔隙度为不同管理模式下土壤真菌群落结构变化的主要因素.本研究表明IP模式下真菌群落结构所发生的变化可能更利于土壤养分的维持与土壤质量的提高,结果可为探究科学合理的林下植被管理措施及杉木人工林长期生产力维护提供技术参考.(图7表6参58)     

茄子植物内生细菌群落结构与多样性

采用平板分离纯化不同来源地茄子健株和青枯病株内生细菌,利用细菌脂肪酸鉴定技术进行鉴定.共获得内生细菌18属28种,健株共分离到内生细菌15属23种,含量为5.96×105CFU·g-1.病株分离到内生细菌14属16种,含量为3.191×108CFU·g-,其中青枯雷尔氏菌含量为3.187×108CFU·g-.根部分离到的内生细菌最多,其次为茎部,叶部最少.不同种植地来源的茄子健株内生细菌的种类数量有较大差异,来自晋江的健株分离到13属17种,来自东洋的健株分离到7属9种,而来自福清的健株仅分离到3属4种.来自晋江的植株内生细菌的SIMPSON(D)优势度指数和SHANNON(H1)多样性指数分别为0.963 2和3.572 5,均高于来自东洋植株(D:0.9444,H1:2.725 5)和福清植株(D:0.833 3,H1:1.5).而均匀度则以来自东洋植株最高(0.970 8),来自晋江和福清的植株分别为0.9654和0.9464.不同生长环境下不同生长状态的茄子植株内生细菌群落结构与多样性存在较大的差异.该研究对于通过微生物标记植物生长的生态环境具有重要的实验意义,对于科学说明生防机理具有重要作用.     

白浆土玉米不同生长时期根际土壤细菌和真菌群落碳源代谢特征

以白浆土为研究对象,分别于玉米(Zea mays L.)的拔节期、抽雄期和乳熟期采集根际土,并采用Biolog微平板技术分析不同生长时期根际土壤细菌和真菌群落碳源代谢特征变化,为白浆土的质量提升和可持续利用提供科学依据。结果表明:根际土壤细菌和真菌群落的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)随生长时期推进均呈先升高后降低趋势,其中抽雄期细菌群落的AWCD值分别比拔节期和乳熟期高26.44%和53.37%(P0.05),但真菌群落的AWCD值无显著变化(P0.05)。根际土壤细菌和真菌群落的功能多样性指数变化趋势与AWCD值一致,仅抽雄期细菌群落的McIntosh指数与拔节期和乳熟期差异显著(P0.05)。根际土壤细菌群落相对利用率最高的碳源是糖类和氨基酸类,而真菌群落相对利用率最高的碳源为羧酸类和糖类。生长时期没有显著影响根际土壤细菌群落对同一碳源的相对利用率;但抽雄期真菌群落对胺类和其他类碳源的相对利用率显著高于拔节期和乳熟期(P0.05),对羧酸类的相对利用率显著低于拔节期(P0.05)。主成分分析表明(Principal component analysis,PCA),拔节和乳熟期根际土壤细菌群落的代谢特征相似,而与抽雄期明显不同,真菌群落的分析结果与细菌相同。     

烟区轮作与连作土壤细菌群落多样性比较

采用从土壤中直接提取土壤细菌总DNA,并用细菌16SrDNA特异性引物进行PCR扩增和变性梯度凝胶电泳（DGGE）的方法,对比研究了贵州福泉烟区轮作和连作对土壤细菌群落多样性的影响,每个处理样品3次重复在DGGE图谱中相似性较高,基本聚在一起,从整体证明了试验操作方法较为精确。由DGGE图谱可知,轮作土壤微生物条带数量15-31条不等,平均为23条。连作土壤微生物条带数量从7-25条不等,平均为18条。分别从每条泳道的条带数和光密度值两方面,对细菌群落多样性指标进行了比较。结果表明,轮作处理细菌群落丰富度指数均大于连作处理,轮作Shannon-wiener和辛普森指数（1/D）均大于连作,表明轮作微生物多样性较连作高,轮作方式可以提高植烟土壤细菌群落的多样性。     

茶园年限对根际土壤真菌群落结构及多样性的影响

为探明不同年限茶园根际土壤真菌菌群结构及多样性的差别,采用MiSeq高通量测序方法分析5年、10年、25年和40年茶园根际土壤真菌的菌落组成、Alpha多样性、Beta多样性和组间差异性.结果显示,随着茶园年限增大,根际土壤pH值显著性降低;而土壤养分含量呈现先增后减趋势,其中25年茶园最高.不同年限茶园根际土壤真菌群落α多样性无显著差异,β多样性则5年与10年茶园相近,而25年和40年茶园相似. 5年和40年茶园土壤中的优势菌目存在明显差异,其中粪壳菌目占5年茶园总菌群的20.93%,糙孢孔目占40年茶园总菌群的14.97%.此外,不同年限茶园根际土壤中差异性显著的菌种主要分布在粪壳菌纲和银耳菌纲.本研究表明,不同年限茶园根际土壤真菌物种组成丰富、结构差异明显;随着茶园年限的增加,茶树根际土壤肥力增加和真菌群落数量增加,有利于茶树生长代谢的真菌种群增多.     

不同轮作方式对马铃薯根际土壤真菌群落结构的影响

土壤中真菌含量状况是评价土壤肥力变化的重要指标之一,对土壤养分含量和作物根系的活力具有较大的影响,对于保持土壤生态系统的平衡以及土壤质量方面都具有重要的作用。昭通是中国马铃薯的主产区之一,常年种植面积在20×104hm2以上;荞麦和赤小豆也是该市的重要作物,在当地种植面积较大;马铃薯连作和这3种作物之间的轮作在生产上时有发生。为揭示这3种作物不同轮作方式对其根际真菌群落结构的影响,于2017年和2018年在云南省昭通市昭阳区将3种作物按照不同组合和顺序轮作2年,在2018年9月中旬收获时取9种轮作方式的根际土壤进行真菌群落分析。结果表明,共检测出10个真菌门类和32种真菌属,优势真菌门类是Ascomycota(子囊菌门)、Basidiomycota(担子菌门)和Mortierellomycota(被孢霉门)。在各处理中,马铃薯连作、赤小豆-马铃薯和赤小豆-荞麦含量最丰富,而马铃薯-荞麦和荞麦-马铃薯的轮作方式含量最低。真菌属水平以轮作方式不同其优势属的种类和丰度差异较大;真菌属多样性连作明显高于轮作处理;真菌多样性和丰度较低的是马铃薯和荞麦的轮作,马铃薯和赤小豆轮作其优势属的多样性和丰度较大,其次是荞麦和赤小豆。不同的轮作方式对根际土壤真菌群落结构有不同的影响,所以生产中应根据当地的农业生产实际情况选择适宜的耕作制度和轮作方式,以实现对耕地资源的保护和可持续利用,同时促进马铃薯生产水平的不断提高。     

森林生态系统土壤真菌群落及其影响因素研究进展

真菌是全球生物多样性的重要组成部分,在森林生态系统功能中发挥着重要作用,通过共生-寄生的相互作用影响着动植物的群落结构。高通量测序技术(Roche FLX 454,Illumina MiSeq)的兴起,使得研究人员能够仔细构建真菌群落的生物地理格局和生态效应,极大地促进了人们对真菌功能特征、多样性的理解。文章综述了森林生态系统真菌群落的最新研究进展,分析了真菌群落多样性地理尺度上的变化趋势与驱动因素,并重点关注植被类型与真菌多样性的关系。研究结果发现,地理距离引起的森林类型的变化是影响真菌群落的主要因素之一。在森林生态系统中,海拔梯度的真菌群落多样性存在上升、下降、"单峰"、无显著变化4种模式,且不同森林类型的驱动因素也存在差异。森林土壤真菌群落组成和多样性受到各种土壤特征(pH、C/N)的影响,植被类型对真菌群落的影响方式也存在不确定性。在今后的研究过程中,有必要对较小尺度上真菌群落的分类和功能结构进行更多分析,探讨海拔梯度下优势植被多样性与真菌群落的关系。在植被类型复杂多样的森林生态系统中,对特异性树种、混交林以及林区(从土壤到植物圈)真菌群落的分类和功能结构进行进一步研究。此外,了解驱动元素循环的生物(人类、植物和土壤生物)以及调节其活动的环境条件(气候、土壤理化特性和地形),从而提高我们对真菌群落与生态系统功能的认识,利用功能基因探索真菌群落组成并探索生态系统功能之间的联系。     

5种植物根际真菌群落结构与多样性

根际真菌在植物生长和健康方面具有非常重要的作用,然而由于分离和培养技术的限制,对根际真菌群落、多样性及功能仍缺乏认识.为明确不同植物根际真菌群落的结构与差异,揭示其潜在的生态功能,采用Illumina MiSeq技术对马蔺、葡萄、大豆、玉米等5种植物根际真菌ITS rRNA基因的ITS2区进行高通量测序,并利用FUNGuild对其功能进行预测分析.结果显示,5种植物根际中80%以上的真菌序列划分到17-45个OTUs中,优势菌门为子囊菌门,优势菌纲为座囊菌纲和粪壳菌纲等;这5种植物根际真菌群落各自聚群,其香农指数(Shannon)和丰富度(Chao1)从大到小依次为木瓜、马蔺、葡萄、大豆、玉米;在获得的1 290个OTUs中,49.76%的OTUs归属于8个功能类群,其中腐生菌约占总OTUs数的25.89%,是主要功能类群,其次是病原菌/腐生/共生过渡型、植物病原体等,葡萄、木瓜和马蔺根际中腐生菌显著高于大豆和玉米.本研究表明木瓜、马蔺和常见植物根际真菌的群落结构和多样性不同,一年生作物的根际真菌多样性小于多年生植物,进而也表明根际真菌群落及其生态功能受到植物的生活周期或类型的影响.(图4表1参30)     

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。     

抗虫-耐除草剂转基因玉米种植对根际土壤细菌和真菌群落的影响

全生育期种植抗虫基因cry1Ab/cry2Aj和耐除草剂基因G10evo-spsps的转基因玉米及其亲本非转基因玉米,采用定量聚合酶链式反应(PCR)和高通量测序技术,测定玉米拔节期和成熟期根际土壤细菌和真菌群落数量、组成及多样性,研究种植抗虫耐除草剂转基因玉米对根际土壤微生物的影响。结果表明,种植转基因玉米未显著影响根际土壤理化性质、土壤荧光素二乙酸酯水解酶活性、微生物群落丰度及多样性;在门水平上,种植转基因玉米仅显著提高2个生长时期根际土壤细菌放线菌门(Actinobacteria)相对丰度;在属水平上,种植转基因玉米均显著降低2个生长时期根际土壤细菌Candidatus_Nitrososphaera相对丰度;种植转基因玉米未影响真菌门水平相对丰度,但影响根际土壤真菌Fusarium、Staphylotrichum和Lophiostoma属相对丰度。另外,生长时期显著影响根际土壤可溶性有机碳和全氮含量,也显著影响根际土壤细菌群落组成和多样性,但未显著影响根际土壤真菌群落组成和多样性。该研究旨在为转基因作物产业化的自然生态风险管理和控制提供基础数据和理论支撑。     

消落带土壤黑碳降解过程中真菌群落结构及酶活特征

黑碳是生物质或化石燃料不完全燃烧或岩石风化形成的一种富含芳香族基团的产物,普遍存在于环境中,在全球碳循环中占有重要的位置。早期黑碳被认为是不可降解的,近年来许多证据表明黑碳是可降解的。腐生真菌降解是其降解的重要途径,该过程需要木质素降解酶的参与。然而,目前对降解黑碳的真菌群落结构和酶的种类和活性认识十分有限。选取消落带的典型土壤为研究对象,采用18S r DNA基因测序法,解析了消落带土壤黑碳降解过程中真菌群落结构,测定了木质素降解酶活性。结果表明,(1)该区土壤真菌以子囊菌(Ascomycota)和担子菌(Basidiomycota)为主。其中子囊菌以粪壳菌纲(Sordariomycetes)为优势类群,其次为散囊菌纲(Eurotiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes);担子菌以伞菌纲(Agaricomycetes)为优势类群。(2)木质素过氧化物酶(Li P)、锰过氧化物酶(Mn P)和漆酶(Lac)在该区土壤中均有不同程度检出,与Li P和Lac相比,Mn P活性相对较低。同时明确了研究消落带土壤黑碳降解应从水分对降解过程的影响和机制入手,并重视环境效应。该研究可为深入研究黑碳的生物地球化学循环提供重要依据。     

杨树人工林土壤养分有效性变化及其与土壤细菌群落演变的相关性

为揭示连作人工林衰退机制,基于离子交换树脂膜埋置和PCR-DGGE技术,对杨树人工林土壤养分库与流特征、土壤细菌群落结构的代际差异进行了对比分析.结果表明,随连作代数增加,杨树人工林土壤养分含量总体呈现逐渐下降的趋势;根际和非根际土壤中速效氮和钾的含量在代际间呈现显著降低(P0.05),说明连作人工林极易出现养分亏缺.养分离子流在非根际土壤中并没有显著差异,但根际土壤中NH4+和K+在单位时间内的提取量呈现显著增加,NO3-则显著减少(P0.05),说明连作杨树人工林土壤硝化作用存在障碍.对土壤细菌群落结构的研究表明,根际土壤细菌丰富度和Shannon-wiener多样性显著低于非根际土,但氨化细菌、好气性固氮菌和纤维素分解菌的数量显著高于非根际土;而且呈现出氨化细菌数量在代际间显著增加,亚硝化细菌和好气性固氮菌显著减少的趋势(P0.05).典型相关分析表明,杨树人工林土壤养分有效性变化与细菌群落演变具有极显著相关性(P0.01).因此,细菌群落演变可能是影响土壤硝化作用和氮素有效性变化的重要机制.