焦磷酸测序鉴别猪线粒体细胞色素b基因单倍型

为了鉴别猪线粒体细胞色素 b(cytochrom e B,cyt b)基因单倍型 ,选择 9个不同品种共 4 15头猪作为试验材料 ,采用实时 DNA测序新方法焦磷酸测序 ,分析了 cyt b单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism s,SNPs)。分析结果显示 3种不同单倍型 E、A1和 A2。除 1头临高猪属于单倍型 A2外 ,其他 6个中国地方品种猪均属于单倍型A1;瑞典长白猪和大白猪存在单倍型 E和 A1,而皮特兰猪存在单倍型 E和 A2。此外 ,基于焦磷酸测序 ,在通城猪中发现了 1个新的 SNP位点。     

水稻叶际细菌群对二氧化碳升高的不同响应特征

A vast number of microorganisms colonize the leaf surface of terrestrial plants, known as the phyllosphere, and these microorganisms are thought to be of critical importance in plant growth and health. However, the taxonomic identities and ecological functions of the microorganisms inhabiting the rice phyllosphere remain poorly understood. Using a massive, parallel pyrosequencing technique, we identified the phyllosphere bacterial taxa of four different rice varieties and investigated the microbial response to elevated CO2 （eCO2） in a rice field of a free-air CO2 enrichment （FACE） facility located in Jiangsu Province, China. The results showed that the dominant phylotype, the Enterobacteriaceae family of Gammaproteobacteria~ accounted for 70.6%-93.8% of the total bacterial communities in the rice phyllosphere. The dominant phylotype was stimulated by eCO2, with its relative abundance increasing from 70.6%-75.2% at ambient CO2 （aCO2） to 86.5%-93.8% at eCO2 in the phyllosphere of rice varieties IIYou084 （TY-084）, YangLiangYou6 （YLY-6）, and ZhenXian96 （ZX-96）. The rare phylotypes, including the bacterial taxa of Sphingobacteriaceae, Xanthomonadaceae, Oxalobacteraceae, Clostridiaceae, and Pseudomonadaceae, were suppressed and their relative abundance decreased from 13.4%-23.0% at aCO2 to 1.47% 6.11% at eGO2. Furthermore, the bacterial diversity indices decreased at eCO2 in the phyllosphere of the rice varieties TY-084, YLY-6, and ZX-96. In contrast, an opposite response pattern was observed for the rice variety of YangDao8 （YD-8）. In the phyllosphere of this variety, the relative abundance of the dominant phylotype, Enterobacteriaceae, decreased from 94.1% at aCO2 to 81.4% at eCO2, while that of the rare phylotypes increased from 3.37% to 6.59%. In addition, eCO2 appeared to stimulate bacterial diversity in the rice variety YD-8. Our results suggest that the phyllosphere microbial response to eCO2 might be relative abundance-dependent in paddy fields.     

壳聚糖对黄瓜穴盘苗根际细菌多样性的影响

为明确壳聚糖对黄瓜穴盘苗根际细菌群落结构的影响,以添加壳聚糖的草炭、蛭石、珍珠岩为基质,进行黄瓜穴盘育苗试验,测定幼苗生长指标,并采用454焦磷酸测序技术测定穴盘苗根际细菌的种群变化。结果表明:基质添加壳聚糖可以显著促进黄瓜穴盘苗生长。添加壳聚糖使穴盘苗根际基质中细菌群落的Ace、Chao1和Shannon指数减小,Simpson指数增大,根际细菌群落的丰富度和多样性降低。序列分析表明,黄瓜穴盘苗根际基质中的细菌主要是丛毛单胞菌科Pelomonas属、假单胞菌科纤维弧菌属、黄色杆菌科Dokdonella属和草酸杆菌科Massilia属等。添加壳聚糖后,根际细菌如Pelomonas属、纤维弧菌属、根瘤菌属、Pedobacter属、Flavobacterium属等的相对丰度显著升高,这些细菌属多具有植物促生潜力;而食酸菌属、Dokdonella属、Massilia属、丰祐菌属、纤维单胞菌属等的相对丰度显著降低。可见,基质添加壳聚糖有利于根际有益细菌的选择性富集,改善黄瓜穴盘苗根际微生态环境,促进幼苗生长。     

长期施用尿素对东北黑土中氨氧化古菌群落的影响

【目的】表征34年施肥条件下东北黑土中氨氧化古菌（AOA）群落特征,明确不同尿素水平对其丰度和群落结构的影响,并与土壤化学性质进行关联分析,探讨引起影响东北黑土中AOA群落变化的主效环境因子,为进一步揭示黑土土壤硝化作用过程和机制,以及改良施肥方式提供依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院34年长期定位试验,选取3组不同施肥处理：无尿素组（对照CK和磷钾处理PK）、一倍尿素组（单施一倍氮肥处理N₁,氮磷处理NP,氮磷钾处理NPK和氮钾处理NK）和二倍尿素组（单施二倍氮肥处理N₂）共7个处理的耕层土壤为研究对象,借助454高通量测序和Real-time PCR技术,以AOA Arch-amoA基因为分子标靶,解析不同尿素水平对黑土中AOA群落组成和丰度的影响,并对AOA群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】随着尿素施用量的增加,黑土中AOA 的Arch-amoA拷贝数由2.64×10⁷/g土壤显著降低至8.34×10⁵/g土壤,且黑土pH是引起其数量降低的直接原因;OTU水平上的聚类和非度量多维度分析（NMDS）结果均表明,相同尿素水平的各处理AOA群落结构相似,不同尿素水平处理间的AOA群落差异显著;冗余分析表明,土壤pH、水溶性有机碳和硝态氮浓度是影响土壤AOA群落变化的主效环境因子（P＜0.05）;系统发育分析表明,东北黑土中AOA主要有Nitrososphaera和Nitrosotalea两个属：无尿素组中99.3%和一倍尿素组中90.1%的Arch-amoA序列归类于Nitrososphaera,二倍尿素组中67.9%的Arch-amoA序列归类于Nitrosotalea。【结论】本研究表征了长期不同施肥下黑土中的AOA群落特征,通过与土壤化学性质耦合分析,确定了引起黑土中AOA群落变化的主要因素。长期施用氮肥的黑土中,AOA Arch-amoA拷贝数和群落结构受尿素施用量的影响显著,低倍尿素提高其多样性,而高倍尿素则使之降低,土壤pH、有机碳和硝态氮浓度是导致AOA群落差异主要因素。     

藏东南林芝地区典型农业土地利用方式对土壤微生物群落特征的影响

为研究藏东南林芝地区土壤微生物群落对农业土地利用方式的响应特征及其关键影响因素,可深入认识农业土地利用对该区域生态系统稳定性的影响,并为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。采集藏东南林芝地区2种典型农业土地利用方式(农田及放牧草地)土壤样品,以自然森林土壤样品为对照,利用磷脂脂肪酸法(PLFA)和MiSeq高通量测序分析不同土地利用方式下土壤微生物数量、多样性和群落组成的差异性,并结合土壤理化指标探讨影响土壤微生物群落组成和结构的关键因素。结果表明:与自然森林相比,农田和放牧草地土壤中微生物PLFA总量降低了38.7%~51.8%,其中革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、放线菌和真菌的生物量分别降低了26.1%~47.6%、40.0%~61.1%、44.1%~60.6%和5.2%~31.3%。农田种植显著降低土壤真菌的多样性,其丰富度、香农多样性相比于森林土壤分别降低了53.0%和71.4%,而细菌群落的丰富度、香农多样性则显著降低了15.7%和5.1%。农田种植显著增加土壤细菌中放线菌门(A ctinobacteria)的相对丰度,但是显著降低了浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度,放牧草地则显著促进拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria)的生长。农业土地利用显著提高土壤真菌群落中担子菌门伞菌纲(A garicomycetes)的优势度,其在农田和放牧草地土壤中的相对丰度分别是自然森林土壤的23倍和19倍,而子囊菌门(A scomycota)和接合菌门(Zygomycota)的相对丰度则分别降低了67.7%~89.6%和58.7%~67.4%。基于距离矩阵的冗余分析表明,土壤细菌和真菌的群落结构在3种土地利用方式下有显著差异。土壤微生物的数量、多样性和群落组成受到土壤pH值、土壤有机碳、土壤C/N等理化性质的显著影响,并且土壤真菌对环境因子改变的响应比细菌敏感。研究表明,典型农业土地利用方式导致藏东南林芝地区土壤微生物群落的数量和多样性相比于自然植被显著降低,并改变细菌和真菌的群落组成和结构,而且真菌对农业土地利用方式的响应比细菌敏感。     

零换水条件下养殖水体中碳氮比对生物絮团形成及团头鲂肠道菌群结构的影响

本试验旨在运用454焦磷酸测序技术同时结合PCR-变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析零换水条件下养殖水体中碳氮比对生物絮团形成及团头鲂(Megalobrama amblycephala)肠道菌群结构的影响。试验共设置5组,其养殖水体中碳氮比分别为8(CN8组,设为对照组)、12(CN12组)、16(CN16组)、20(CN20组)、24(CN24组),每组设置3个水泥池(重复),每个水泥池投放团头鲂幼鱼20尾。养殖期为8周,每隔1周采集水样1次,检测养殖水体中氨氮、亚硝酸盐氮及生物絮团含量。养殖8周后,每个水泥池分别随机挑选3尾鱼无菌采集盲肠内容物,运用454焦磷酸测序技术分析不同碳氮比零换水养殖条件下团头鲂肠道菌群结构的变化。结果表明:当碳氮比≥16时,形成的生物絮团可以有效调节水质,降低水体中的氨氮和亚硝酸盐氮含量。随着碳氮比由8升高到16和20,肠道中放线菌门(Actinobateria)含量变化不显著(P0.05),厚壁菌门(Firmicutes)含量显著增加(P0.05),梭杆菌门(Fusobateria)和变形菌门(Proteobacteria)含量显著减少(P0.05)。对厚壁菌门进行深入分析发现,在纲水平上,与对照组相比,CN16、CN20和CN24组团头鲂肠道中梭菌纲(Clostridia)含量显著减少(P0.05),而芽孢杆菌纲(Baccilli)含量显著增加(P0.05)。DGGE指纹图谱分析表明,养殖水体中碳氮比能够影响团头鲂的肠道菌群的多样性。CN8组和其他组的相似性系数最低,仅为0.43,而CN20和CN24组的相似性系数最高,达到0.96。由此可见,零换水条件下养殖水体的碳氮比影响了生物絮团的形成量,改变了团头鲂肠道菌群结构和多样性。以团头鲂肠道菌群结构为评价指标,零换水条件下团头鲂养殖水体中适宜碳氮比为16~20。