应用DGGE技术研究间、轮作对根际氨氧化细菌和固氮菌群落结构的影响

利用DGGE技术研究了不同间作和轮作种植体系对作物根际氨氧化细菌和固氮菌群落结构的影响。运用属于β-朊细菌的氨氧化细菌的16S rDNA和nifH基因的特异引物对,将土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后,通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:小麦/蚕豆间作明显改变小麦根际氨氧化细菌群落结构组成,与小麦轮作或间作和与蚕豆间作都改变了玉米根际氨氧化细菌群落结构组成。不同间、轮作种植体系对作物根际固氮菌群落结构没有明显影响,但蚕豆根际固氮菌群落结构组成与小麦和玉米差异较大。     

东北山樱土壤优势细菌碳代谢特征与种群分析

为了解东北山樱土壤细菌碳代谢特征及种群分布,研究了东北山樱原产地(辽宁省本溪市)植株表土与根际土壤碳代谢细菌活性及其种群特征.结果表明:各类土壤中共分离优势细菌19株.优势细菌对供试糖、醇与氨基酸类碳源的平均菌株利用率分别为36.2％、29.4％和28.9％.其中,甜樱桃/东北山樱植株土壤细菌碳代谢活性较低,表土中土壤细菌总数与碳代谢菌株数量均高于相应根际土壤.与根际土壤相比,甜樱桃/东北山樱表土分离到的优势细菌中,利用半乳糖和乳糖等糖类化合物,肌醇、丙三醇和山梨醇等醇类化合物,L-丙氨酸等氨基酸类化合物的菌株数量明显增多;东北山樱处理表土分离得到的优势细菌中,对各类供试糖类碳源均表现出较好的利用能力,对肌醇、山梨醇和苯丙氨酸的菌株利用率也显著提高.种群组成分析结果表明,80％以上菌株属于芽孢杆菌属,成为东北山樱土壤的优势菌群.     

基于PCR-DGGE技术的剑湖湿地湖滨带土壤微生物群落结构多样性分析

为了解剑湖湿地湖滨带植物根际土壤中细菌的群落结构特征多样性,应用PCR-DGGE 技术对剑湖湿地湖滨带4种植物根际土壤细菌的群落结构进行了研究,根据 DGGE 指纹图谱,对它们的遗传多样性进行了分析。结果表明,不同植物群落根际和非根际土壤细菌多样性指数（H′）、丰度（S） 和均匀度（J）均有所不同,根际土壤细菌多样性指数、均匀度、丰富度均高于非根际,其中茭草根际土壤细菌多样性指数、均匀度、丰富度均最高,说明植物群落类型与土壤微生物多样性的关系十分密切;不同植物群落根际土壤细菌群落结构相似性较高,非根际土壤细菌群落结构相似性较低,在82%的相似水平上聚为4大类群,根际土壤细菌和茭草非根际土壤细菌聚为一类,其余非根际土壤细菌各聚为一类,说明植物群落对微生物群落结构具有一定的影响。对 DGGE 的优势条带序列分析,同源性最高的微生物分别属于变形菌门（Proteobacteria）、草酸杆菌科（Oxalobacteraceae）、紫色杆菌属（Janthinobacterium）、杜擀氏菌属（Duganella）、埃希氏菌属（Escherichia）和链球菌属（Streptococcus）,它们均为未培养微生物。不同植物群落根际土壤氮磷含量均有所差异,其中茭草根际土壤氮磷含量最高,湿地土壤细菌多样性与土壤有机质、总N、总P的含量呈正相关关系,土壤细菌多样性与土壤pH值呈负相关关系。     

上海地区果树根际细菌群落结构的分析

通过PCR—DGGE技术分析上海不同地区六个果园在根瘤病不同发病程度情况下不同树种根际土壤中的细菌群落结构,为根瘤病的防治确定理论依据。样品包括梨树和桃树共计五个品种两种树龄。分析结果表明,不同园区之间果树根际土壤中细菌群落结构差异明显,在DGGE图谱75％相似性上划分,相同园区样品全部聚在同一簇。通过PCA主成分分析可以看出在同一园区中,发病程度不同的土壤样品细菌群落结构差异不显著,而树种对于根际细菌微生态的影响较大,树龄的影响相对较小。     

水稻分蘖期根系对根际细菌丰度和群落结构的影响

通过水稻盆栽试验,以细菌16S rRNA基因为检测对象,采用实时荧光定量PCR(qPCR)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分子生物技术,探究了水稻根际与非根际土壤中细菌丰度和群落结构的差异。结果表明,水稻根系生长显著增加了根际土壤中的细菌丰度,但根际土壤中的细菌群落多样性指数(H')和均匀度指数(E)降低。根际与非根际土壤中的细菌群落结构明显不同,根际土壤中含有相对丰度较高的优势细菌群落,但淹水和落干时的优势群落不同。水稻根系显著改变了根际土壤理化性质,淹水时NH+4-N和TC与细菌群落结构具有显著相关性,而落干后土壤水分和pH与细菌群落结构具有显著相关性。这表明,水稻根系生长对稻田土壤细菌数量和群落结构均可产生显著的影响,而水稻根系活动对土壤理化性质的改变可能是导致细菌群落差异的主要原因。因此,在水稻生长季,水稻根系活动和稻田土壤水分状况是影响细菌生态功能的重要因素。     

长白山区人参根际土壤微生物多样性分析

用PCR-DGGE方法,分析长白山区人参根际土壤微生物的群落结构及多样性。以三年生、五年生的人参根际土壤及无参地土壤为材料,对PCR反应条件、DGGE中凝胶单体、变性剂浓度进行了优化,并对真菌3套引物进行了对比分析,得出细菌16S rDNA V3区引物314F-GC/518R、8%凝胶单体、60%~40%变性剂DGGE分离效果较好;真菌ITS区引物,12%凝胶单体、60%变性剂,6%凝胶单体、40%变性剂搭配效果最佳。用该反应体系扩增出来的PCR产物,在DGGE凝胶上能够清晰地分辨出人参根际土壤细菌和真菌的多样性,由此分析出细菌、真菌的群落结构都存在明显差异。此方法简便快捷,为进一步研究人参根际土壤微生物奠定了基础。     

木薯/花生间作对其根际土壤微生物数量、群落结构及多样性的影响

[目的]研究木薯或花生单作与木薯/花生间作对木薯和花生根际土壤细菌、真菌数量与群落结构及多样性的影响,为从根际微生态角度阐释木薯与花生的地下部互作机制提供科学依据.[方法]设木薯单作、花生单作和木薯/花生间作3个处理,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)分别测定单作与间作的根际土壤细菌和真菌数量,并通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)进行细菌和真菌群落结构及多样性分析.[结果]不论单作或间作,木薯和花生根际土壤细菌、真菌数量均随着生育期的延长呈先增长后下降的变化趋势,在木薯块根形成期和花生结荚期达到峰值.木薯/花生间作后期根际土壤细菌与真菌数量的比值(B/F)提高,有利于木薯和花生的根际土壤向细菌型转化,且间作木薯根际土壤B/F比间作花生分别提高了1.02和1.25倍.在木薯块根形成期和花生结荚期,与单作相比,间作的DGGE图谱特异条带数有所改变,多样性指数有所降低,但与单作多样性指数差异不明显.[结论]木薯/花生间作有利于木薯和花生根际土壤向高肥力的细菌型转化,且间作同时可改变木薯和花生根际土壤细菌和真菌的群落结构,但对其多样性影响不明显.     

粉垄耕作木薯根际与非根际土壤的细菌群落结构多样性差异

【目的】分析粉垄耕作下的木薯根际和非根际土壤理化性质及细菌群落多样性差异,为优化现有木薯栽培方法提供理论依据。【方法】以常规耕作和粉垄耕作2种耕作方式栽培木薯,利用高通量测序技术和生物信息学手段,结合土壤农化分析方法,分析不同耕作方式对木薯根际与非根际土壤理化性质及主要优势细菌群落结构多样性的影响。【结果】木薯根际土壤细菌群落的Alpha(α)多样性显著高于非根际土壤(P<0.05,下同)。基于未加权Unifrac距离的置换多因素方差分析(PERMANOVA)结果显示,木薯根际土壤与非根际土壤细菌群落的分类和系统发育Beta(β)多样性存在显著差异。物种群落组成分析结果表明,木薯根际土壤的主要优势菌门为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和酸杆菌门,主要优势菌纲为α-变形菌纲、放线菌纲、芽孢杆菌纲和γ-变形菌纲。在分类操作单元(OTU)水平,粉垄耕作与常规耕作方式木薯根际与非根际的土壤细菌群落组成存在显著差异。细菌群落相对丰度与环境因子的相关分析和冗余分析(RDA)结果显示,pH、有机质含量、有效磷含量和亚硝酸还原酶活性对细菌群落变化具有显著影响,尤其对放线菌门、变形菌门、绿弯...     

放牧对冷蒿根际土壤细菌和真菌多样性影响的PCR-DGGE分析

为揭示放牧扰动对冷蒿Artemisiafrigida根际土壤细菌和真菌群落多样的影响,以内蒙古典型草原为依托,采用变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE),对轻度(LG)和重度(HG)放牧处理后的冷蒿根际土壤细菌16S r DNA和真菌18S r DNA多样性进行了研究。结果表明,与对照组相比,轻度与重度放牧处理后冷蒿根际土壤细菌群落丰富度下降12.5%(P0.05);与对照组相比,轻度放牧处理后根际土壤真菌群落丰富度增加6.25%(P0.05),而重度放牧处理后降低21.88%(P0.05)。DGGE图谱相似性与聚类分析表明放牧处理对根际土壤细菌和真菌群落多样性的影响低于非根际土壤。主成分分析表明放牧处理是影响土壤细菌和真菌群落差异的主要原因。典型对应分析结果显示根际土壤细菌和真菌群落多样性与土壤养分含量关系比非根际密切。表明放牧处理降低了冷蒿根际土壤中细菌和真菌群落的多样性,冷蒿根际环境能够阻击放牧对土壤细菌和真菌群落多样性的影响。     

苏北滩涂盐碱地3种典型盐生植物根际土壤细菌多样性及群落结构分析

以苏北滩涂盐碱地3种典型盐生植物的非根际与根际土壤为研究对象,利用高通量测序技术对土壤细菌多样性特征及群落结构进行分析,并对土壤理化性质进行测定.结果表明:盐地碱蓬、盐角草和二色补血草根际土壤细菌群落分别由15、16、17门组成,其中装甲军门只出现在二色补血草根际土壤中;非根际土壤主要由18门组成,其中广古菌门仅出现在盐地碱蓬非根际土壤中,衣原体门仅出现在二色补血草非根际土壤中.非根际土壤细菌酸杆菌门的相对丰度低于根际土壤,而非根际土壤中的放线菌门丰度有所提高.3种植物根际土壤细菌群落的多样性与速效氮含量正相关,与土壤pH值、电导率、有机质含量、速效磷含量、有机碳含量及速效钾含量负相关;土壤电导率、速效氮含量和速效磷含量是影响其根际与非根际土壤细菌群落变化的主要因素.     

NaCl和NaHCO3处理对本溪山樱保护酶及相关指标的影响

考察本溪山樱对不同浓度NaCl和NaHCO3处理的适应能力。以1年生本溪山樱(Cerasus sachalinensis)实生苗为试材,采用浓度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%NaCl和NaHCO3处理,测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)及相关指标。结果表明:随NaCl处理浓度的增大,土壤电导率明显上升;随NaHCO3处理浓度的增大,土壤pH值上升;随着NaCl和NaHCO3处理浓度的增大,茎粗增长量明显下降,根活力先增高后降低,MDA含量逐渐升高;SOD,CAT和POD活性随着盐处理浓度的增大先增加后降低。相同浓度下,本溪山樱耐NaHCO3的胁迫能力强于NaCl。     

东北山樱桃对根癌病的抗性评价

以两年生实生苗新梢为试材,采用人工接种根癌土壤杆菌与发根土壤杆菌(浓度比为1∶1)混合液的方法,研究了东北山樱桃对根癌病的抗性。结果表明:接种后70d,接种根癌菌的东北山樱桃根部最大病瘤直径为10.24mm,病情指数为29.0,根据抗性评价标准判定东北山樱桃群体对根癌病中度抗病;其实生群体内存在显著的株间分离现象,有免疫、高度抗病、中度抗病、低度抗病、感病和易感病6种类型,分别占群体总数的18.0%、40.0%、28.0%、8.0%、5.0%和1.0%。东北山樱桃是优异的抗根癌病种质资源。     

东北山樱桃对三种主要根结线虫的抗性评价

为评价东北山樱桃抗根结线虫种质资源价值,以实生钵苗为试材,采用人工接种等方法,研究了其对南方根结线虫,北方根结线虫和花生根结线虫的抗性。结果表明:接种后30d,南方根结线虫的侵入率为0.40%,根内雌成虫数量占接种总量的0.16%,依据抗性评价标准判定东北山樱桃高抗南方根结线虫;北方根结线虫的侵入率为1.20%,根内雌成虫数量占接种总量的0.80%,依据抗性评价标准判定东北山樱桃高抗北方根结线虫;花生根结线虫的侵入率为0.82%,根内雌成虫数量占接种总量的0.60%,依据抗性评价标准判定东北山樱桃高抗花生根结线虫。其对3种根结线虫的抗性均存在显著的株间分离现象,均分离为免疫、高度抗病、中度抗病3种类型,对南方根结线虫免疫、高度抗病、中度抗病型植株分别占群体总数的16.0%、80.0%和4.0%;对北方根结线虫免疫、高度抗病、中度抗病型植株分别占群体总数的2.0%、68.0%和30.0%;对花生根结线虫免疫、高度抗病、中度抗病型植株分别占群体总数的6.0%、78.0%和16.0%,东北山樱桃是优异的抗南方、北方和花生根结线虫砧木和种质资源。     

土壤灭菌对本溪山樱幼苗光合等生理指标的影响

以本溪山樱幼苗为试材,研究了植株生物量、可溶性养分、光合参数及保护酶活性等几种生理指标对根域土壤灭菌处理的响应.结果表明,土壤灭菌处理较未灭菌处理可显著提高本溪山樱幼苗光合机能,增强根系对养分的吸收能力,从而使土壤灭菌处理幼苗的生物量显著大于未灭菌处理.土壤灭菌处理幼苗组织中保护酶活性及可溶性养分含量低于未灭菌处理,可能与其生长发育较旺盛,吸收、合成的大部分营养物质被迅速的树体建造所消耗有关.     

根际促生细菌混合接种对甜樱桃/东北山樱根际微生物区系及根系呼吸的影响

为探讨有益微生物对甜樱桃根系的接种效应,试验采用灌根的方法,研究了从野生东北山樱根际分离筛选出的4株促生细菌,混合接种对甜樱桃/东北山樱根际微生物区系及根系呼吸代谢途径的影响.结果表明:接种促生菌液改变了甜樱桃根际细菌、放线菌及真菌的数量比例,使根际细菌数量显著增加.接种2次,根际细菌增加幅度最大,为对照的3.4倍;接种促生菌液提高了根系活力,接种2次效果最显著,为对照的2.4倍,达到200.4μg/(g·h);接种促生菌液对根系呼吸的基础生化途径与末端氧化电子传递途径运行比例无明显影响,但整体上提高了根系呼吸速率.     

限根条件下混配基质对甜樱桃生长发育的影响

以甜樱桃品种“抉择”/本溪山樱为试材,研究在限根条件下7种人工混配基质对植株生长发育的影响。结果表明:基质中添加草炭、炉渣后,容重变小,固、液、气三相比例适宜,甜樱桃生长发育好,植株成花比例高、产量高,易获得早期丰产;基质中添加炭化稻壳,植株生长量小,产量低,综合效果较差。     

樱桃园土壤优势放线菌的分离及其促长功能研究

【目的】分离、筛选樱桃园土壤优势放线菌菌株,研究其在生物防治与植物促长中的应用潜力。【方法】采用皿内拮抗与发酵液促生试验分析优势放线菌菌株抗生与促进生长功能。对具有良好抑菌与促进生长作用的菌株F4-5,通过16S rDNA 序列分析研究其分类地位。【结果】从樱桃[（Cerasus avium Moench (L.) / C. sachalinensis (L.) Kom.）园土壤中共分离获得32株优势放线菌菌株。与5月和11月相比,8月土壤中放线菌数量最多。各时期分离优势放线菌的抑菌作用与促进生长能力随生育期而各异,总体上,2010年8月分离菌株抑菌与促进生长效果较为明显。放线菌菌株F4-5对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus ) 、大肠杆菌(Escherichia coli ) 、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis )和蜡质芽孢杆菌(Bacillus cereus) 4株供试细菌,以及木霉（Trichoderma viride）、根霉（Rhizopus stolonifer）和黑曲霉（Aspergillus niger）3株供试真菌均表现出明显抑制效果,具有广谱抗生性。同时,菌株F4-5亦可显著促进山荆子（Malus baccata (L.) Brokh.）种子萌发与胚根生长,较对照分别提高了201.1%和43.5%,表现出抗生与促进生长双重效应。根据形态、培养特征及16S rDNA 序列分析, 初步鉴定菌株F4-5为灰黄链霉菌（Streptomyces flavogriseus）。【结论】不同时期樱桃园土壤放线菌数量、分布、抗生及促进种子萌发特性变化较大,灰黄链霉菌F4-5菌株具有良好的广谱抗生性与促进种子萌发、胚根生长的作用。     

荧光假单胞菌对樱桃根系呼吸和幼苗生长的影响

【目的】合理利用土壤有益微生物改善土壤环境,有助于提高作物产量与品质。樱桃根系适应性普遍较差,对土壤理化和生物环境变化反应敏感。探讨土壤接种荧光假单胞菌等根际促生细菌对根系功能及幼苗生长的影响效应,可为樱桃园根际环境调控提供参考依据。【方法】以土壤灭菌的钵栽山樱幼苗为试材,测定根系呼吸代谢相关指标,研究根系呼吸等生理功能对定量接种荧光假单胞菌的响应特征。【结果】幼苗根系呼吸途径以糖酵解-三羧酸循环-细胞色素途径（EMP-TCA-COX）为主。接种处理结束后5 d时,幼苗根系总呼吸速率未发生显著改变;20-35 d时接种处理EMP途径以及TCA途径呼吸速率降低,从而导致总呼吸速率较对照分别降低了34.9%和30.9%,而在50 d时接种处理的EMP途径及TCA途径呼吸速率升高,使得根系总呼吸速率较对照显著提高了135.8%。接种荧光假单胞菌处理后5 d时显著提高了丙酮酸激酶（PK）、苹果酸脱氢酶（MDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）以及葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PDH）活性,降低了磷酸果糖激酶（PFK）活性。而接种处理后20 d时PK活性高于对照,PFK和G-6-PDH活性低于对照,其余根系呼吸途径相关酶活性与对照相比无显著差异。接种处理35 d时PFK活性较对照提高了127.0%,50 d时G-6-PDH活性升高至对照的2倍,其余酶活性与同期对照相比虽有差异但不显著。土壤接种荧光假单胞菌的幼苗叶片数增加了16.7%,茎粗增加了9.3%,说明接种处理促进了植株生长。【结论】灭菌条件下接种荧光假单胞菌影响山樱幼苗根系呼吸功能及生长,接种OD值为0.4的菌液（共6次）处理后20-35 d,引起了根系呼吸途径分配比例变化,部分相关酶活性发生改变,影响根系总呼吸速率,进而引起植株形态指标的改变。     

福建武夷山野生早樱群落优势种群种间竞争

为了更好地了解野生早樱Cerasus subhirtella var.ascendens群落优势种种间关系,保护和开发野生早樱这一珍贵木本观花植物,利用群落学研究方法,对福建武夷山野生早樱群落种进行了调查。在野生早樱、木荷Schima superba与青冈栎Cyclobalanoposis glauca为优势树种的群落中,以其优势度为环境容纳量,采用相对优势度求得群落内的种间竞争系数,并用Lotka-Volterra方程研究了该群落中优势树种种间竞争关系。结果表明：在现阶段以野生早樱为优势的群落,经过若干年的群落演替,平衡状态时,野生早樱、木荷与青冈栎的相对优势度分别为28.65%,62.17%和9.18%,表明未来的野生早樱群落仍将由野生早樱、木荷和青冈栎等3种植物共优组成,但木荷将取代野生早樱的优势地位,成为绝对优势种群支配整个群落。建议适度的干扰和开辟林窗,有利于野生早樱的繁衍。表4参18     

土壤水分含量对欧李叶绿素荧光及光合特性的影响

为探讨干旱胁迫下欧李的光合机构功能及其干旱逆境的生理响应机制,采用室外盆栽的试验方法,研究了欧李在不同土壤水分条件下的生理生态反应.结果表明:随着土壤含水量的减少,欧李体内水分出现有效亏缺,叶绿素逐渐分解.当土壤含水量维持在田间持水量的55%-60%时,欧李尚能适应干旱环境而保证其光合机构免受光损伤,而当土壤含水量进一步降低时,其光合机构则会受到光损伤,午间高光强下发生可逆性光抑制,且光抑制程度随着土壤干旱程度的增加而增强.