A statistical protocol to describe differences among nutrient utilization patterns of Fusarium spp. and Trichoderma gamsii

The Biolog phenotype microarrays (PM) system offers a simple and cheap tool to rapidly provide a high throughput of information about the phenotypes of fungal isolates in a short time. In order to improve the use of the PM system in fungal ecology studies, the present work proposes a new statistical protocol based on two approaches, that is, a functional principal components analysis to describe similarity patterns of growth curves, and a Bayesian generalized additive model (GAM) to allow inferences on specific growth features, in order to analyse nutrient fungal utilization in a model system including four causal agents of Fusarium head blight, the natural competitor Fusarium oxysporum, and the beneficial isolate Trichoderma gamsii T6085. Analysis of data collected by the Biolog PM in our biological system showed a different nutritional competitive potential of the four pathogens, as well as an intermediate behaviour of the natural competitor and of our biocontrol agent. This protocol, applicable to different fungal phenotypical studies at both isolate and community level, allows a full exploitation of data obtained by the PM system and provides important information about the nutritional pattern of a single isolate compared to those of other fungi, a key factor to be exploited in biocontrol strategies.     

Biolog微生物鉴定系统在丝状真菌鉴定碳源同化方面的应用

[目的]探讨Biolog微生物自动分析系统在丝状真菌鉴定碳源同化方面的应用前景。[方法]采用Biolog微生物自动分析系统,选取31株红树林丝状真菌接种于FF微孔板,记录其对19种不同碳源的利用情况。[结果]试验比较了31株真菌对碳源的利用,将它们大致分为曲霉属、青霉属及其他3个类群。[结论]碳源同化可为丝状真菌生理生化鉴定提供有益补充。     

Excessive Nitrogen Inputs in Intensive Greenhouse Cultivation May Influence Soil Microbial Biomass and Community Composition

Intensive greenhouse vegetable‐production systems commonly utilize excessive fertilizer inputs that are inconsistent with sustainable production and may affect soil quality. Soil samples were collected from 15 commercial greenhouses used for tomato production and from neighboring fields used for wheat cropping to determine the effects of intensive vegetable cultivation on soil microbial biomass and community structure. Soil total nitrogen (N) and organic‐matter contents were greater in the intensive greenhouse tomato soils than the open‐field wheat soils. Soil microbial carbon (C) contents were greater in the greenhouse soils, and soil microbial biomass N showed a similar trend but with high variation. The two cropping systems were not significantly different. Soil microbial biomass C was significantly correlated with both soil total N and soil organic matter, but the relationships among soil microbial biomass N, soil total N, and organic‐matter content were not significant. The Biolog substrate utilization potential of the soil microbial communities showed that greenhouse soils were significantly higher (by 14%) than wheat soils. Principal component (PC) analysis of soil microbial communities showed that the wheat sites were significantly correlated with PC1, whereas the greenhouse soils were variable. The results indicate that changes in soil microbiological properties may be useful indicators for the evaluation of soil degradation in intensive agricultural systems.     

施肥模式对连作草莓枯萎病控制效果及土壤微生物群落特征的影响

通过营养调控防治连作病害是近年来的发展方向之一。本研究通过不同施肥处理的田间小区试验,采用微生物培养方法和Biolog微生物自动分析系统分析了不同施肥模式下草莓抗病能力、连作土壤微生物群落特征。研究结果表明:与当地习惯施肥相比,优化施肥模式I和II可以促进草莓生长,并有效地控制草莓枯萎病;优化施肥模式I提高了草莓连作土壤细菌/真菌和放线菌/真菌比例;Biolog结果显示在短期内不同施肥模式对土壤微生物群落碳源利用能力和Shannon指数、Simpson指数、Mcintosh指数的影响有限;PCA分析表明,优化施肥模式I的土壤微生物群落碳源利用特征与当地习惯施肥模式明显不同。综合考虑控病效果及施肥量,优化施肥模式I是更为经济有效的施肥模式。     

福建安溪不同年限茶树土壤养分与微生物Biolog功能多样性的差异分析

茶园提早衰老退化是制约茶叶经济效益的一个关键性问题。以1年生、6年生与20年生茶树土壤为研究对象,对不同年限的茶树土壤养分与微生物多样性进行研究。结果表明:根据《茶叶产地环境技术条件》(NY/T8 53—2004)的pH和各项肥力指标,1年生茶树土壤的pH为4.73,处于Ⅱ级水平,6年生茶树土壤的pH为4.41,接近Ⅱ级水平,都符合优质、高效、高产茶园土壤的酸碱指标;20年生茶树土壤pH为4.15,接近4.0,呈酸化。6年生茶树土壤的有机质、碱解氮和速效磷都达到肥力Ⅰ级,速效钾处于肥力Ⅲ级,整体肥力水平最好;1年生茶树土壤的速效磷丰富,达到肥力Ⅰ级,碱解氮达到肥力Ⅱ级,有机质和速效钾处于肥力Ⅲ级,肥力处于中等水平;20年生茶树土壤的有机质达到肥力Ⅱ级,碱解氮、速效磷和速效钾都处于肥力Ⅲ级,整体肥力水平最差。基于Biolog平板法的微生物功能多样性研究表明,6年生茶树土壤的微生物群落利用碳源的能力最好,20年生茶树土壤微生物对6类碳源的利用程度都不高,1年生茶树土壤微生物对6类碳源的利用处于中等水平。多样性指数分析表明,6年生茶树土壤微生物群落的Shannon、Brillouin、均匀度、丰富度指数均最高;20年生茶树土壤最低。总之,与6年生和1年生茶树土壤相比,20年生茶树土壤呈现较强酸化,有机质含量比6年生茶树土壤下降47.81%,微生物群落的生理活性最低,生理功能多样性急剧减少。     

生物复混肥对土壤微生物群落功能多样性和微生物量的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板法和氯仿熏蒸浸提法,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥和生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的变化。结果表明:生物复混肥处理的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、微生物群落Shannon指数(H)和微生物群落丰富度指数(S)均最高;施用生物复混肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率,尤其是多酚化合物类和糖类;不同处理土壤微生物碳源利用特征有一定差异,生物复混肥在第1主成分上的得分值为正值,其他各处理在第1主成分上的得分值基本上为负值,起分异作用的主要碳源是糖类和羧酸类。在玉米生长期间各处理土壤微生物量大致呈先升高后逐渐平稳的趋势,且土壤微生物量碳、氮、磷的含量均以生物复混肥处理最高,最高值分别为333.21mg.kg 1、53.02 mg.kg 1和22.20 mg.kg 1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落丰富度和功能多样性,显著增加土壤微生物量碳、氮、磷的含量,有利于维持良好的土壤微生态环境。     

秦岭山区硅酸盐细菌的分离、筛选以及初步鉴定

针对秦岭周至县不同生境的土壤进行硅酸盐细菌的分离与筛选,对20株生长较好的硅酸盐细菌进行摇瓶培养,测定其发酵液的水溶性钾含量,挑选出解钾能力较强的菌株,并使用传统生理生化特征试验和Biolog微生物自动鉴定仪两种方法对其进行鉴定.结果表明,QL21为1株解钾能力较强的菌株,解钾率为25.1%,该菌为G+革兰氏阳性,菌体为长杆状,产生椭圆芽孢以及椭圆形肥大荚膜,其生理生化特征与芽孢杆菌很接近,经Biolog微生物自动鉴定仪鉴定为芽孢杆菌.     

荒漠草原不同植被类型土壤微生物群落功能多样性

利用Biolog EcoplateTM技术通过对荒漠草原生态系统中沙米、白沙蒿、柠条、沙冬青和人工乔木林5种植被类型土壤微生物群落功能多样性分析,以探讨不同植被类型对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响.结果表明,5种植被类型土壤微生物群落代谢活性有显著的差异(P＜0.01),5种植被类型土壤微生物群落利用碳源的种类也存在差异,氨基酸类、羧酸类和糖类是其主要的碳源利用类型.在Biolog ECO板培养基接种培养96 h后,5种植被类型土壤微生物群落多样性显示,物种丰富度指数(R)和均匀度指数(EH)差异显著,Shannon 指数(H′)差异不显著.     

Biolog-ECO解析黄瓜连作营养基质中微生物群落结构多样性特征

【目的】营养基质栽培作为一种有效缓解土壤连作障碍的栽培方式而被广泛应用,但随着栽培年限增加,也会表现出连作障碍现象。目前针对营养基质连作障碍产生机理的研究相对较少,生产上主要采用更换营养基质的方式维持生产力,造成大量的资源浪费。本研究从微生物群落功能多样性方面探索营养基质连作障碍产生机理,为找到合理修复营养基质的方法奠定基础。【方法】以日光温室黄瓜槽式连作栽培的营养基质（稻草+土壤+膨化鸡粪）为试材,采用Biolog-ECO方法计算Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、McIntosh指数及丰富度指数,进而揭示微生物群落结构多样性,采用主成分分析法探索不同连作茬次营养基质中微生物群落结构变化的特征与规律。【结果】黄瓜平均单株产量随着连作茬次的增加在连作第5茬达到最高值,连作11茬显著低于第1茬水平。营养基质pH随着黄瓜连作茬次的增加逐渐降低,连作13茬时显著低于其他茬次。有机碳、速效氮、磷、钾含量均在连作第5茬的营养基质中含量达到最高值;连作第11茬时,速效氮及速效钾含量显著低于第1茬;有机碳和速效磷含量则在连作第13茬显著低于第1茬。微生物群落碳代谢主成分分析结果显示连作7茬以后营养基质中微生物碳源利用情况与之前各茬次间差异显著。微生物群落多样性指数结果表明,香农指数、McIntosh指数及丰富度指数均在连作第5茬达到最大值,香农指数和丰富度指数在第11茬开始显著低于第1茬,McIntosh指数在第13茬显著低于1茬。同时,随着连作茬次的增加,营养基质中微生物对单一碳源L-精氨酸、D-半乳糖内酯、吐温40、吐温80、丙酮酸甲脂、甲基D葡萄糖苷、N-乙酰基-D-葡萄胺的代谢活性明显降低;而对L-天冬酰胺酸、2-羟基苯甲酸、4-羟基苯甲酸、腐胺、D-甘露醇的代谢活性明显提高。【结论】采用营养基质栽培黄瓜,连作第5茬黄瓜产量显著高于其他茬次,微生物碳代谢能力、微生物多样性各项指标及对单一碳源的高利用碳源数均在各茬次中最高;在连作第11茬后微生物碳代谢能力显著下降,微生物多样性水平显著降低,微生物对羧酸类碳源利用率明显提高,说明偏好羧酸类碳源微生物种群得到富集,微生物群落结构发生单一化现象。     

奶牛源化脓隐秘杆菌的分离鉴定及其毒力基因的检测

本研究旨在分离鉴定来自北京某奶牛场死亡奶牛肺脏的1株疑似病原菌CVCC 3982,并测定其致病性。通过分离培养获得疑似病原菌,采用Biolog鉴定系统和16S rDNA序列分析对其进行了鉴定,人工接种CD-1小鼠测定了其致病性,合成引物对其主要毒力基因进行了检测。结果显示,该疑似病原菌为革兰氏阳性杆菌,β溶血,Biolog鉴定结果显示其为化脓隐秘杆菌,其16S rDNA序列与化脓隐秘杆菌模式菌株NCTC 5224的同源性达100%,系统发育分析显示其与化脓隐秘杆菌处于同一分支。腹腔注射该菌可致小鼠死亡。分离菌株基因组中含有溶血素(PLO)基因,神经氨酸酶H(NanH)基因,神经氨酸酶P(NanP)基因,菌毛基因(fimA、fimC和fimE),但缺失胶原结合蛋白(CbpA)基因和菌毛fimG基因。结果表明该分离菌株为化脓隐秘杆菌且具有致病性。