粉垄耕作对耕地土壤细菌群落多样性及微生物网络结构的影响

为了解粉垄耕作对耕地土壤细菌群落多样性和结构分布的影响,以及微生物生态分子网络结构和物种之间的相互作用关系.以宁夏引黄灌区不同耕作方式下耕地土壤为研究对象,设置粉垄耕作(DVRT)和传统耕作(CT)这2种处理,采用Illumina MiSeq技术对不同处理的耕地土壤细菌群落进行了分子生态网络分析.结果表明,0～20 cm土层中,DVRT比CT处理显著提升了总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碱解氮(AN)、总磷(TP)、有效磷(AP)和总钾(TK)的含量;20～40 cm土层中,DVRT比CT处理显著提升了TOC、 TN、 TP、 AP、 TK和有效钾(AK)的含量.DVRT处理的含水量(WC)显著提高了8.13%～13.30%,pH和电导率(EC)分别降低了4.51%～5.85%和12.5%～13.33%.玉米不同生育期和土层中,DVRT处理的Shannon和Ace指数均增加.优势细菌门为：放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和芽单胞菌门.细菌群落β多样性结果显示,DVRT和CT处理的土壤细菌群落结构差异明显.冗余分析和偏曼特尔检验结果表明,pH、 EC和TP是影响细菌群落结构多样性...     

黄土丘陵区退耕还林对土壤真菌群落的影响

退耕还林显著影响了黄土高原土壤细菌群落结构与组成特征.然而,作为土壤微生物群落的重要组成部分,黄土高原土壤真菌落结构与组成特征如何响应退耕还林并不十分清楚.以山西省右玉县贾家窑黄土高原缓坡丘陵为研究区域,以耕地(玉米地和糜子地)和人工林地(沙棘林和柠条林)土壤为研究对象,通过18S rRNA高通量测序技术,研究了退耕还林对土壤真菌群落结构与组成特征的影响.结果发现,黄土高原丘陵区耕地和林地土壤中子囊菌门(Ascomycota)占绝对优势(61.03%～78.06%),毛霉门(Mucoromycota)次之(12.11%～17.13%),担子菌门(Basidiomycota)再次之(6.15%～18.42%),壶菌门(Chytridiomycota)等其余真菌门的相对丰度较低.退耕还林显著降低了子囊菌门的相对丰度而增加了担子菌门的相对丰度.属分类水平下,退耕还林显著影响了毛壳菌属(Chaetomium)、被孢霉属(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)和地舌菌属(Geoglossum)等的丰度.镰刀菌属(Fusarium)等植物病原性真菌在耕地土壤中被富集.非度量多维尺度...     

金属硫化物矿山水系统中微生物群落组成及多样性

为探索矿山水系统中因采矿活动引起的重金属污染特征和理化性质,以及微生物群落对不同污染水平生境的响应,以中国安徽铜陵狮子山矿区水系统(采矿区废水、堆矿区渗流水、选矿区废水、矿山渗透水和生活池塘水等)为研究对象,通过对水体的理化性质及重金属污染特征分析,并利用Illumina HiSeq 2500测序技术对不同类型废水中微生物群落组成丰度及结构多样性进行了研究,探讨了矿山废水污染特征与微生物群落结构和多样性的相关性.结果表明,水体pH在采矿区(MW1、 MW2)、堆矿区(HW)和选矿区(DW)呈强酸性,矿山水体污染主要来自于采矿活动.不同功能类型废水中微生物群落结构差异显著,其中重金属污染最重的DW的微生物群落多样性和丰度均比其他4个区域弱.高通量测序得到门水平上15门细菌和3门古菌,其中优势细菌群为Proteobacteria、 Bacteroidetes、 Nitrospirae和OD1,优势古菌为Euryarchaeota.PCoA分析表明相似的水体类型的样本聚类相似.相关性热图和典型相关分析(CCA)得到该区域矿山废水中的微生物群落主要受到了pH、电导率(EC)、 SO_4...     

Characteristics of bacterial community in Poyang Lake sandy land under different vegetation restoration conditions北大核心CSCD

为掌握不同植被恢复措施下鄱阳湖沙地土壤细菌群落变化特征,以湿地松、香根草、单叶蔓荆、狗牙根等植物恢复措施的沙地土壤为研究对象,采用高通量测序技术,分析植物恢复前后细菌群落变化.结果显示,相较对照组,土壤细菌多样性均有提升,在门水平上,绿弯菌门丰度大幅降低,而变形菌门、放线菌门和厚壁菌门丰度增加.在属水平上,副伯克霍尔德氏菌属、慢生根瘤菌属、芽孢杆菌属、分枝杆菌属等丰度提升,而假单胞菌属丰度大幅下降.植被恢复后,不同植被固氮功能细菌丰度提升,而香根草、狗牙根土壤磷细菌丰度下降,湿地松土壤固氮、解磷功能优势细菌提升幅度为76.11%、51.12%,单叶蔓荆为65.04%、23.17%.土壤容重、有机质、全磷、有效氮是影响功能细菌变化的重要因素,其中有效氮与芽孢杆菌属、分枝杆菌属呈显著水平以上相关性.本研究表明鄱阳湖沙地植被恢复措施提升了固氮细菌的丰富度,但不同植被土壤解磷细菌群落变化差异大;研究结果可为沙地治理提供科学依据.(图6表3参34)     

Diversity and structural characteristics of nitrogen-fixing bacterial community in tobacco-growing soils at different elevations in Panzhihua北大核心CSCD

固氮细菌在土壤氮素转换过程中发挥重要作用.为深入认识攀枝花地区农田土壤固氮细菌群落特征及其与土壤理化性质的关联性,以攀枝花米易县不同海拔高度(1 600 m、1 800 m、2 000 m)植烟土壤为研究对象,采用高通量测序技术(high-throughput sequencing)对nifH基因进行测序,分析固氮细菌群落结构特征和多样性.结果显示,固氮酶活性随海拔升高而逐渐降低,并与土壤有机碳及全氮呈极显著正相关(P <0.01);固氮细菌群落多样性指数在海拔1 800 m处达到最大值.3个海拔土壤共获得高质量序列1 159 980条,所检测到的固氮细菌分属于4个门、11个纲、19个目、29个科、40个属.基于门分类水平分析结果,变形菌门(Proteobacteria)在所有海拔土壤中均为优势固氮菌群,相对丰度达64.69%-78.36%;而蓝细菌门(Cyanobacteria)仅在海拔高度2 000 m时为优势类群.在属水平上,伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)相对丰度分别为海拔高度1 800 m与2 000 m土壤优势菌属,而类伯克霍尔德氏菌属(Paraburkholderia)是所有海拔土壤中的主要菌属.采用随机森林分析评估和筛选标志物种,确认Azohydromonas对固氮细菌群落结构差异存在重要影响.结合Pearson相关性分析与冗余分析结果,土壤含水量、硝态氮、碱解氮与有效磷是造成不同海拔土壤固氮细菌群落特征差异的主要环境因子.本研究表明海拔梯度及响应其变化的土壤理化因子,对调控固氮细菌群落结构与多样性有较大影响.(图8表3参41)     

基于高通量测序和代谢组学解析重金属污染对农田微生物群落组成和功能的影响

重金属污染会影响微生物组成和群落结构,其与微生物的相互关系一直是重金属污染生态学研究的热点.河南省新乡市是中国著名的电池生产城市,因电池生产废水污灌造成严重的土壤重金属污染.目前有关新乡市长期灌溉电池废水造成的重金属污染对微生物群落组成和代谢功能的影响鲜见报道.采集了新乡市某长期生产电池厂旁3个重金属污染位点,重金属含量测定表明Cd和Pb超过相关标准,分别超标34~66倍和1.5~2.32倍.采用高通量测序分析了细菌和真菌群落组成,结果表明细菌由芽孢杆菌属、节杆菌属、鞘氨醇单胞菌属和类诺卡氏菌属等优势属,真菌由油壶菌属、小不整球壳属、Gibellulopsis和被孢霉属等优势属组成,表明经过长期的重金属胁迫,新乡长期重金属污染土壤富含重金属抗性细菌和真菌.环境因子和微生物群落相关性分析表明,总量Cu、DTPA提取态Cu和水溶态Pb显著影响细菌群落组成,总量Cd、Ni、Pb、Zn、DTPA提取态Cu和水溶态Pb显著影响真菌群落组成.目前,关于重金属污染对微生物群落代谢影响的研究较少,采用非靶向代谢组学分析表明,不同位点间代谢产物具有差异.通路富集分析表明,这些差异代谢物涉及代谢过程、环境信息处理和翻译等遗传信息加工等,在微生物缓解重金属导致的胁迫和环境适应中可能起到作用.     

九龙江流域潜在病原菌污染分析

近年来,由于流域经济快速发展和城镇化进程加快等原因,九龙江水污染问题日趋严重.为全面认识九龙江流域病原菌的分布状况,应用16S rRNA基因-454焦磷酸测序技术测定九龙江支流西溪、北溪水体和沉积物中细菌16S rRNA基因V1~V3高变区,共获得204 216条高质量序列.通过与病原菌参考数据库对比分析发现,九龙江分布有68个潜在病原菌属,占序列总量的6.1%.其中梭菌属(Clostridium)、分支杆菌属(Mycobacterium)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)在所有样品中都有检出,且丰度最高,分别占病原菌属序列总量的54.5%、5.9%和5.6%.在种水平上,九龙江分布有48种病原菌,占序列总量的0.76%.其中Afipia felis、Mycobacterium asiaticum、Clostridium baratii、Brucella melitensis和Delftia tsuruhatensis是丰度最高的5种病原菌,分别占病原菌种序列总量的48.9%、20.3%、8%、2.7%和1.7%.统计分析表明,九龙江水体中分布的病原菌种类数(属或种)显著高于沉积物中,且西溪水体检出的病原菌种类(属或种)和丰度最高,说明九龙江水体,尤其是西溪水体受病原菌污染的风险较高.此外,相关分析表明,九龙江水体中病原菌的种类数(属或种)和丰度与营养盐(氮、磷)有着显著的正相关关系,说明九龙江水体中分布的病原菌与沿岸的人类活动,如养殖业、污水排放等密切相关.因此,为保证流域的公共卫生安全,需进一步加强污染源清理整顿工作,开展水环境病原菌的实时监测.     

常温低基质下碱度和溶解氧对厌氧氨氧化的影响

通过改变进水碱度、光照条件和溶解氧,对以陶粒为填料的常温低基质上向流厌氧氨氧化生物滤柱的脱氮性能进行了研究.借助克隆测序技术对滤柱内的微生物菌群进行了分析.结果表明,水温为20℃±2℃,水力停留时间为3 h条件下,当进水碱度在44~350 mg·L-1时,随着碱度的降低,氨氮去除率从97.2%降至75.6%,总氮去除率从89.7%降至75.1%,而亚硝氮去除率稳定在99.7%,进水碱度为0 mg·L-1时,出水亚硝氮浓度突跃至4.9 mg·L-1.当进水碱度恢复至350 mg·L-1,存在自然光照情况下,氨氮去除率较没有光照时的氨氮去除率降低12.3%.水力停留时间为1.5 h条件下,当进水DO小于3mg·L-1时,平均氨氮去除率和亚硝氮去除率分别为99.7%和100%,平均总氮去除负荷为1.0 kg·(m3·d)-1.16S rRNA克隆测序鉴定结果表明,滤柱下部的厌氧氨氧化菌种类为Candidatus Jettenia asiatica和Candidatus Brocadia sp.,这两种菌对20℃±2℃水温有很好的适应性.     

人体全基因测序有望只需1000美元在1天时间内完成

在人体的基因中,有30亿个碱基对,每个人的不同,就是由碱基对排列差异造成的。要想测出它的全部序列,现在的技术最少需要两三个星期,500万美元。由东南大学担纲的第三代人类基因测序关键技术研究取得重要进展,人体全基因测序有望只需1000美元、在1天时间内完成。这是记者5月24日从在南京举行的“第十一届设计与制造前沿国际会议”上获悉的。     

降水对沣河水质和水体微生物的影响

沣河作为重要的饮用水源地,其水质条件问题一直受到关注,除了通过化学方法探究沣河水体的污染状况外.微生物的群落结构等信息也能在一定程度上反映水体污染情况,并且通过了解微生物群落结构随水质的变化,可以更深入地了解水污染与微生物的响应关系.通过化学检测研究降水变化(丰水期与枯水期)造成的沣河水质改变,并借助Illumina高通量测序方法的结果,发现微生物群落的优势种属是不动杆菌属(Acinetobacter)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、假单胞菌属(Pseudomonas)和埃希式杆菌属(Escherichia)等,且丰水期优势菌属相比于枯水期出现了与人类活动相关的肠杆菌属和黄杆菌,表明丰水期河水受到更多的人类活动的影响;枯水期的沣河整体水质较丰水期较差,但是枯水期的微生物群落结构更稳定,多样性条件也更好.