不同寄主植物对美国白蛾肠道细菌群落的影响

为明确美国白蛾Hyphantria cunea在取食不同寄主植物后其肠道细菌群落的变化情况,采用高通量测序技术分析其肠道细菌16S rDNA的V3～V4区域,分析肠道细菌的多样性、物种组成和菌群结构差异,并对其生物学功能进行预测。结果显示,美国白蛾4龄幼虫在取食不同寄主植物后肠道细菌Shannon多样性指数出现明显差异,由高到低依次为取食寄主法国梧桐Platanus orientalis、柿Diospyros kaki、胡桃Juglans regia、杨树Populus×canadensis和杏Armeniaca vulgaris的群体。美国白蛾肠道优势菌门主要为变形菌门和厚壁菌门,而属分类水平上的物种在不同处理之间存在较大差异,在取食法国梧桐和柿树的美国白蛾肠道中Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia的相对丰度较高,分别为63.16%和34.50%;取食杏树和杨树的美国白蛾肠道优势菌属分别是肠球菌属Enterococcus和肠杆菌属Enterobacter,相对丰度分别为87.58%和37.93%。不同寄主也导致美国白蛾肠道细菌群的组成结...     

不同氮钾水平对菜豆叶际细菌群落组成的影响

以菜豆为试材,采用基于16S rRNA基因高通量测序技术,通过OTU数量、多样性指数、鉴定类群等方法,研究了不同氮钾施用水平下室内沙培菜豆叶际细菌群落组成和多样性,以期为作物精准施肥和植物-微生物关系研究提供参考依据。结果表明：高氮、缺氮和高钾都明显降低了菜豆叶际细菌OTU数量,而缺钾则提高了菜豆叶际细菌OTU数量。Alpha多样性分析表明正常施氮和缺钾水平下菜豆叶际细菌群落丰富度和多样性最高,氮素过高或缺乏、钾肥过高会导致细菌群落丰富度和多样性下降。物种注释分析显示菜豆叶际细菌以变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门为优势门。氮、钾施用过量和缺乏会导致菜豆叶际大肠杆菌属和拟杆菌属细菌过度繁殖,干扰和抑制伯克氏菌属和芽孢杆菌纲等有益菌群生长,影响植物自身固氮能力和抗病能力,减缓作物生长发育速度。     

不同施肥水平下甘蔗植株根系内生细菌群落结构特征

分析不同施肥水平下甘蔗植株根系内生细菌群落结构特征,旨在解析不同施肥水平对甘蔗植株内生细菌群落的影响,为挖掘和利用有益内生细菌及其功能提供理论依据。结果发现,门分类水平,施肥处理条件下甘蔗植株根系中放线菌门(Actinobacteria)细菌丰度占比均低于相应的不施肥处理,但绿弯菌门(Chloroflexi)细菌丰度占比均高于不施肥处理。属分类水平,Haliangium、 Acidicapsa、 unclassified＿f＿＿Ktedonobacteraceae和unclassified＿f＿＿Acidobacteriaceae＿Subgroup＿1是常规施肥水平(3000kghm^-2,H处理)条件下甘蔗植株根系特有的优势内生细菌属;而鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)是减量施肥水平(1500 kg hm^-2, M处理)下特有的优势内生细菌属;中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、 norank＿f＿＿BIrii41、糖霉菌属(Glycomyces)、 norank＿f＿＿67-14、 Reyranella、 unclass...     

不同植被对煤矿复垦区域土壤真菌多样性和酶活性的影响

为了评价不同植被对煤矿废弃地复垦区土壤生态修复的效果,本研究开展了桃树、杉树、李树等植被对复垦区土壤酶活性和真菌种群多样性的影响分析。结果表明：（1）不同植被下,脲酶、酸性磷酸酶和转化酶的活性差异显著。脲酶在对照中最高,桃树最低;酸性磷酸酶活性对照最高,杉树（0~20、40~60 cm）和桃树（20~40 cm）土壤中最低,且一般情况下酶活性随土层加深而降低,具有表聚性,但不同植被和不同土层的转化酶活性的变化表现不同;该区域土壤的pH随土层加深增高,最高为5.67,均呈酸性,除对照外,均表现出一定程度的差异性。（2）不同植被下,所有土壤样品的真菌种群优势门均为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、毛霉菌门（Mucoromycota）,季也蒙酵母属（Meyerozyma）和芽枝霉属（Cladosporium）为所有土壤样品都具有的优势属,而孢霉属（Mortierella）仅在柳树土壤中不是优势属,青霉菌属（Penicillium）、绿核菌属（Ustilaginoidea）是李树土壤中的优势属;盘菌属（Tricharina）是杉树土壤中的优势属;刺毛四枝孢（Tetracladium）是对照土壤中的优势属。通过综合非度量多维尺度分析（Non-metric multidimensional scaling, NMDS）表明,不同植被的土壤真菌群落组成差异较大,柳树0~20 cm、杉树20~40 cm、对照40~60 cm土壤中的真菌数量和多样性较丰富,其中桃树土壤中的真菌丰富度和多样性相对较低。本研究结果可以为其他煤矿复垦区域土壤生态修复研究提供借鉴。     

高通量分子标记检测方法的研究进展

分子标记直接反映基因组序列水平上的遗传多样性,被广泛地应用于基因定位、多样性分析、作物遗传育种及医疗等领域。近几年,伴随着芯片杂交技术和测序技术的快速发展,高通量、高自动化的分子标记检测技术有许多新发展。本文针对目前常用的分子标记检测新技术,包括dCAPS、KASPar、基因芯片、简化基因组测序和靶向测序基因型检测等技术的原理、方法、优缺点和其应用前景进行综述,为分子标记的检测和遗传相关研究提供信息支持。     

雅安藏茶对胃蛋白酶的促进作用

【目的】研究雅安藏茶促进胃蛋白酶的活性级分评价,为丰富雅安藏茶的生理代谢机理提供一定的科学依据。【方法】从雅安藏茶中系统萃取分离出7个级分,使用酶标仪与96孔板酶反应体系,对雅安藏茶水浸出物及各个级分促进胃蛋白酶的活性成分进行了系统的评价。【结果】雅安藏茶水浸出物(0.04~0.39mg/mL)及其4个级分的添加浓度(0.03~0.23mg/mL)与其对胃蛋白酶活性的促进作用之间均具有显著的量效关系;对胃蛋白酶的激活倍数进行比较,茶黄素(theaflavin,TFs)级分为5.26倍、儿茶素(catechin,Cs)级分为4.40倍、茶红素(thearubigins II,TRsII)级分为2.52倍、茶红素(thearubigins I,TRsI)级分为2.19倍。【结论】结合主要成分含量分析,认为各级组分中对胃蛋白酶活性起到良好促进能力的活性成分主要为:茶黄素、儿茶素和茶红素。     

生物质炭对连作参地土壤肥力及微生物特性的影响

为分析生物质炭用于老参地土壤修复的可行性,本研究采用Biolog、高通量测序等技术研究了3种生物质炭对连作参地人参品质、土壤肥力、微生物群落结构与功能多样性变化的影响。结果显示,增施不同生物质炭均有助于两年生重茬人参生物量及总皂苷含量的积累。结合生物质炭对土壤性质的影响研究结果发现,不同生物质炭对土壤有效磷、有机碳含量具有稳定的提升效果,增幅分别为47.04%~237.73%、8.09%~38.71%。增施生物质炭促进了土壤微生物的代谢活性,增加了土壤对聚合物类、酚酸类、氨基酸类、羧酸类碳源的利用效率,其中以酚酸类物质为底物的功能微生物种群数量显著增加。高通量测序结果显示,老参地土壤细菌物种数、丰度与多样性均呈下降趋势,细菌优势门类减少,单个门类优势度上升。生物质炭处理下土壤中细菌丰度与多样性增加,调控了变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门、芽单胞菌门的优势度,使其数量变化趋势趋向于新林土。上述分析表明,重茬人参生物量和品质的提高与生物质炭提升土壤中人参生长的关键肥力指标,促进微生物代谢,调控细菌群落结构变化趋势有关。综上,生物质炭对老参地土壤表现出良好的修复、改良作用,适量增施生物质炭有利于老参地土壤质量的调节与恢复。     

连续施用化肥及秸秆还田对潮土酶活性、细菌群落和分子生态网络的影响

  【目的】  采用高通量测序和分子生态网络分析技术,研究连续施用化肥及秸秆还田对细菌群落结构和种间互作关系的影响,为黄淮海潮土区秸秆资源化利用与土壤肥力提升提供理论依据。  【方法】  长期定位试验位于山东德州,始于2010年,土壤为典型潮土,为冬小麦–夏玉米轮作。2021年从不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPKS) 3个处理小区采集土壤样品,分析土壤养分、酶活性、细菌群落等指标。  【结果】  与CK处理相比,NPK和NPKS处理pH均降低了0.06个单位,土壤有机质分别提升了23.19%和34.82%,细菌多样性分别降低了0.90%和0.91%,均匀度均显著降低了1.11%。与CK相比,NPK处理土壤中β-葡糖苷酶(β-GC)和碱性磷酸酶(ALP)分别显著升高47.91%和50.35%,NPKS处理β-GC、ALP和脱氢酶(DHA)活性分别升高78.31%、46.53%和50.91%。CK处理的优势菌群为寡营养型细菌(酸杆菌门和浮霉菌门)和固氮菌(生丝微菌科和伯克氏菌科),NPK处理的优势菌群为可降解顽固有机质的变形菌门(草酸杆菌科、红丹杆菌科和黄单胞菌科)、放线菌门和拟杆菌门;NPKS处理的优势菌群为具有纤维素降解能力的厚壁菌门(芽胞杆菌科)。网络分析发现,不同施肥处理优势菌群分属于不同网络模块,与土壤养分含量和酶活性呈显著相关关系,其中NPKS处理中富集的芽胞杆菌通过强烈的共生关系形成特定物种集群,并且与β-GC、ALP和DHA呈显著正相关关系。  【结论】  秸秆还田配施化肥有利于黄淮海潮土区土壤肥力的提升,并可通过调节细菌种间互作关系,优化细菌群落组成,提高土壤酶活性。     

不同耕作方式下玉米秸秆还田对土壤真菌群落的影响

研究宁夏引黄灌区秸秆还田与籽粒直收玉米配套模式下不同耕作和秸秆还田方式对土壤真菌群落组成及功能的影响,探究土壤真菌群落对耕作和秸秆还田方式响应差异的生物学机制,为优化耕作与秸秆还田方式和提高农田土壤肥力提供理论依据。以宁夏引黄灌区秸秆还田与籽粒直收玉米连作农田土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析2种耕作方式(免耕与深翻)与3种秸秆还田方式(不还田、秸秆半量还田与秸秆全量还田)定位试验条件下,玉米成熟期土壤真菌群落结构与功能的差异,并结合土壤理化性质,进一步探究农田土壤真菌群落结构及功能变化的环境驱动因子。结果表明,免耕结合秸秆半量覆盖还田处理土壤真菌多样性指数表现最优,免耕条件下秸秆不还田与秸秆半量还田处理土壤真菌OTU数均多于深翻,秸秆全量还田处理则相反。各处理优势真菌种群存在明显差异,子囊菌门、担子菌门、被孢菌门、粪壳菌纲、Symmetrospora属、被孢霉属和子囊菌属在各处理中相对丰度普遍较高;免耕处理对不同真菌物种存在不同的影响,可以促进参与木质素腐解的真菌生长发育,降低致病真菌的相对丰度。耕作方式对真菌群落组成的影响显著,免耕结合秸秆不还田、秸秆半量覆盖还田处理下土壤真菌群落组成稳定性较强,其余处理的土壤真菌群落组成稳定性则较差。各处理对真菌群落组成贡献较大的真菌物种存在差异。土壤理化性质与不同菌属的生长繁殖关系密切,主要优势菌属主要受土壤碱解氮、全磷、有效磷、容重的影响。本研究发现,不同耕作与秸秆还田方式改变了农田土壤真菌群落OTU数量、多样性参数以及群落组成,不同的土壤理化性质也是影响各真菌菌属生长繁殖的主要因素;免耕结合适宜的秸秆覆盖还田量能够促进土壤中易腐解秸秆的菌属生长繁殖,利于形成秸秆还田生态圈的良性循环,促进农田土壤生态系统稳定。     

缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌群落对气候变化的响应

采用控制系统来模拟未来大气CO₂浓度和气温升高的气候变化情景,借助基于半导体芯片技术的IonS5TMXL测序平台并结合相关生物信息学方法对气候变化背景下缓释肥处理的麦田土壤进行16S rRNA细菌V4区和18S rRNA真菌ITS区测序分析,探究了缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌对气候变化的响应。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌平均有效序列数分别是80543和64303个,平均OTUs分别是3149和1161个。Alpha多样性分析显示,大气CO₂浓度升高小麦土壤细菌的Shannon和Chao1指数均降低,而土壤真菌在各气候环境下均无显著差异。主成分分析显示,各处理下土壤细菌群落结构差异不明显,真菌群落结构在气温升高时差异明显。缓释肥处理与普通肥相比,土壤细菌和真菌的Alpha多样性及群落结构在不同气候条件下均没有差异。菌群分类学表明,小麦土壤的优势细菌门为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和酸杆菌门,主要的优势细菌属有9种;优势真菌门为子囊菌门、被孢菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有7种。大气CO₂浓度升高条件下,施用普通尿素使变形菌门和鞘氨醇单胞菌属的相对丰度分别增加10.34%和46.27%。在对照温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属相对丰度分别显著增加39.85%和295.33%;在升高温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属分别增加33.16%和154.49%。CO₂对变形菌门、鞘氨醇单胞菌属和毛壳菌属的影响达显著水平。在各气候变化环境下,各土壤理化性质均有所改善;与普通氮肥相比,缓释氮肥处理在各气候环境下土壤有机质、碱解氮和全氮含量降低,土壤有效磷和总磷含量升高。冗余分析表明,土壤细菌群落结构主要受土壤全氮和盐分含量的影响,而真菌群落结构主要受土壤pH和有效磷含量的影响。研究结果表明,未来气候环境变化对土壤微生物群落的影响大于缓释肥处理。该结果加深了缓释肥对土壤微生物群落结构和多样性影响的认识,为未来气候环境变化下缓释肥推广使用提供理论依据。