高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株，并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样，以水稻秸秆粉为唯一碳源，通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌，结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株，采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位，通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性，解析其高温适应性机制，评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌，其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强，而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力，将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似，分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低，其最适温度范围不同，分别为55~65℃和70~80℃，其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明，菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌，其具有不同高温偏好性，纤维素酶热稳定性强，在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。     

苜蓿青贮乳酸菌的筛选及其对苜蓿青贮发酵的影响

为获得苜蓿青贮用乳酸菌,本研究从苜蓿附生乳酸菌中通过抑菌活性、酸化苜蓿粉及结构性糖代谢中间产物的性能指标筛选优良菌株,并研究其对苜蓿(Medicago sativa)青贮发酵的影响。结果表明,1)筛选到抑菌活性较高、酸化苜蓿粉及结构性糖代谢中间产物综合性能较好的菌株ZZU A341,被鉴定为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum);2)青贮90 d,添加该菌株的处理组pH、氨态氮含量低于添加商业菌株(YX)的处理组,显著低于自然青贮(P<0.05)。综上所述,使用该筛选方法获得的优良乳酸菌可有效改善苜蓿发酵品质。     

甘露寡糖添加方式对哺乳期犊牛瘤胃细菌菌群结构的影响

为利用16S rDNA技术研究甘露寡糖不同添加方式对哺乳期犊牛瘤胃细菌菌群结构影响,本研究选用出生日龄一致、体重接近、健康状况良好的荷斯坦公犊牛20头,随机分为4组。CR组为对照组,饮用乳及开食料中均不添加甘露寡糖;ORa组在饮用乳中添加5 g甘露寡糖,开食料中不添加甘露寡糖;ORb组在开食料中添加5 g甘露寡糖,饮用乳中不添加甘露寡糖;ORc组在饮用乳及开食料中各添加2.5 g甘露寡糖(混合添加)。应用16S rDNA测序技术,研究了甘露寡糖添加方式对犊牛瘤胃细菌构建的影响。结果表明:甘露寡糖添加方式会影响哺乳期犊牛瘤胃细菌总数,但对哺乳期犊牛瘤胃细菌菌群多样性未产生显著影响(P>0.05)。在门水平上,与对照组相比,ORb组颗粒料中添加甘露寡糖显著降低了厚壁菌门与放线菌门的丰度(P<0.05),极显著提高了变形菌门的丰度(P<0.01),优势菌门增加为3种,分别为拟杆菌门、厚壁菌门与变形菌门。在属水平上,甘露寡糖不同添加方式导致哺乳期犊牛瘤胃细菌菌群结发生了改变,其中甘露寡糖不同添加方式对小杆菌属和脱硫弧菌属在瘤胃内丰度均产生了影响,但对ORa组与ORc组犊牛瘤胃细菌影响不及ORb组;且ORb组犊牛瘤胃细菌功能性菌属普雷沃氏-7属、氨基酸球菌属、优杆菌属和琥珀酸弧菌等均发生显著变化。基于以上结果,得出如下结论:本研究条件下,甘露寡糖添加方式对哺乳期犊牛瘤胃细菌菌群多样性未产生显著影响(P>0.05),但开食料中寡糖添加方式对菌群结构产生部分影响,其中发挥瘤胃蛋白降解作用和淀粉降解作用的琥珀酸弧菌科-UCG-001属、利用乳酸的新月形单胞菌属丰度极显著提高(P<0.01),而利用乳糖的优杆菌属丰度显著降低,降解半纤维素的小杆菌属丰度极显著降低(P<0.01)。     

Long-term fertilization leads to specific PLFA finger-prints in Chinese Hapludults soil

Soil microbes play essential roles in the biogeochemical processes of organic carbon and nutrient cycling. Many studies have reported various short-term effects of fertilization on soil microbes. However, less is known about the effects of longterm fertilization regimes on the rhizosphere. Therefore, the objective of this study was to explore how the soil microbial communities in the rhizosphere respond to different long-term fertilization strategies. Based on a 21-year field treatment experiment in Guizhou, China, we extracted phospholipid fatty acids(PLFAs) to determine the microbial community structure in both the non-rhizosphere(NR) and rhizosphere(R). Six treatments were included: no fertilizer(CK), mineral nitrogen fertilizer(N), N with potassium(NK), phosphorus with K(PK), NPK, and NPK combined with manure(MNPK). The results showed that total PLFAs under unbalanced mineral fertilization(N, NK and PK) were decreased by 45% on average in the NR compared with CK, whereas MNPK increased fungi and G~– bacteria abundance significantly in both the NR(by 33 and 23%) and R(by 15 and 20%), respectively. In addition, all microbial groups in the R under these treatments(N, NK and PK) were significantly increased relative to those in the NR, except for the ratio of F/B and G~+/G~–, which might be due to the high nutrient availability in the R. Soil pH and SOC significantly regulated the soil microbial community and structure, explaining 51 and 20% of the variation in the NR, respectively. However, the rhizosphere microbial community structure was only significantly affected by soil pH(31%). We concluded that the soil microbial community in the NR was more strongly affected by long-term fertilization than that in the R due to the rhizosphere effect in the agricultural ecosystem. Rhizosphere nutrient conditions and buffering capacity could help microbial communities resist the change from the long-term fertilization.     

Fibrinonecrotic Placentitis and Abortion Associated With Pantoea agglomerans Infection in a Mare

Pantoea agglomerans, family Enterobacteriaceae, is a Gram-negative bacterium that may be isolated from soil and from plants. This bacterium has been associated with disease in plants, humans, and rarely in domestic animal species. We describe here a case of fibrinonecrotic placentitis and equine abortion associated with P. agglomerans infection in southern Brazil. A fetus with 10 months of gestation and its placenta were evaluated. Gross lesions were observed in the cervical star extending to the body of the chorioallantois and consisted of a focally extensive, transmural, severely thickened yellow area. Histologically, this area in the chorioallantois was effaced by severe necrosis, associated with marked inflammatory infiltrate of neutrophils and abundant deposition of fibrin and cellular debris. Aggregates of bacterial rods were noted intermixed with inflammation areas. No significant lesions were observed in the remaining organs inspected. Tissue samples of the lung, placenta, and stomach contents were cultured, and microbiological tests revealed the growth of P. agglomerans in all evaluated samples. The present study reaffirms the participation of P. agglomerans as a cause of bacterial placentitis and abortion in horses.     

亮斑扁角水虻形态观察及诱产卵菌的筛选

【目的】 研究引进亮斑扁角水虻在室内饲喂条件下的生活史、成虫种群雌雄比例变化规律,对其卵表及幼虫肠道中诱成虫产卵菌进行筛选和鉴定,为亮斑扁角水虻在本地区的规模养殖和综合利用提供理论依据。【方法】 引进亮斑扁角水虻,在室内光照条件下饲喂4代,用直接观察法记录亮斑扁角水虻在不同饲喂条件下的生活史和生活习性,显微拍照记录水虻各龄期的形态特征;用稀释涂布平板及平板划线的方法,对亮斑扁角水虻卵携带菌及其幼虫肠道菌进行分离纯化,筛选可诱导产卵的菌株,并鉴定。【结果】 与内地相比,亮斑扁角水虻在新疆饲养周期稍有延长,但其发育完好,能够在本地区进行世代饲养;观察并记录了其卵、幼虫、蛹、成虫及其其生殖器形态;筛选到对亮斑扁角水虻雌性成虫有诱导产卵效果的两株菌e1、Y3,其发酵液处理组平均产卵量分别为对照组的6.26和7.40倍,两株菌皆为革兰氏阳性菌,16S RNA测序初步鉴定e1为暹罗芽孢秆菌,Y3为节杆菌属,且Y3为1种潜在的新菌。【结论】 引进亮斑扁角水虻在新疆能够周年循环养殖,具有规模生产及综合开发利用潜力。     

棉花苗期根腐类病害生防细菌的筛选与鉴定

【目的】从新疆棉田中筛选对棉花苗期根腐类病害具有较强拮抗作用的生防细菌,为棉花苗期根腐类病害生物防治奠定基础。【方法】采用平板对峙法,测定实验室保存的多株生防细菌的抑菌能力,通过田间试验,验证其防治棉花苗期根腐类病害的效果。对生防细菌的16S rDNA基因序列与gyrA基因序列分别测序,通过BLAST在线比对,利用MEGA 7.0构建系统发育树,确定该生防菌株的分类地位。【结果】生防细菌TWt34、HWt34对棉花苗期根腐类病害(立枯病和红腐病)防治效果分别为76.74%和78.43%;在平板对峙对立枯丝核菌(Rhizoctonia solani) 和拟轮枝镰孢霉(Fusarium verticilliodes)的抑菌宽度分别为8.29和6.60 mm,具有较强拮抗作用,对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)的抑菌宽度分别为7.70 和13.15 mm,也具有明显抑制作用。16S rDNA与gyrA基因序列鉴定表明生防菌菌株TWt34、HWt34同属于莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)。【结论】筛选出的2株莫海威芽孢杆菌TWt34、HWt34对棉花4种主要病害的病原菌具有较强的抑制作用,能够有效防治2种棉花苗期根腐类病害(立枯病和红腐病)。     

基于高通量测序技术分析2种菌草根际土壤真菌群落多样性

为了解福州菌草基地巨菌草和绿洲一号2种菌草的根际土壤真菌群落多样性,采用Illumina Miseq高通量测序技术和生物信息学方法,对菌草根际土真菌的多样性及群落结构进行分析。结果表明：从3份土壤样本中获得525 292条ITS序列,在97%序列相似性基础上可划分为7267个可操作分类单元（OTU）。真菌群落的丰富度指数（ACE）以菌草非根际土最低,绿洲一号根际土略高于巨菌草根际土;而多样性指数（Shannon-Wiener和Simpson）菌草根际土高于非根际土,绿洲一号根际土略高于巨菌草根际土。3份样品的优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、接合菌门（Zygomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）、球囊菌门（Glomeromycota）;优势菌纲为散囊菌纲（Eurotiomycetes）、粪壳菌纲（ Sordariomycetes）、座囊菌纲（Dothideomycetes）、伞菌纲（Agaricomycetes）、锤舌菌纲（Leotiomycetes）、圆盘菌纲（Orbiliomycetes）、银耳纲（Tremellomycetes）、粘膜菌纲（Wallemiomycetes）;优势菌属为篮状菌属（Talaromyces）、深黄伞形霉属（Umbelopsis）、枝孢菌属（Cladosporium）、暗双孢菌属（Cordana）、镰刀菌属（Fusarium）、隐球菌属（Cryptococcus）、淡紫紫霉属（Purpureocillium）、赤霉菌属 （Gibberella）、灵芝属（Ganoderma）。研究结果表明,菌草根际土真菌群落多样性高于非根际土,为进一步更好地利用菌草提供理论参考依据。     

间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落结构的影响

研究间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落多样性变化规律,为判断胶园间作木薯的可行性提供理论支撑。以橡胶与木薯间作为处理,橡胶单作为对照,采用传统方法和高通量测序技术分析橡胶树根际土壤理化性状及真菌群落结构。结果表明：（1）间作模式下橡胶树根际土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量和真菌Shannon指数显著降低,真菌Simpson指数显著提高,pH和Chao1指数虽有降低,但差异未达到显著水平;（2）门分类水平上,2个处理的橡胶树根际土壤真菌群落结构组成相近,共有的3大优势菌门均为Ascomycota、Zygomycota和Basidiomycota。间作木薯降低了橡胶树根际土壤中Zygomycota和Basidiomycota的相对丰度,但提高了Ascomycota相对丰度,达到91.54%;（3）属分类水平上,2个处理中相对丰度比例前10的优势菌属占所有检测出菌属的61.30%~65.59%,间作木薯提高了橡胶根际土壤中Phyllosticta、Gibberella和Lecythophora的相对丰度;（4）土壤碱解N、速效P和速效K含量对橡胶树根际土壤中真菌群落α-多样性产生影响,土壤真菌多样性变化与土壤有机质含量有关。因此,间作木薯增加了植物对土壤矿质营养元素的吸收,导致橡胶树根际土壤肥力下降,进一步降低了橡胶树根际土壤真菌的群落多样性,同时增加了病原真菌的丰度。     

石灰岩山地4种林分空气细菌动态变化及其影响因素分析

为探索石灰岩山地不同林分类型中空气细菌的动态变化规律及其影响因素,筛选出抑菌效果较好的林分,选取徐州石灰岩山地4种典型林分为试验材料,采用自然沉降法研究林分中细菌含量的季节变化和日变化,同步监测温湿度、风速、PM2.5和空气负离子浓度,分析空气细菌含量及其之间的关系。试验结果表明:(1)细菌含量季节性变化表现为春季秋季夏季冬季,除冬季日变化呈现"早晚低,中午高"的变化趋势,其他季节表现为"早晚高,中午低";(2)不同林分类型空气细菌含量存在显著差异(P0.05),总体来看,苦楝林对细菌的抑制效果最好;(3)细菌含量与空气湿度和PM2.5呈极显著正相关关系,与空气负离子呈极显著的负相关关系。综上,苦楝林的抑菌效果最好,湿度、PM2.5和负离子是影响空气细菌含量的主要因素。本研究可为此地城市保健林的营建以及生态旅游规划提供科学依据。