基于高通量测序的大豆根际真菌群落动态变化分析

为了明确大豆生长过程中根际土壤真菌群落组成及其影响因素,选取黑龙江省农业科学院生态试验田中栽培品种'绥农36号’(ZP)和野生品种(Y1) 2种大豆,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分别对种植前期(Pp)、分枝期(Bp)、开花结荚期(Fp)和成熟期(Mp)的根际土壤进行ITS rDNA测定,同时,对以上各时期的土壤理化性质以及真菌群落结构的相关性进行分析。结果表明:从生长期到收获期,真菌多样性和丰富度整体表现为逐渐增多,在收获期时达到较高。测序结果表明,担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)是大豆根际真菌群落的优势菌门,在不同时期所占比例约50%;未鉴定分类(f_unidentified_Unclassified)和未分类(Unclassi-fied)的2种菌属为大豆根际的优势菌属,随生长期变化,优势菌门和优势菌属含量出现一定差异。结合其他优势菌群在不同生长时期的变化,表明大豆生长时期的改变影响着其根际真菌群落的动态变化;同时总氮(TN)和有机质(OM)对真菌群落的分布影响较大。研究结果为大豆生长过程中土壤质量、营养状况以及微生态效应的评估提供数据参考和理论依据。     

不同品种、不同储藏条件植物油过氧化值变化规律研究

通过对不同品种、不同储藏条件植物油实仓储藏期间过氧化值变化规律研究分析，发现相同条件下，油罐罐容越大，装油比例越高，油脂氧化稳定性越强。油脂过氧化值在第一储藏阶段(入仓后前4个月)上升最快，罐容越大，中后期储藏稳定性越高，当罐容过小(≤3000 t)时，油脂储藏期间过氧化值全程上升都较快，保管难度较大。当装油比例≥90%时，油脂储藏性质比较稳定，过氧化值增长较为缓慢；当装油比例≤60%时，油脂储藏性质较为活跃，过氧化值增长速度显著提高。目前国内储备规模最大的几种油脂氧化稳定性从优到劣依次为：菜籽原油>三级菜籽油>大豆原油。     

茶树扦插苗圃土壤真菌群落结构多样性及其环境因子分析

扦插土壤微生物在茶树扦插短穗愈合生根过程中起着至关重要的作用。为探究不同类型苗圃土壤之间的真菌群落结构差异以及土壤环境因子与真菌群落结构之间的关系。本实验采用高通量测序技术对5个茶区苗圃地的非重茬表土、重茬表土、黄心土样品进行测序分析,比较不同类型扦插土壤中真菌群落多样性差异。Alpha多样性分析表明,黄心土的真菌群落的总数和多样性都低于重茬表土和非重茬表土,重茬表土和非重茬表土的真菌群落总数和多样性在不同地区存在差异。从五组土壤样品中共检测出5个门,其中优势菌群为接合菌门(Zygomycota),丰度占真菌群落的31.11%~77.00%。五组土壤样品的403个真菌菌属中,优势菌属均为未被分类的被孢霉科(unclassified_Mortierellaceae)。相关性分析表明,真菌OTU总数和物种总数Chao1与土壤有机质含量SOM有极强的相关性。本研究结果为茶树扦插土壤的选择提供了参考,也为茶树扦插土壤中病原微生物的进一步的筛选分离等研究提供了科学依据。     

干旱条件下棉花根际真菌多样性分析

植物根际微生物群落对植物生长和适逆性至关重要,本研究对干旱条件下棉花根际真菌群落进行分析,旨在探明干旱胁迫对棉花根际真菌多样性和群落结构的影响,为利用有益微生物提高棉花水分利用率提供理论依据。以陆地棉Jin 668 (Gossypium hirsutum cv. Jin668)为试验材料,采用盆栽控水方式,对处于开花期的棉花根际土壤(SDP)和未种植棉花土壤(SOPD)进行干旱处理,正常浇水的棉花根际土壤(SPN)和无棉花土壤(SNPN)为对照。从中采集土壤样品,提取DNA,采用IlluminaMiseq对真菌ITS1区域进行高通量测序,研究土壤中真菌多样性。结果共鉴定到970个OTUs,SNPN、SOPD、SPN和SDP样品中真菌OTUs数量分别为481、528、743和752个,其中288个OTUs为所有组共有。对获得OTUs进行门、纲、目、科和属5个分类水平的划分表明,棉花根际真菌群落结构主要由子囊菌门(82.70%)和担子菌门(10.15%)组成;干旱处理使粪壳菌纲(Sordariomycetes)、粪壳菌目(Sordariales)和毛壳菌科(Chaetomiaceae)丰度显著降低,而散囊菌目(Eurotiales)、发菌科(Trichocomaceae)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillum)的丰度显著增加。多样性分析结果显示,与未种棉花的土壤相比,有棉花的土壤中真菌群落的α多样性显著增加;同时, SPN和SDP之间的真菌群落结构更相似,而与SNPN和SOPD间差异较大。研究表明,棉花根际存在丰富的真菌群落,干旱对土壤中真菌的丰度和多样性有显著影响。本研究从微生物的角度为提高棉花耐旱性的研究提供新见解。     

不同种植方式大豆根际土壤细菌多样性分析

利用Illumina MiSeq第二代高通量测序平台, 对黑龙江省不同地区轮作及连作大豆根际土壤细菌16S rDNA基因组测序, 初步分析在不同种植方式下受大豆胞囊线虫侵染的大豆根际土壤细菌群落结构的变化。从6个土壤样本中共获得25 419个OTUs, 鉴定到细菌的47个门, 147个纲, 709个属。变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、浮霉菌门是供试土壤细菌的优势菌门, 占所有细菌群落总数90%以上。连作4年总OTUs及丰富度最高, 连作20年最低。不同轮作方式土壤细菌丰富度差异不显著(P > 0.05), 短期连作与长期连作细菌丰富度及多样性差异显著(P < 0.05)。不同轮作方式下放线菌门相对丰度低于连作方式, 芽单胞菌门和拟杆菌门相对丰度高于同地区连作方式。土壤功能细菌根瘤菌(Bradyrhizobium)、链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌属(Bacillus)、溶杆菌属(Lysobacter)、土微菌属(Pedomicrobium)的相对丰度在不同年限连作下高于轮作。长期连作土壤优势细菌丰度与轮作土壤相似性更高。     

重病田和无病田棉花根组织中细菌群落结构的差异

为了研究黄萎病菌侵染条件下内生细菌群落结构多样性变化,以不同时期健康棉株和感染黄萎病菌(Verticillium dahliae)的棉株根部组织为材料,提取样品总DNA,扩增内生细菌16S r DNA的V3可变区,将扩增产物进行变性梯度凝胶电泳分析,并对21个优势条带进行切胶回收、克隆测序,构建系统发育树。结果表明:不同时期发病棉株和健康棉株样品可以聚成2大类,一是苗期和蕾期的根部样品,二是初花期和结铃期的根部样品;感染黄萎病棉株内生细菌种类多样性下降;BLAST比对结果发现21个克隆序列与Gen Bank数据库中已知16S r DNA基因序列同源性很高(99%~100%),绝大多数属于变形菌门(Proteobacteria),占总克隆序列的80.95%,其他不可培养细菌占19.05%。说明黄萎病菌的侵染能明显影响内生细菌群落结构多样性。     

春季稻虾轮作系统微生物群落特征分析

为分析春季不同时间稻虾田微生物群落的构成，采用Illumina Miseq高通量测序技术对克氏原螯虾肠道及养殖环境细菌群落组成进行分析。结果显示，所有样品共检测得到16966个分类操作单元(operational taxonomic units,OTUs),4月底泥样本OTUs最多为3677，虾肠道最少为757。Alpha多样性分析显示，底泥菌群丰度和多样性较高；稻虾轮作系统中优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。4—5月所有样品中的优势类群均为变形菌门，6月克氏原螯虾肠道的优势类群为厚壁菌门。放线菌门在水体中的占比高于肠道和底泥。主坐标分析(PCoA)和样品层级聚类分析(UPGMA)发现，不同月份的底泥和水体菌群按物种聚类到一起，但6月的克氏原螯虾肠道与底泥菌群相似度较高。综合分析，春季稻虾轮作系统中，克氏原螯虾肠道菌群组成与外界养殖环境存在相关性，不同月份各样品菌群的多样性和组成虽有差异但相对稳定。     

玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响

在大豆开花期分别对3个施氮水平下(0、50和100 kg hm^-2)大豆连作(大豆-大豆-大豆)、玉米-大豆轮作I (大豆-玉米-大豆)及玉米-大豆轮作II (玉米-玉米-大豆),应用PCR-DGGE技术研究了玉米-大豆轮作及施氮对土壤细菌群落结构变化的影响。结果表明,随着施氮水平的提高,3种种植方式土壤中细菌群落多样性、丰富度均呈减少趋势。高氮处理(100 kg hm^-2)明显降低了大豆连作、玉米-大豆轮作II根际土壤细菌群落多样性及丰富度,玉米-大豆轮作I根际土壤细菌群落多样性及丰富度略有降低。玉米-大豆轮作I种植方式可减轻氮肥对其根际细菌群落多样性和丰富度的影响,但施氮明显改变了其细菌群落结构。玉米-大豆轮作II中大豆根际土壤细菌群落结构较为稳定,受氮肥影响较小。在3种种植方式的土壤中,分布着酸杆菌门、变形菌门及厚壁菌门细菌,其中前两门菌群占主导地位。     

湖北省粮食真菌区系调查研究

本文调查了湖北省玉米、小麦、大米,面粉、芝麻、油菜籽六种粮食、油料样品243份,检出真菌70400株,隶属23个属、105个种(群、系)。分析了六种粮食、油料入库初期和入库四个月后外部、内部真菌区系及其演替规律和不同地理状况对真菌区系的影响。结果表明:自然条件下保管引起粮食、油料品质下降或霉变的真菌主要是杂色曲霉、白曲霉、灰绿曲霉、黄曲霉、米曲霉、桔青霉,顶青霉、烟曲霉和产黄青霉。论证了用真菌菌量预测粮食霉变的可信性与可行性,提出了粮食储藏中应注意的一些问题。     

韭菜根际真菌和内生真菌种群多样性分析

在前期研究发现,韭菜处理可以减轻香蕉枯萎病和根结线虫病害的发生,推测韭菜中含有能抑制病原菌及致死根结线虫的生防菌。对韭菜根际真菌和内生(叶片和根系)真菌的种群结构及多样性进行比较分析,以期为分离鉴定韭菜中抑菌和杀根结线虫的生防真菌提供理论依据。通过Illumina平台对韭菜根际真菌和内生(叶片和根系)真菌样品中的18S rRNA序列进行测序,并进行生物信息学分析。结果表明:从韭菜根际土壤、根系、叶片中获得348 484高质量序列和123个操作分类单元(OTU)。根际真菌的Chao、ACE、Shannon指数显著高于内生真菌(叶片和根系),而Simpson指数则显著小于内生真菌。根际真菌群落主要由子囊菌门(Ascomycota)(67. 20%)和担子菌门(Basidiomycota)(24.44%) 2个菌门组成;而内生真菌主要由子囊菌门组成,在叶片和根系中含量分别为91. 39%和96. 60%。在检测到的5个菌门中,内生真菌中子囊菌门显著高于根际土壤,其他菌门则显著低于根际土壤。叶片和根系中内生真菌稍有不同,但是差异并不显著。该研究表明,韭菜根际真菌和内生真菌的种群结构存在显著差异,根际真菌的多样性及丰富性显著高于内生真菌。该研究为分离鉴定韭菜中抑制植物病原菌及致死根结线虫的生防真菌提供参考。     

多雨烟区烤烟种植密度对烟株发病率及土壤微生物多样性的影响

为明确多雨烟区适宜的烤烟种植密度,探讨种植密度对多雨烟区烟叶品质的影响及土壤微生物的响应特征。以云烟87为材料,研究不同种植密度(CK 16 650株/hm²;T1 18 525株/hm²)对烟叶产质量及土壤微生物群落结构的影响。结果表明：与CK处理相比,T1处理的烟株株高增加了6.02%,产量增加了8.65%。成熟期T1处理的烟草黑胫病、根黑腐病、炭疽病的发病率分别比CK处理降低了15.38%,11.76%,18.18%。T1处理根际土壤细菌群落物种多样性比CK处理增加了1.62%,丰富度降低了0.99%;真菌群落物种丰富度增加了3.76%,多样性降低了4.71%。T1处理与CK处理的细菌和真菌群落结构相似,但土壤样品中微生物优势类群不一致。T1处理的土壤变形菌门、酸杆菌门和放线菌门的细菌相对丰度以及子囊菌门的真菌相对丰度较高;T1处理土壤的鞘氨醇单胞杆菌属细菌相对丰度和青霉属真菌相对丰度显著提高。冗余分析(RDA)显示,环境因子(日照时长、降雨量、温度)显著影响了细菌和真菌群落结构,对土壤细菌群落变化的影响强度为降雨量>温度>...     

耕作方式对燕麦田土壤微生物群落多样性的影响

为探究不同耕作方式对燕麦田土壤微生物群落多样性的影响,丰富土壤微生物的种类与数量,设置机械免耕和传统翻耕2种耕作方式,分别于燕麦拔节期和灌浆期取0~20cm土壤样品,用16S rRNA测序技术和ITS测序技术分别对土壤细菌和真菌进行测序,分析微生物群落多样性与差异性。结果表明,在免耕处理下,土壤微生物的种类更多,丰度更高。优势度分析显示,真菌优势菌门为子囊菌门和担子菌门;细菌优势菌门为放线菌门、变形菌门和酸杆菌门。因此,免耕处理较传统翻耕处理提高了土壤微生物多样性,为燕麦田耕作方式的选择提供理论依据。     

不同类型粮仓储藏小麦品质变化研究

为了探讨不同类型粮仓的储粮性能差异,以鲁原205小麦为样品,每间隔2个月进行取样、检测,研究了小麦在装配式保温仓、装配式不保温仓和焊接式不保温仓3种类型粮仓中储藏过程中的品质变化。结果表明,在储藏过程中小麦的发芽率与发芽势都会随着储藏时间的延长而降低,不保温仓中小麦的发芽率和发芽势降低得最快,且脂肪酸值较高;保温仓中小麦的面筋指数基本不变,吸水率与干面筋含量最高,降落数值最低;保温仓稳定时间与粉质质量数上升幅度较大,弱化度下降较大,保温仓中小麦的拉伸阻力最大,拉伸长度最短,且小麦的损失率最低。3种类型粮仓的储粮性能由高到低的顺序依次为:装配式保温仓>焊接式不保温仓>装配式不保温仓。     

大豆,花生微生物学指标的研究

从徐州和苏州具有代表性的地区采集花生、大豆等7个油料样品进杆测定，以霉菌为重点，对样品在正常品质以及不良储藏条件下的微生物学指标进行了初步探讨．得出：品质正常的油料真菌总理为百～千数量级，内部比外部的菌量低，真菌种类占优势，其优势菌主要是镰刀菌和青霉．模拟储藏后的油料，其菌量比原始样品高2～3个数量级，真菌种类除保持部分田间真菌菌相外，逐步为白曲霉、杂色曲霉等腐生性真菌所代替．品质的劣变和微生物的真菌菌士及菌相的变化有着密切的关系。     

不同物候期晚熟桃‘秋彤’微生物群落结构分析

为探明晚熟桃‘秋彤’年生长周期的微生物群落结构,采用高通量测序技术分析不同物候期,不同部位的细菌、真菌群落组成及丰度,以期为其科学管理提供理论依据。多样性指数分析发现,桃萌芽期和幼果期各部位的细菌Shannon和Simpson指数均低于硬核期、果实膨大期和成熟期各部位,表明后期的细菌多样性较高;花期和幼果期各部位的真菌Shannon和Simpson指数均高于硬核期,表明前期的真菌多样性较高。同一部位、不同物候期真菌丰度比较发现,果实膨大期叶片和萌芽期枝条枝孢菌（桃疮痂病病原菌）丰度较高,硬核期枝条和果实链格孢菌（桃黑斑病病原菌）等丰度较高。在现有管理模式下,晚熟桃‘秋彤’果实膨大期和萌芽期受桃疮痂病危害风险较高,硬核期受黑斑病危害风险较高。     

高砷硫铁矿周边农田土壤砷分布及真菌群落结构特征研究

本文主要以高砷硫铁矿区周边农田中的真菌群落为研究对象,研究利用Miseq高通量测序技术系统的分析了矿区周边不同区域土壤中真菌的群落特征,对硫铁矿区周边土壤真菌群落的适应机制进行了探究分析。结果表明,(1)砷、铁复合污染土壤可促使土壤真菌丰富度降低,而对土壤真菌多样的影响则表现为先促进后抑制;(2)砷、铁复合污染抑制土壤中Ascomycota(子囊菌门)代谢,促进Basidiomycota(担子菌门)代谢,而对Zygomycota(接合菌门)则表现为低浓度促进,高浓度抑制,对Fusarium(镰刀菌属)、Pseudallescheria(假霉样真菌属)、Cryptococcus(隐球菌属)也呈现“低浓度促进、高浓度抑制”作用;(3)砷、铁的复合物污染使土壤中真菌群落结构产生了明显差异,环境因子对土壤环境真菌群落结构差异影响大小依次为有效砷、总砷、总铁。     

湖北省芝麻真菌区系调查

本文调查了湖北省32份芝麻样品,检出真菌19个属,80个种(群、系).第一次在国内分析研究了芝麻的真菌区系及其演替规律.认为导致芝麻在储藏期间品质下降或发生霉变的真菌主要是杂色曲霉、白曲霉、灰绿曲霉、黄曲霉、米曲霉、桔青霉、顶青霉、烟曲霉和黑曲霉等.指出了黄曲霉等产毒真菌污染芝麻对人类的潜在危险性以及加强黄曲霉毒素监测工作的必要性.论证了用真菌菌量预测芝麻霉变发生的可信性和可行性.     

多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构及其动态

【目的】了解多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构和动态。【方法】利用高通量测序技术对多年棉花连作土中陆地棉品种TM-1(Gossypium hirsutum L.)不同发育时期的根际细菌16S r DNA进行扩增、测序并分析。【结果】多年棉花连作土中,棉花根际细菌的主导菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)。受棉花根系影响相对丰度变化较大的菌门为4个主导菌门以及厚壁菌门(Firmicutes),其中酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门的相对丰度受到棉花根系的促进,而厚壁菌门、变形菌门的相对丰度受到抑制。不同发育时期棉花根际细菌α-多样性没有显著差异,但是根际细菌群落结构间存在显著差异,且在棉花花期与蕾期的差异显著高于蕾期与苗期的差异。多年棉花连作土壤中的根际细菌群落α-多样性显著高于非根际土壤,根际与非根际土壤中细菌β-多样性在棉花花期最大。【结论】确定了多年棉花连作土中棉花根际细菌的群落结构及其动态,发现棉花在花期对根际细菌群落结构的影响较大。     

三明水稻-烟草轮作土壤细菌群落多样性比较

为了比较福建三明地区不同水稻-烟草轮作土壤细菌多样性及群落结构,认识三明水稻-烟草轮作土壤微生物资源多样性,对不同土壤样品中细菌类群进行分析。通过构建细菌16S r DNA克隆文库,对将乐砂壤土、将乐壤土、宁化砂壤土和宁化壤土细菌多样性和群落结构进行分析和比较。结果表明:4个土壤样品中的细菌类群包括厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)等11个类群,将乐2个土壤样品中厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)是优势类群;宁化2个土壤样品中变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为主要优势菌门。香农-维纳指数(H′)和辛普森指数(D)表明,壤土细菌多样性高于砂壤土。通过构建细菌16S r DNA克隆文库揭示了三明水稻-烟草轮作土壤中细菌多样性十分丰富,这为初步掌握三明水稻-烟草轮作土壤中细菌种类和组成状况提供了一定的参考依据,也为进一步开发利用该地区水稻-烟草轮作土壤微生物资源提供科学的依据。     

高砷硫铁矿周边农田土壤砷分布及真菌群落结构特征

本研究主要以高砷硫铁矿区周边农田中的真菌群落为研究对象,研究利用Miseq高通量测序技术系统分析矿区周边不同区域土壤中真菌的群落特征,通过本研究以明确矿区土壤真菌群落结构特征及其适应机制。结果表明:(1)砷、铁复合污染土壤可促使土壤真菌丰富度降低,而对土壤真菌多样的影响则表现为先促进后抑制;(2)砷、铁复合污染抑制土壤中Ascomycota(子囊菌门)代谢,促进Basidiomycota(担子菌门)代谢,而对Zygomycota(接合菌门)则表现为低浓度促进,高浓度抑制,对Fusarium(镰刀菌属)、Pseudallescheria(假霉样真菌属)、Cryptococcus(隐球菌属)也呈现"低浓度促进、高浓度抑制"作用;(3)砷、铁的复合物污染使土壤中真菌群落结构产生了明显差异,环境因子对土壤环境真菌群落结构差异影响大小依次为总砷、总铁。因此,在高砷硫铁矿的开采过程中对土壤中的真菌群落结构造成一定的影响,需对矿物及矿渣的堆放进行严格的管理以免对土壤中各种生物的生境造成严重破坏。