不同抗性烤烟品种根际微生物数量及多样性差异研究

以不同烤烟品种云85（高抗）、K326（中抗）、净叶黄（中感）和红花大金元（高感）为材料,通过平板菌落计数法和Biolog方法比较了不同烤烟品种不同生育时期以及接种黑胫病菌后根际可培养微生物数量及群落功能多样性差异。结果表明,不同品种根际细菌数量随生育进程先增加后减少,真菌刚好相反,且细菌和真菌趋势拐点均出现在现蕾期,放线菌变化不大;团棵期和旺长期细菌和放线菌数量与品种抗性正相关,真菌数量与品种抗性呈负相关。人工接种黑胫病菌条件下,抗病品种根际环境刺激了细菌生长,而相对抑制感病品种细菌生长,不同品种均促进了根际真菌和放线菌生长,且真菌数量与品种抗性负相关。Biolog功能多样性分析表明,不同品种碳源总体利用能力及功能多样性存在一定差异,团棵期和旺长期抗病品种AWCD值、Shannon指数和Mclntosh指数大于感病品种;接种降低了感病品种碳源总体利用能力及功能多样性。以上结果说明,不同品种微生物数量及群落多样性受生长发育和品种抗性影响,且抗性差异主要表现在烤烟现蕾以前;与黑胫病互作后根际微生物数量及群落多样性存在明显差异且与品种抗性密切相关。     

不同施肥处理对农田土壤微生物区系和功能的影响

本研究采用DGGE和Biolog两种方法, 研究了五种不同施肥处理对土壤微生物区系组成和功能的影响。采用UPGMA对DGGE试验结果进行聚类分析得出,小麦季中不施肥对照（T1）和常规氮磷钾肥（T2）聚为一类,相似性为41%,常规氮磷钾肥+秸秆还田（T4）和常规氮磷钾肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂（T5）聚为一类,相似性为52%,而70%常规氮磷钾肥+有机肥（T3）单独聚为一类;玉米季也得到类似的结果,只是T1和T2的相似性为68%,T4和T5相似性达78%,而T3依然归为一类,这说明不同施肥处理间土壤微生物区系存在相似性。经过切胶测序及BLAST比对,发现大多为不可培养细菌,可培养细菌中多为芽孢杆菌属和类芽孢杆菌属。Biolog试验采用主成份分析得出,T1和T2土壤微生物功能类似,T4和T5土壤微生物也具有相似的功能,而T3则单独分为一类。其中,T5和T4的土壤细菌群落对底物碳源的代谢活性最强,T3处理次之,T2和T1最低。通过这两种不同试验方法的分析可以看出,不同施肥处理对土壤微生物区系和功能的影响存在关联性。     

魔芋与玉米间栽对魔芋根际微生物群落代谢功能多样性的影响

研究了魔芋与玉米间栽对魔芋软腐病的控制作用,同时采用Biolog方法间栽对魔芋根际微生物群落代谢功能多样性的影响。结果表明,魔芋与玉米间栽能有效控制魔芋软腐病,其中玉米2∶魔芋4(T3)效果最好,相对防效可达61.27%。另外,魔芋与玉米间栽使魔芋根际微生物Shannon多样性、均匀度指数和每孔颜色平均变化率(AWCD)发生变化,魔芋根际微生物对碳源的利用情况也发生了改变,与净栽魔芋(CK)相比,T3对聚合物类和酚类化合物的利用率分别升高了25.7%和23.5%,而对糖类、羧酸类、氨基酸类和胺类这4类碳源的利用率分别降低了30.7%,39.9%,34.9%和38.6%。主成分分析表明,间栽处理的魔芋根际微生物群落代谢功能与净栽相比差异显著。     

不同水热条件下玉米单作系统中红壤微生物群落的代谢特征

在我国东部位于3个气候带(温带、暖温带、中亚热带)的农业生态试验站(海伦站、封丘站、鹰潭站)设置水热变化梯度下的土壤置换试验,利用Biolog方法,研究了水热条件和施肥对玉米抽雄期的红壤中微生物群落功能的影响.结果表明,水热条件、作物和施肥共同影响了红壤中微牛物群落的碳源代谢活性(Average Well Color Development,AWCD值表示).施肥处理(NPK)红壤中AWCD值大小顺序为:封丘>海伦>鹰潭,不施肥(CK)处理为:封丘>鹰潭>海伦站.在3种气候条件下,施用NPK肥均提高了红壤中微生物群落的碳源代谢的总体活性.主成分分析结果表明,不同水热条件下,施肥处理的红壤中微生物群落代谢指纹变化较小,但不施肥处理出现显著变化;对碳源利用主成分起分异作用的主要是碳水化合物和羧酸类物质及3种含氮化合物(L-苯基丙氨酸、L-天冬酰氨酸和苯乙基胺).     

马铃薯健株与黄萎病株根际土壤真菌群落结构及其对碳源利用特征

【目的】通过研究马铃薯健康植株与黄萎病株的根际土壤真菌群落结构与功能多样性的差异,明确土壤真菌群落结构与黄萎病发生之间的关系,为最终从微生物生态学的角度解释马铃薯黄萎病的发生原因及其生态防控提供理论依据。【方法】以河北省坝上地区马铃薯健株与黄萎病株的根际土壤为研究对象,分别利用实时荧光定量PCR（real-time PCR）和高通量测序（Illumina MiSeq）技术检测根际土壤中大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）ITS基因拷贝数量并分析真菌群落结构变化,结合冗余分析（RDA）明确真菌群落结构与土壤养分的相关性。同时利用Biolog-ECO平板法比较健株与黄萎病株根际土壤微生物对碳源的利用能力。【结果】马铃薯黄萎病的发生与土壤中大丽轮枝菌ITS基因拷贝数量存在相关性,在病株根际土壤中病原菌数量高,而在健株根际土壤中未检测到病原菌。高通量测序分析表明,病株根际土壤真菌多样性指数低于健康植株,但多样性差异不显著。在群落组成的门水平上,与健株根际土壤相比,病株根际土壤中的子囊菌门（Ascomycota）和丝孢菌门（Mortierellomycota）相对丰度上升幅度分别为20.68%和16.16%,而担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度下降51.43%。在属水平上,病株根际土壤中轮枝菌属（Verticillium）、青霉属（Penicillium）、维希尼克氏酵母属（Vishniacozyma）、红酵母属（Rhodotorula）和芽枝霉属（Cladosporium）的相对丰度呈上升趋势,增加倍数分别为71.96、3.62、6.11、15.38和6.24倍,而小不整球壳属（Plectosphaerella）、Guehomyces、葡萄穗霉属（Stachybotrys）、赤霉属（Gibberella）、曲霉属（Aspergillus）菌群的相对丰度下降幅度分别为45.10%、61.41%、96.87%、45.85%和44.39%。真菌群落组成与土壤养分的冗余分析（RDA）表明,健株根际土壤优势群落的相对丰度（如小不整球壳属、Guehomyces、葡萄穗霉属、赤霉属、曲霉属）与硝态氮、有机质和pH呈正相关,而黄萎病株根际土壤优势群落的相对丰度（如轮枝菌属、链格孢属、刺盘孢属、被孢霉属、腐质霉属、青霉属、维希尼克氏酵母属、红酵母属和芽枝霉属）与无机磷和速效磷呈正相关。不同根际土壤的AWCD值表明,病株根际土壤微生物对碳源的利用能力高于健株。进一步分析发现,与健株相比,病株土壤微生物对羧酸类碳源的利用能力显著提高,而对氨基酸类、胺类、碳水化合物类、聚合物类和双亲化合物类碳源利用能力差异不显著。【结论】病株的根际土壤真菌多样性降低和群落结构改变是马铃薯黄萎病发生的重要特征,其中轮枝菌属菌群的相对丰度显著提高是最主要特征,并且真菌群落结构受土壤养分影响。同时,病株根际土壤微生物对羧酸类碳源利用能力显著提高。     

银北盐碱区植物根际土壤酶活性及微生物群落特征

开展盐碱区耐盐植物根际微生物群落多样性研究,对于盐碱土壤的植被恢复和生态修复具有重要意义。运用Biolog微平板技术,对宁夏银北盐碱区6种耐盐植物根际土壤酶活性及微生物群落代谢功能多样性进行研究。结果表明:不同植物根际土壤理化性质和酶活性存在一定的差异。与裸地相比,6种植物能显著提高盐碱地土壤酶活性,苜蓿根际土壤三种酶活性显著高于其他植物。土壤平均颜色变化率(AWCD)随培养时间的延长而逐渐增加,大小顺序依次为苜蓿(MX)、芨芨草(JJC)、柽柳(CL)、柳枝稷(LZJ)、苦豆子(KDZ)、枸杞(GQ)和裸地土壤(CK),根际土壤与盐碱裸地土壤之间差异显著(P0.05)。土壤微生物群落香农指数、辛普森指数和麦金塔指数均以苜蓿根际土壤最高,芨芨草次之,二者较其他土壤差异显著(P0.05)。不同植物根际土壤微生物碳源利用能力存在差异,苜蓿根际土壤微生物的利用率显著高于其他土壤(P0.05),碳水化合物类是根际土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类和羧酸类,胺类的利用率最小。主成分分析显示,对PC1和PC2起分异作用的主要碳源为碳水化合物类和羧酸类。综合各项指标,均表现为植物根际土壤优于盐碱裸地,其中苜蓿和芨芨草能显著提高土壤微生物群落功能多样性,对盐碱地根际微环境的养分循环具有积极意义。     

长期单作对枸杞园不同土层土壤微生物代谢活性和多样性的影响

土壤微生物群落多样性及其活性对维持农田土壤生态系统稳定和功能至关重要。前期研究表明，长期单作可导致枸杞园土壤微生物多样性降低和群落结构变异，但对其如何影响土壤微生物代谢活性尚不明确。为研究微生物代谢活性对长期单作的响应，利用Biolog Eco平板分析了枸杞园表层（0~20 cm）和亚表层（20~40 cm）土壤微生物底物利用谱（CLPP）的年代变化规律。结合土壤酶活性和理化性质测定和分析，探索了土壤微生物底物利用谱变化的驱动因子。结果表明，长期单作促进了枸杞园表层土壤微生物群落的代谢活性（P<0.05），但不影响亚表层土壤微生物的代谢活性和Shannon指数。随种植年限增加，表层土壤微生物对吐温80和衣康酸的代谢活性增加，而亚表层土壤微生物对D-葡萄氨酸和苯乙基胺的利用显著降低（P<0.05）。对不同碳源类型的分析发现，长期单作抑制了枸杞园表层和亚表层土壤微生物对多聚物的利用能力（P<0.05），说明土壤微生物对复杂有机物的降解能力可能受到干扰。变差分解分析表明，土壤理化性质和真菌丰度是驱动枸杞园土壤微生物代谢多样性变异的主要因子。这些结果表明长期单作干扰了枸杞园，尤其是亚表层土壤微生物的代谢活性，影响了其对复杂有机物的分解过程。在长期单作下，枸杞园亚表层土壤的植物-土壤负反馈作用可能更加严重，应受到更多关注。     

TCBS培养基筛选的虾池细菌分析

通过TCBS培养基分离筛选对虾养殖水体中的细菌,采用16S rDNA分子生物学方法和Biolog微生物自动分析系统进行鉴定分析。结果显示:以TCBS培养基分离筛选的60株菌中,采用16S rDNA分子生物学方法鉴定,只有SWG-27、SWG-28、SWG-29为弧菌属,占总鉴定细菌的5%,其他细菌大部分为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)和大洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus sp.),分别占总鉴定细菌的36.7%和43.3%;自60株细菌中随机挑选15株作Biolog微生物自动分析系统鉴定,弧菌属细菌也只占很小比例;60株细菌接种于6种不同品牌的TCBS培养基上均可很好地生长。结果表明,TCBS培养基能够培养养殖水体中的弧菌,但其他细菌也能在其上良好生长,利用TCBS培养基检测养殖水体弧菌数量的结果值得商榷。     

水稻细菌性叶鞘褐腐病研究

从浙江嘉兴市和余杭市的晚稻褐腐叶鞘及谷粒的156份样本中分离出363个荧光细菌，经菌落形态和致病性测定后获得19个致病菌株，从中选出10个进行细菌学和Biolog鉴定，并与6个标准菌株比较，结果证实，这种水稻叶鞘褐腐病是由Pseudomonas fusouaginae引起，种子能带菌传病。     

Identification and Characterisation of Xanthomonas campestris pv. campestris Strains from Tanzania by Pathogenicity Tests, Biolog, rep-PCR and Fatty Acid Methyl Ester Analysis

Black rot, caused by Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc), is a major disease constraint to cabbage production by smallholder farmers in Africa. Variability exists within the pathogen, and yet differentiation of Xcc strains from other closely-related xanthomonads attacking crucifers is often difficult. The Biolog system, fatty acid methyl ester analysis using microbial identification system (MIS), rep-PCR and pathogenicity tests were used to identify and characterise Xcc strains from Tanzania. Great diversity was observed among Xcc strains in their Biolog and rep-PCR profiles. Specific rep-PCR genomic fingerprints were linked to some geographical areas in the country. Most of the Xcc strains were clustered in two groups based on their fatty acid profiles and symptom expression in cabbage although some deviant strains were found. Each of the methods allowed a degree of identification from species, pathovar to the strain level. Biolog and MIS identified all Xcc strains at least to the genus level. Additionally, Biolog identified 47% of Xcc strains to the pathovar and 43% to strain level, whereas MIS identified 43% of the strains to pathovar level. In the absence of a database, the utility of rep-PCR for routine diagnosis of strains was limited, although the procedure was good for delineation of Xcc to the strain level. These findings indicate the existence of Xcc strains in Tanzania that are distinct from those included in Biolog and MIS databases. The limitations noticed warrant continued improvement of databases and inclusion of pathogenicity testing, using universally susceptible cultivars, as an integral part of strain identification.