不同药剂处理对番茄连作培养基质微生物群落的影响

为探讨连作基质微生物群落对不同消毒药剂的响应,设置6个处理,即施入枯草芽孢杆菌+地衣芽孢杆菌(T1)、恶霉灵+氯溴异氰尿酸(T2)、恶霉灵+乙酸铜(T3)、2.2%酒精(T4)、甲醛(T5)5种药剂消毒组合,以清水处理为对照(CK),依托Illumina MiSeq高通量测序平台,研究不同药剂处理对基质细菌和真菌群落组成及多样性的影响。结果表明:不同药剂消毒后基质细菌和真菌群落多样性下降,与CK相比,T4处理显著降低了细菌OTU序列、丰富度指数(Chao 1和Ace指数)和多样性指数(Shannon指数),T3～T5处理显著降低真菌OTU序列(40.87%～47.49%),Chao 1指数(40.58%～46.58%)和Ace指数(41.16%～46.51%)。不同药剂施入影响群落结构及组成,其中绿弯菌门、厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和子囊菌门相对丰度达到10%以上,与CK相比,T5处理后的厚壁菌门、放线菌门、子囊菌门相对丰度提高,厚壁菌门中的耐受性细菌芽孢杆菌科相对丰度降幅较小,子囊菌门中的曲霉科相对丰度提高29.14%,表现为T4>T5>T3>T2>CK>T1。本研究表明,不同药剂消毒改变了连作基质细菌和真菌群落组成,降低菌群多样性,且甲醛处理后最为明显。     

多粘类芽孢杆菌LRS-1对辣椒疫霉病害根际土壤细菌多样性的影响

【目的】研究多粘类芽孢杆菌LRS-1生防菌对患疫霉病的辣椒根际土壤细菌多样性的影响。【方法】通过对无病阴性对照(CK)、辣椒疫霉菌阳性处理(PC)和生防菌+辣椒疫霉菌处理(LRS1) 3个处理的盆栽根际土壤样品16S r RNA基因的V3-V4区进行高通量测序,并对下机数据予以相关生物信息学分析,获得了不同处理根际土壤细菌的OTU丰度、Alpha多样性、OTUs分布、群落组成差异以及PCA聚类分析等数据结果。【结果】各处理间的根际土壤细菌群落变化明显,疫霉菌处理明显降低了根际土壤细菌群落的丰富度和多样性,而接种多粘类芽孢杆菌LRS-1则可明显改善根际土壤细菌群落丰富度与多样性;接种LRS-1明显提高了辣椒根际土壤细菌种类组成的相似性,并改善疫霉菌胁迫下的细菌种类组成;各处理的优势物种类群均分布于变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria),但疫霉胁迫条件下Sphingomonadaceae、Clostridiales物种丰度显著降低,而Burkholderiales、Micrococcales等物种丰度显著增加,接种LRS-1可改善此态势,且明显提高该生防菌所在的Paenibacillus物种比例。【结论】上述结果既证实了LRS-1在"疫霉-辣椒-LRS-1-根际土壤"复合体系下较好的定殖适应性,更体现了LRS-1对疫霉病态土壤根际细菌多样性具有明显的维持与修复作用。     

黄瓜与西芹间作土壤细菌多样性及其对黄瓜枯萎病发生的影响

本试验以黄瓜与西芹间作种植模式为处理,黄瓜单作和西芹单作种植模式为对照,利用Illumina公司Miseq平台对上述不同处理土壤进行16S rDNA细菌群落多样性高通量测序分析和田间接种黄瓜枯萎病菌,探讨黄瓜与西芹间作模式土壤细菌的多样性及其对田间黄瓜枯萎病发生的影响。16S rDNA测序结果表明,黄瓜与西芹间作土壤的细菌物种总数最多,群落多样性水平最高,与对照相比显著提高了土壤细菌observed species指数、Shannon指数和Chao1指数(P0.05);Beta多样性聚类分析表明,黄瓜与西芹间作土壤的环境群落物种与黄瓜单作和西芹单作有一定差异性。在门分类水平上,共检测到45个菌门,其中变形菌门占明显优势,其次为酸杆菌门和放线菌门等;黄瓜与西芹间作土壤细菌种类所占比例最高,达98.63%。在属水平上,共检测到428类菌属,GP6、GP16、GP4、芽单胞菌属、节细菌属5属的丰度值较大;黄瓜与西芹间作土壤的节细菌属分布比例最高,红游动菌属、鞘氨醇单胞菌属和芽球菌属丰度值较大,为黄瓜与西芹间作土壤细菌明显优势菌属。田间接种黄瓜枯萎病菌试验结果表明,采用上述3种不同种植模式土壤种植黄瓜,在黄瓜苗期接种黄瓜枯萎病菌,黄瓜与西芹间作处理的黄瓜枯萎病的田间发病率较西芹单作和黄瓜单作分别降低57.03%~63.54%和66.95%~72.15%。因此,黄瓜与西芹间作增加了土壤细菌群落多样性,降低了黄瓜枯萎病的发病率,对后茬黄瓜土传病害防控具有一定科学指导意义。     

一个红壤剖面微生物群落的焦磷酸测序法研究

利用定量PCR和454焦磷酸测序法,研究了湖南湘阴县一典型红壤剖面微生物相关基因的多度及微生物(古菌、细菌、真菌)群落结构.结果显示,随剖面深度增加,土壤黏粒含量增多,有机质和全氮含量、碳氮比则下降.每克干土微生物基因拷贝数也趋于下降,其值为:10 7.09～ 109.30(古菌16S rDNA),108.10～109.70(细菌16S rDNA),106.54～107.95(真菌18S rDNA),10 7.24～108.61(古菌amoA基因),104.76～106.25(细菌amoA基因),105.94～ 107.88(nirK基因),106.81～109.21(nirS基因),107.03～ 109.46(nosZ基因).焦磷酸测序得到了6 459条古菌16S rRNA基因序列,平均长度为496 bp;28 626条细菌16S rRNA基因序列,平均长度为448 bp;4 683条真菌18S rRNA基因序列,平均长度为534 bp.OTU(97％相似度)分析表明,微生物群落d-多样性与所测土壤理化性质均无显著相关.Jaccard差异度分析表明同一剖面各土壤层次间微生物群落结构更为相似,而不同位点的三个表层土之间的差异较大;Mantel检验发现,与微生物群落变化相关的主要土壤因子是黏粒含量.在所有土样中,古菌以泉古菌门中的热变形菌纲(89％)为主,其分布与土壤黏粒含量相关.细菌的主要类群为酸杆菌门(33％)、变形菌门(17％)、绿弯菌门(12％)、厚壁菌门(10％)和放线菌门(7％),分类地位不明确的细菌约占11％.其中,酸杆菌门和变形菌门的相对多度在表层土中高于非表层土;而绿弯菌门和厚壁菌门的相对多度则在非表层土中更高,与土壤深度呈显著正相关.所有真菌序列分属于三个门,即子囊菌门(87％)、担子菌门(9％)和球囊菌门(4％),在纲一级的分类水平上,各样品间群落结构无明显差异.     

基于高通量测序研究草莓根际微生物群落结构和多样性

研究草莓根际土壤微生物群落组成和结构,对健康草莓土壤生态系统的构建和保持具有重要意义。以不同地区草莓根际土壤为研究样本,利用MiSeq平台Illumina第二代高通量测序技术并结合相关生物信息学分析土壤细菌16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。结果表明:从15个草莓根际土壤样本中获得4554个细菌分类操作单元OTU和1298个真菌OTU,草莓根际土壤的优势细菌门为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,主要的优势细菌属有16种;优势真菌门为子囊菌门、接合菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有8种。冗余分析(RDA)显示,全氮和pH对土壤微生物群落结构的影响最大,共解释了61%的群落变化,各因子的贡献率大小依次为土壤全氮pH有效磷全钾全磷有机质速效钾碱解氮;相关性分析也表明,土壤理化指标均与不同优势菌门存在密切的相关关系。本研究结果加深了对草莓根际微生物群落结构和多样性的认识,为深入研究草莓根际微生物多样性及功能与环境因子之间的关系提供了借鉴。     

不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤的细菌群落多样性差异

土壤细菌群落在蔬菜栽培中发挥着重要作用。基于DNA和RNA水平,利用PCR-DGGE技术研究了不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤细菌群落多样性差异,以及土壤理化性质与细菌群落多样性的关系。结果表明：不同栽培方式下土壤细菌多样性存在明显差异,土壤微生物的优势种群和数量受有机、常规栽培和季节影响,有机栽培较之常规栽培能够显著增加土壤细菌群落多样性;聚类分析表明,16S rDNA细菌群落多样性与季节相关,而16S rRNA细菌群落多样性与栽培方式相关;差异条带测序显示,大多细菌与不可培养细菌种属有较高同源性,其余9种推测属于假单胞菌属;CCA分析说明pH是影响土壤细菌群落多样性的主要因素,有机栽培土壤中微生物生物量C、N以及有机质含量显著高于常规栽培土壤。综上,有机栽培能够丰富活性细菌群落多样性,具有土壤优化效应。     

高通量测序技术下连作植烟土壤细菌群落与土壤环境因子的耦合分析

为了揭示连作条件下植烟土壤细菌群落结构及其与土壤环境间的响应关系,本研究采用了Illumina平台Hiseq2500高通量测序技术,对不同施肥处理(常规施肥,蚯蚓粪肥,微生物菌肥以及蚯蚓粪和微生物菌肥混合)的漯河烟区连作植烟土壤细菌进行16S rRNA V4区测序,结合冗余分析(redundancyanalysis,RDA)研究土壤细菌微生物的群落结构组成、多样性以及与土壤环境间的相关关系.结果表明,测序质控后共获得25 203个操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),计1 600 239条读数.分层聚类图显示,不同施肥处理的连作植烟土壤细菌群落有较大差异,但这种差异不体现在结构多样性上.多样性指数分析表明,连作植烟土壤细菌群落易受环境变化的影响,体现出一定的时间差异性;烤烟成熟期土壤丰度指数明显升高,微生物菌肥和蚯蚓粪肥处理下土壤细菌群落丰度变化较大.主成分分析表明,不同土壤环境因子间有很强的相关关系,可以将原有的11个土壤环境因子按照强正相关关系划分为4类;RDA结果表明,土壤pH既影响土壤细菌群落的多样性,又影响土壤细菌群落的丰度;而有机质主要对土壤细菌群落丰度有积极影响.研究结果为在微生物水平上研究连作植烟障碍的形成机理提供了依据.     

不同年龄段银杏树雌株根系土壤细菌群落演替特征分析

以幼年期(10年以下)、挂果期(20年)和盛年期(40年以上)的银杏树根系土壤为研究对象,探讨银杏雌株树龄与土壤中细菌菌群结构的关系。运用Illumina Mi Seq平台测序分析幼年期、挂果期以及盛年期银杏树根系土壤细菌的16S r RNA V3～V4区变异序列,对不同年龄阶段银杏树雌株根系土壤细菌的菌群多样性和结构进行研究。银杏树雌株根系土壤共获得612219条微生物的16S r RNA有效基因序列,在97%的相似水平下共得到OTU个数为23294。热图分析表明,各个年龄段银杏树雌株的土壤细菌群落差异较大,不同年龄段优势属不同。据9个土壤样品的多样性指数分析得出,在3组年龄段银杏雌株的土壤样本中,幼年期Shannon指数、Simpson指数、Chao1指数以及ACE指数都是最大,而挂果期皆最小,表明幼年期银杏雌株土壤的细菌菌群丰富度和多样性最高,挂果期银杏土壤的细菌菌群丰富度和多样性最低。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)在土壤细菌群落中占绝对优势。挂果期和盛果期银杏雌株土壤中浮霉菌门(Planctomycetes)及变形菌门(Proteobacteria)和相对丰度普遍低于幼年期,挂果期银杏树的土壤与盛果期银杏树的土壤中的放线菌门(Actinobacteria)与绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度明显高于幼年期银杏树的土壤。WS3在盛果期银杏土壤中的相对丰度最低。银杏树雌株树龄可对土壤细菌菌群的多样性及菌群结构产生影响。伴随着育种年限的增加,银杏雌株表层土壤中细菌多样性呈现先降低后增加的变化趋势,且银杏雌株树龄对其土壤细菌的多样性和结构有显著影响。     

高通量测序分析新疆沼液中发酵微生物的多样性

利用高通量测序技术研究了5种新疆不同地区的沼气池(A08,A09,A010,A011和A012)的微生物群落结构和多样性。获得5个沼气池细菌和真菌的物种注释的运算分类单位(OTU)数目,其中细菌OTU数为2105,其相同的OTU数为225;真菌OTU的总数为2224,其相同的OTU数为178。以牛粪为底物的沼液样品A08,A09,A010细菌门相对丰度由高到低分别是拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门。以鸡粪为底物的沼液A011的细菌门主要是拟杆菌门和厚壁菌门,其相对丰度分别为58.5%和23.8%。以猪粪为底物的样品A012细菌门相对丰度由高到低分别是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门。5种沼液样品中的主要真菌门是子囊菌门和担子菌门,其中子囊菌门占多数,相对丰度为72.7%～83.3%,担子菌门的相对丰度为4.3%～7.3%。新疆不同地区和不同底物的沼气微生物种类有很大不同,研究其不同微生物结构为制备高效沼气发酵菌剂提供了参考。     

连作年限对设施百合土壤微生物多样性的影响

为探究不同年限连续栽培百合的设施土壤细菌和真菌群落组成变化及其与环境因子间的关系,采用Mi Seq高通量测序技术,对连作4年(C4)、连作5年(C5)和连作7年(C7)设施百合红壤中细菌和真菌群落组成和多样性的变化进行了研究。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌有效序列分别是249003和451044个,细菌和真菌OTUs总数分别是906和298个。Alpha多样性分析显示,随连作年限延长设施百合红壤中细菌香农指数和辛普森指数显著升高,真菌香农指数和辛普森指数显著下降。在物种组成分析中,属于细菌优势菌种的有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinomycetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi),且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占细菌总数比例分别是85.17%、81.04%和81.64%;而真菌菌门中,只有子囊菌门(Ascomycota)一个优势菌种,并且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占真菌总数比例分别93.69%、92.20%、84.31%。不同连作年限土壤中,子囊菌门镰刀菌属(Fusarium)丰度比例达44.02%～58.83%。相关性分析显示,p H值、有机碳、总氮与变形菌门、放线菌门、酸杆菌门丰度显著相关;p H与青霉属(Penicillium)显著正相关,与镰刀菌属显著负相关。由此可以认为,连作后土壤细菌微生物群落多样性指数显著上升,真菌微生物多样性显著下降,同时土壤中细菌的优势菌种有变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门,在真菌群落组成中子囊菌门占主导,连作后子囊菌门中占主导地位的镰刀菌属数量的增长可能是引起设施百合红壤连作障碍的主要原因之一。