凡纳滨对虾不同养殖模式下微生物群落结构分析

为了解不同养殖模式对凡纳滨对虾养殖环境微生物多样性和群落结构的影响,利用高通量测序技术,结合生物信息学分析,比较凡纳滨对虾主养模式和鱼-虾混养模式中水体、底泥以及虾肠道微生物的多样性和群落结构。结果显示,无论是物种的多样性水平还是丰富性水平,均是底泥>水>虾肠道,主养池塘底泥和虾肠道样品的物种多样性和丰富性均高于混养池塘。不同样品微生物群落的菌群分布于59个门,其中10个门的丰度>1%,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)属于绝对优势菌群,在混养池塘和主养池塘中均>10%。主养池塘的微生物标志物共有8个类群,分别为双歧杆菌目(Bifidobacteriales)、双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)等,混养池塘的微生物标志物共有18个类群,分别为蓝色芽殖杆菌属(Gemmobacter)、外硫红螺菌科(Ectothiorhodospiraceae)、外硫红螺菌属(Ectothiorhodospira)等。通过功能预测及其相对丰度比较,发现主养模式在这些代谢通路中...     

不同年限苜蓿根际土壤细菌群落的多样性

为研究不同年限苜蓿根际土壤细菌群落多样性及群落结构变化,选取了0、4年苜蓿的根际土壤,采用高通量基因测序技术研究其细菌构成。结果表明,4年苜蓿根际土壤中细菌分类单元(OTU)和多样性指数高于0年苜蓿,苜蓿连作会改变细菌群落数量及结构。通过主坐标分析(PCoA)及热图分析发现,不同年限苜蓿细菌群落差异性较大,连作后酸杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门和绿弯菌门细菌群落丰度提高,变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门细菌群落相对丰度降低。     

炭化苹果枝对苹果根区土壤细菌和真菌多样性的影响

【目的】根区土壤微生物是影响根系环境的重要因素,炭化苹果枝是废弃果树枝条低氧高温热解产物,研究施用炭化苹果枝对苹果根区土壤细菌和真菌的群落结构及其多样性的影响,为炭化苹果枝的合理应用以及改善果园土壤生物学性状提供理论依据。【方法】在春季,将长势一致的2年生‘富士’苹果幼树(砧木为平邑甜茶)移栽到含有不同质量比(0—4%)炭化苹果枝的盆栽土壤中,于移栽120 d后采集土样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,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 r RNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。【结果】从15个苹果根区土壤样本中获得16 656个细菌分类操作单元(OTU)和435个真菌OTU,其中,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)是优势细菌,其相对丰度共占70.68%—72.80%;担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和接合菌门(Zygomycota)是优势真菌,其相对丰度共占68.00%—75.14%。群落物种丰富度指数(Chao指数和Ace指数)分析显示,1%炭化苹果枝增加了细菌的群落丰富度,其Chao指数提高了15.42%,Ace指数提高3.89%;0.5%炭化苹果枝增加了真菌的群落丰富度,其Chao指数提高了2.80%,Ace指数提高了3.61%。群落多样性指数(Shannon指数和Simpson指数)分析表明,0.5%—4%炭化苹果枝降低了土壤细菌的多样性,增加了土壤真菌的多样性;其中,细菌群落多样性Shannon指数在炭化苹果枝用量为1%时最低,真菌Shannon指数在炭化苹果枝用量为0.5%时最高。1%、2%和4%的炭化苹果枝均不同程度地降低了根区土壤变形菌门、酸杆菌门和担子菌门的相对丰度,提高了拟杆菌门和接合菌门的相对丰度;真菌担子菌门中的锈革孔菌科(Hymenochaetaceae)的相对丰度最大(数值在31.99%—46.74%),施用1%、2%和4%的炭化苹果枝可使其降低。0.5%—4%的炭化苹果枝能增加不同处理所独有的细菌OTU数目,改变细菌类群组成,其中独有的细菌OTU数目是共有OTU数目的 1—3倍,但对真菌类群组成没有明显影响。【结论】施用0.5%—4%(w/w)炭化苹果枝明显改变苹果根区土壤细菌和真菌的丰富度和多样性,增加各用量下所特有的细菌物种,其中1%的炭化苹果枝明显提高根区土壤细菌的丰富度。     

多抗菌剂对植烟土壤细菌群落多样性的影响

本试验运用454焦磷酸高通量测序的方法对施用多抗菌剂的植烟土壤进行细菌群落结构分析。结果发现：植烟土壤中细菌的种类主要集中在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。施用多抗菌剂与未施用多抗菌剂的样品相比,根际土壤中细菌总纲数减少7.27%,检测到的OTU数目减少12.83%;非根际土中,细菌的总纲数减少4.62%,检测到的OTU数目减少20.31%。可见,施用多抗菌剂可以降低植烟土壤中细菌群落多样性。     

沉水植物对罗氏沼虾养殖系统的水质调控效应

为研究沉水植物对罗氏沼虾养殖系统的水质调控效应,比较了生态养殖组与传统养殖组的水质、浮游动植物和微生物群落结构特征,解析了浮游动植物、微生物优势种群与水环境因子之间的关系。结果表明:两组养殖水体水质与浮游生物群落结构均存在显著差异。生态养殖组的总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)和叶绿素a(Chl-a)浓度均低于传统养殖组。传统养殖组浮游植物与浮游动物生物量均高于生态养殖组,两组浮游植物与浮游动物多样性指数存在显著差异。微生物主要包括放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门和变形菌门,其中生态养殖组放线菌门的丰度最高,传统养殖组优势菌为蓝细菌门的微囊藻属、鱼腥藻属以及拟杆菌门的黄杆菌属。冗余分析结果表明TP、COD和溶解氧(DO)是影响水体浮游生物群落组成与分布的关键因子。综上所述,利用沉水植物开展罗氏沼虾养殖水环境的原位净化,可显著消减养殖水体氮、磷营养盐,降低浮游动植物生物量,提高水体微生物群落结构稳定性,改善养殖水环境。     

高通量测序解析微生物肥料对红壤有机农田 土壤微生物群落的影响

高通量测序技术可用于精确分析土壤微生物群落,从微生物群落结构和多样性的角度阐释微生物肥料对有机农田根区土壤微生物群落的影响。在红壤有机农田轮作种植条件下,施用微生物肥料后利用Illumina MiSeq高通量测序技术结合相关生物信息学分析土壤细菌和真菌的多样性指数及群落结构。结果表明,从6个有机农田根区土壤样本中获得7 729个细菌分类操作单元(operational taxonomic units,简称OTU)和3 271个真菌OTU,细菌和真菌文库测序覆盖率均在99%以上。微生物肥料会显著降低土壤细菌和真菌种群多样性,且可在一定程度上降低细菌群落丰富度,显著降低真菌群落丰富度;并减少根区土壤特有细菌和真菌物种数量。放线菌门、变形菌门和酸杆菌门是优势细菌,子囊菌门是优势真菌;微生物肥料会提高放线菌门、变形菌门、厚壁菌门和担子菌门的相对丰度,分别比对照组提高29. 46%、9. 17%、129. 33%、165. 73%;但会降低酸杆菌门、绿弯菌门、子囊菌门、接合菌门的相对丰度,分别比对照组降低30. 14%、33. 50%、17. 27%、86. 33%。因此,施用微生物肥料可改变红壤有机农田根区土壤细菌和真菌的丰富度和多样性,有助于控制作物病害发生。     

池塘鱼菜立体种养系统的微生物群落结构分析

为了解池塘鱼菜立体种养系统中微生物的群落结构特征, 探究池塘鱼菜立体种养系统不同组成之间的相互关系, 采用Illumina MiSeq高通量测序方法对系统不同组成的微生物16S rRNA V3～V4区进行测序,比较分析了水体、底泥、蕹菜Ipomoea aquatica Forsk根际与根表、暗纹东方鲀Takifugu obscures肠道及凡纳滨对虾Litopenaeus vanname肠道微生物群落多样性及差异.结果表明: 池塘鱼菜立体种养系统的6组样品细菌分布于 62 门 1 503 属, 优势菌门包括变形菌门 Proteobacteria (27. 71%)、放线菌门 Actinobacteria (16. 37%)、蓝细菌门Cyanobacteria (16. 05%) 和拟杆菌门Bacteroidetes (10. 07%), 主要优势菌属包括红球菌属Rhodococcus、葡萄球菌属 Staphylococcus、弓形杆菌属 Arcobacter、红杆菌属 Rhodobacter、硫杆菌属Thiobacillus和支原体属Mycoplasma; 水体的优势菌门为放线菌门、变形菌门、蓝细菌门和拟杆菌门, 底泥的优势菌门为变形菌门和拟杆菌门, 蕹菜根际及根表的优势菌门为变形菌门、蓝细菌门和拟杆菌门, 暗纹东方鲀肠道的优势菌门为厚壁菌门Firmicutes、 Epsilonbacteraeota、蓝细菌门和拟杆菌门, 凡纳滨对虾肠道的优势菌门为放线菌门和变形菌门; 池塘鱼菜立体种养系统中的功能性细菌分布略有不同, 蕹菜根表硝化细菌的相对丰度显著高于水体、鲀肠道和虾肠道 ( P<0. 05), 蕹菜根际反硝化细菌的相对丰度显著高于其他各组 (P<0. 05), 水体和蕹菜根际固氮菌的相对丰度显著高于虾肠道、底泥和鲀肠道 ( P<0. 05).研究表明, 池塘鱼菜立体种养系统的不同组成 (底泥、水体、蕹菜根际与根表、养殖对象肠道) 由于功能不同微生物群落结构存在较大差异, 在蕹菜根际及根表包含有相对丰度较高的硝化细菌、反硝化细菌、固氮菌, 有助于促进氮循环, 提高系统中氮的利用率, 而养殖对象肠道中既有有益菌也有致病菌属.     

固定化菌剂原位净化养殖水体效果及对微生物群落结构的影响

为深入了解固定化菌剂原位应用对养殖水体净化效果及对养殖环境中微生物群落结构的影响,监测了养殖池塘原位修复过程中水质指标变化,同时采用高通量测序方法,分析了养殖底泥与水体中微生物群落的变化特征。结果表明：实验组中养殖池塘的COD_Mn和氨氮的去除效果均得到了显著提升(P<0.05)。COD_Mn去除率从26.14%升至52.49%,氨氮去除率从76.21%提升至90.73%。COD_Mn的浓度基本满足养殖尾水一级排放标准,氨氮可以稳定低于0.5 mg·L^-1,养殖过程中TP浓度保持稳定,满足排放标准。实验组水中微生物的多样性Shannon指数和丰富度Chao指数显著高于对照组(P<0.05)。固定化菌剂的加入使得实验组的环境微生物OTU数和独有的OTU数均相应增加,实验组底泥与水体间共有的OTU数更多。主坐标分析(PCoA)表明,与对照组相比,实验组中优势微生物种群的变化较大,变形菌门(Proteobacteria)数量升高促进了氨氮的转化;促进动物和植物遗骸腐烂的放线菌门(Actinobact...     

蚯蚓粪有机肥对土壤微生物群落的影响

将蚯蚓粪有机肥以0.0、4.5、9.0、13.5、18.0 g/kg施加到土壤中进行培养,并种植野菜红枸杞,待收获后采集根区土壤,利用高通量测序技术研究添加了不同量蚯蚓粪有机肥的土壤中细菌和真菌多样性以及群落结构.结果表明,土壤细菌的OTU(运算的分类单位)数目随着蚯蚓粪有机肥的添加而增加,添加蚯蚓粪有机肥提高了真菌OTU数,但添加量和提高幅度没有明显趋势.同时,蚯蚓粪有机肥提高了土壤中细菌和真菌的多样性,提高幅度较高的处理分别为E20、E10.此外,从主成分分析可以看出,蚯蚓粪有机肥的施加改变了土壤真菌和细菌的群落结构.从门水平看,细菌主要菌群的丰度没有发生显著的变化,而真菌优势菌群的变化具有明显的规律;从属的水平来看,蚯蚓粪有机肥提高了土壤主要细菌菌群中芽孢杆菌(Bacillus)的相对丰度,真菌主要菌群轮枝菌(除了E10处理外)随着蚯蚓粪有机肥添加的增加呈现先上升后下降的趋势.综上所述,添加蚯蚓有机肥能够增加土壤微生物特有物种数目,并提高益生菌丰度,对农田土壤的安全利用产生了积极影响.     

不同生长年限桔梗根部内生细菌种群结构分析

[目的]分析不同生长年限桔梗根部内生细菌种群结构及多样性,为深入理解植物—微生物互作和挖掘可培养细菌资源,建立功能细菌资源库提供理论支持.[方法]采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对1~3年生桔梗根部内生细菌的16S rDNA V3~V4区进行PCR扩增,对PCR产物进行高通量测序.使用QIIME软件统计不同样本的群落丰富度(Chao1指数和ACE指数)及多样性(Shannon指数和Simpson指数),运用R软件计算各样本共有OTU数量,并通过Venn图呈现各样本共有和独有OTU数量.同时,借用热图和LEfSe进行不同样本间的差异显著单元分析,共同阐述不同生长年限桔梗根部内生细菌种群的多样性变化规律.[结果]不同生长年限桔梗根部内生细菌种群结构及多样性存在一定差异.随着生长年限的增加,桔梗根部内生细菌的丰富度及群落多样性持续降低,桔梗根部内生细菌特有的OTU数量持续减少.1~2年生样本的优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),3年生桔梗根部以变形菌门、厚壁菌门、蓝细菌门和栖热链球菌门(Deinococcus-Thermus)为优势菌群.变形菌门的相对丰度在3个样本中最高,分别为76.35%、82.38%和86.46%.1年生桔梗根部内生细菌中变形菌门的相对丰度显著低于2年生和3年生样本(P<0.05),2年生与3年生桔梗样本间差异不显著(P>0.05).芽孢杆菌属(Bacillus)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)及Dyella的相对丰度在1年生桔梗中最高,假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度在3年生桔梗样本中最高.[结论]桔梗根部内生细菌具有丰富的多样性,不同生长年限桔梗根部内生细菌的群落结构不同,随着生长年限的增加,桔梗内生细菌的特有OTU、丰富度和群落多样性持续降低.生长年限是造成桔梗内生细菌种群结构及多样性变化的因素之一.芽孢杆菌属、慢生根瘤菌属、假单孢菌属及Dyella可作为可培养细菌资源进行深入研究.     

添加芽孢杆菌对草鱼池塘中真核微生物的影响

为了研究添加芽孢杆菌对池塘中真核微生物群落结构和理化因子的影响,采用高通量测序技术分析了实验组(添加芽孢杆菌池塘)与对照组(普通池塘)水体真核微生物群落结构,同时分析了两组池塘的水体理化指标。结果表明:8、9月实验组池塘水体中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N含量显著低于对照组(P0.05)。水体中梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、红囊藻(Hedriocystis)、蓝隐藻(Chroomonas)、丝孢酵母属(Trichosporon)和小环藻属(Cyclotella)真核微生物丰度显著高于对照组(P0.05)。实验组池塘水体真核微生物Chao1指数和Shannon指数显著高于对照组(P0.05)。实验结果证实:通过向池塘添加芽孢杆菌,可以改变水体中真核微生物群落的结构,从而实现对池塘理化因子的调节。研究结果对于降低水产养殖尾水对水域环境的污染具有一定的意义。     

淡水混养鱼塘水质对周围水环境的影响

为了解淡水混养鱼塘养殖水质对周围水环境的影响,于2012年5～10月对广西武鸣县淡水鱼类主养区的3口池塘进行水质监测.测定养殖周期内TN、TP、高锰酸钾指数(CODMn、NH4+-N、DO、NO2--N含量,分别以地表水环境功能标准和淡水养殖废水排放标准对养殖池塘以及排水口水质进行综合水质标识指数评价.结果表明,武鸣县混养鱼塘养殖周期内池塘水质地表水环境Ⅲ类水达标率为72.1％,出水口水质达到我国淡水池塘养殖水排放要求中的一级标准.说明武鸣县淡水混养鱼塘水环境综合水质基本达到地表水环境功能区要求,池塘废水排放符合标准.     

水葫芦栽培对池塘浮游细菌群落结构影响初探

应用高通量测序技术研究了浮床栽培水葫芦对罗非鱼养殖池塘中浮游细菌群落结构的影响,对水葫芦种植区和敞水区间细菌群落组成、多样性和丰富度的差别进行了分析,通过对主要环境因子与群落多样性和丰富度之间关系的分析,探讨了水葫芦栽培对浮游细菌影响的部分可能机理。结果表明:水葫芦栽培池塘中蓝细菌门、放线菌门和变形菌门是优势菌群;与敞水区相比,水葫芦种植区蓝细菌门的相对丰度较高,其他一些门类的相对丰度较低,细菌群落多样性和丰富度较低;主要环境因子中叶绿素a和亚硝酸盐氮与细菌群落多样性和丰富度呈负相关的现象,可能与水葫芦浮床栽培对藻类丰度和亚硝酸盐氮浓度的影响有关。     

条子泥垦区养殖尾水净化河道的细菌群落结构及其与环境因子的关系

监测条子泥垦区养殖尾水净化河道内的水体和沉积物,以探究河道内的细菌群落结构及与环境因子的关系。结果表明,河道内水质在不同月份间的差异显著,沉积物的理化性质在不同位点间的差异显著。依总氮(TN)和总磷(TP)判断,河道水体处于富营养化水平,但满足江苏省池塘养殖尾水排放二级标准。碳酸氢钠可提取磷(Olsen-P)表明沉积物不处于高营养水平。水体和沉积物中细菌群落组成的变化同理化性质一致,两环境中细菌群落的多样性、丰富度和组成均存在显著差异。蓝细菌门(Cyanobacteria)是水中的优势菌门之一,在9月份水体中的相对丰度高达39.33%。蓝细菌属(Cyanobium_PCC-6307)在水体(13.34%)和沉积物(8.15%)中均占据最高丰度,对细菌群落的影响最大。水体中水温(T)、TN、可溶性活性磷酸盐(SRP)和高锰酸盐指数(COD_Mn)与细菌群落显著相关(P<0.05)。除TN外,其余3项指标均与蓝细菌属呈正相关。沉积物中水溶性磷(WSP)、易解析磷(RDP)和总碳(TC)与细菌群落显著相关,WSP和RDP与蓝细菌属呈正相关。应加强对养殖尾水中磷的控制,以限制蓝细菌属在河道中的富集。本研究为沿海垦区水产养殖的尾水调控和健康发展提供了参考。     

不同处理条件下金鱼藻净水效果与微生物群落变化

为研究不同种植密度和曝气条件下,沉水植物金鱼藻对寒区静水湿地水体净化作用和微生物群落变化的影响,从寒区静水湿地水体采集样品,在实验室投加金鱼藻的固定容器中进行曝气处理,测定总氮(total nitrogen, TN)、总磷(total phosphorus, TP)的去除效果;利用高通量测序技术分析不同时间和不同处理间水体微生物群落结构和多样性变化,结合水体理化因子分析微生物群落变化的影响因素。结果表明:结合金鱼藻用量和能耗,金鱼藻种植密度为4.44 g·L^-1,曝气12 h条件下可达到良好的水体净化效果,TN、TP的去除率分别为51.23%、89.27%。微生物样品测序共得到3 283个操作分类单元(operational taxonomic units,OTU),核心OTU数量为107个,对照组中特有OTU数量较多。总体上看,各组微生物群落多样性均未增加,组间差异显著性逐渐降低;优势门为变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,投加适量金鱼藻可提高优势门的相对丰度,但曝气处理使变形菌门、拟杆菌门相对丰度降低。不同样品间微生物属水平上存在较大比例的未分类类群,变形菌门多核杆菌属具有较高的相对丰度,投加适量金鱼藻和曝气处理有利于提高其相对丰度。与对TN、TP浓度变化的影响相比,投加金鱼藻和曝气处理对微生物优势类群影响更加显著。     

海鲜菇栽培料中细菌菌落结构及多样性分析

采用高通量测序技术研究海鲜菇栽培料中的细菌群落多样性、微生物群落组成,结果表明,海鲜菇栽培料细菌16S rDNA的V3～V4区测序共获得52 192条序列,10 588个OTU数目,栽培料中具有较多的微生物群落;群落中,变形菌门占92.71%,γ-变形菌纲占75.77%,假单胞菌目占69.76%,莫拉氏菌科占68.73%,不动杆菌属占66.30%。     

生物炭原位添加对养殖池塘底泥中微生物群落结构的影响

为深入了解生物炭添加对养殖底泥微生物群落结构的影响,采用高通量测序方法,分析了在养殖池塘现场原位修复期间,养殖底泥中微生物群落的变化特征。结果显示：添加小麦秸秆生物炭修复期间,Simpson多样性指数先降低后逐渐升高,在第42 d时指数达到最低（0.16）,Shannon指数与Chao1指数以及OTU数的变化也呈现相似的规律,即在第42 d时生物丰度达到最大值。养殖底泥细菌中门水平优势细菌相对丰度发生改变,变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度显著提高,而酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度降低。Heatmap图也呈现出相似的结果,即Ardenticatenales、芽单胞菌科属（Gemmatimonadaceae）、bacteriap25和棒状杆菌属（Rokubacteriales）的相对丰度出现了先增加后降低的趋势。研究表明,养殖底泥中添加小麦秸秆生物炭可以改善微生物的群落结构,进而有助于底泥中多环芳烃等有机污染物的降解去除。     

辣椒疫病罹病植株根际土壤细菌群落多样性分析

[目的]分析辣椒疫病罹病植株根际土壤细菌群落多样性,为辣椒疫病防控提供理论依据.[方法]采集湖南长沙、吉首及永州地区辣椒疫病罹病植株根际土壤,运用IlluminaMiSeq高通量测序技术对土壤样品基因组DNA的16S rDNA-V4区进行测序分析,明确不同地区罹病辣椒植株根际土壤细菌群落多样性.[结果]3个地区罹病辣椒根际土壤的细菌OTU数量存在差异,独有OTU占总体比例各有差异,其中永州地区占其总数的30.18%、吉首地区占其总数的41.83%、长沙地区占其总数的24.07%,3个地区共有OTU占所有检测到OTU的14.95%.α多样性指标均表现为长沙地区最低,吉首地区最高.在门水平上,3个地区的罹病辣椒根际土壤微生物组成相似,优势菌门为Acidobacteria(酸杆菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)和Chloroflexi(绿弯菌门),但3个地区在相对丰度上表现一定差异.[结论]湖南永州、吉首和长沙地区辣椒疫病罹病植株根际土壤细菌多样性存在差异,以吉首最高、长沙最低;3个地区的罹病辣椒根际土壤微生物组成相似,但相对丰度存在差异.     

微生物菌剂拌土对玉米农田土壤细菌群落多样性的影响

为明确微生物菌剂拌土对玉米农田土壤细菌群落多样性的影响.对玉米农田土壤细菌的总DNA提取后,采用微生物多样性测序技术对玉米农田土壤细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了2种微生物菌剂拌土后玉米农田土壤细菌群落多样性和结构特征.微生物菌剂M1和M2拌土增加玉米农田土壤中全磷、硝态氮、有效磷和速效钾的含量;对玉米土壤细菌群落多样性有一定程度的影响,丰富度增加,多样性和均匀度降低,检测样本序列数量和细菌群落的OTU(operational taxonomic units)数量显著增加;对土壤细菌群落组成有影响,变形菌门(Proteobacteria)的丰度下降,放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度增加,优势菌属放线菌和芽孢杆菌的丰度增加;降低了土壤中引起人类疾病、参与细胞转化的微生物丰度,增加了参与代谢通路的微生物丰度.微生物菌剂拌土会影响玉米农田土壤细菌群落多样性和结构组成,改善土壤营养,增加有益微生物的丰度,进而改善玉米农田生态环境.     

甘蓝、菜豆和玉米不同轮作组合对淡褐土细菌群落和作物产量的影响

为研究不同连作、轮作组合对土壤细菌群落和作物产量的影响,选择北方旱地常见种植作物甘蓝(C)、菜豆(B)和玉米(M),以3种作物轮作下甘蓝-玉米-甘蓝(CMC)、菜豆-玉米-甘蓝(BMC)、甘蓝-甘蓝-甘蓝(CCC)、甘蓝-玉米-菜豆(CMB)、菜豆-玉米-菜豆(BMB)、菜豆-菜豆-菜豆(BBB)、甘蓝-甘蓝-玉米(CCM)、甘蓝-菜豆-玉米(CBM)、菜豆-菜豆-玉米(BBM)、菜豆-甘蓝-玉米(BCM)共10种轮作组合为对象,利用IlluminaHiSeq高通量测序平台,基于16S rRNA基因序列扩增子测序,研究10种轮作模式下耕层土壤细菌群落结构和多样性的变化,分析其不同变化对作物产量的影响。结果表明:各处理间细菌OTU数目差异较小,丰富度间没有差异;前茬种植作物为甘蓝时,CCC处理特有OTU数为2,BMC处理特有OTU数为1;前茬种植作物为菜豆时,BBB处理无特有OTU,CMB处理轮作特有OTU数为1;前茬种植作物为玉米时,CCM、CBM、BCM处理均有1个特有OTU。BCM处理的土壤细菌丰富度指数(Ace指数和Chao1指数)显著低于CCC处理,但CCC、BCM处理与其余处理间无显著差异;与CCC处理相比,BCM处理的Ace指数降低了2.6%,Chao1指数降低了2.5%。CMC、BMC、CCC、BMB、CCM、BBM处理的土壤细菌多样性指数(Shannon指数)较CBM处理显著提高了3.3%~3.6%。与连作相比,CBM处理土壤细菌相对丰度和群落结构变化最大,BCM处理次之;与CCC处理相比,轮作能够降低土壤细菌丰富度和土壤细菌多样性。CMB和BMB处理细菌优势门(相对丰度>10%)为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes),其余处理细菌优势门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门(Firmicutes);各处理相对丰度最大的门是变形菌门(25.0%~31.1%)。与连作相比,CBM处理显著降低酸杆菌门、绿弯菌门、放线菌门相对丰度,显著提高拟杆菌门相对丰度。属水平相对丰度聚类热图显示,CMC、BBB、CCM处理与BMC、BBM、BCM处理土壤细菌群落相似性较高,CCC、CMB、BMB处理与CMC、BMC、BBB、CCM、BBM、BCM处理群落相似性次之,CBM处理与其余9种处理细菌群落差异最大。前茬种植作物相同时,各处理产量均无显著差异,其中CMC、BMB、BBM处理产量最高。综合而言,菜豆-菜豆-玉米为最优轮作组合。