连续降雨后太湖流域典型农田土地利用方式下土壤至入湖河流水体细菌群落的变化

研究以太湖区域中林地、桃园、稻田以及链接这些典型土地的河流共8个点为取样地,借助16S rRNA扩增子高通量测序和分析技术,基于Illumina HiSeq测序平台,利用双末端测序的方法得到1 865 862条原始序列,通过对原始序列进行拼接、过滤,得到1 712 497条有效序列,按照97%相似性将优质序列划分为95 132 条可操作分类单元（OTU, operational taxonomic units） ,同时基于OTUs 信息计算Alpha 和Beta 群落丰富度和多样性指数,并采用RDP Classifier结合GreenGene数据库对代表性OTU 序列进行注释。在OTU聚类信息、群落多样性指数及组间差异性物种统计方面,分析了明显连续降雨后监测的细菌群落从农田到河流连续地变化规律。结果表明,森林景观带、稻田、桃园土壤细菌种群多样性明显比河流水体中丰富,说明陆源微生物在迁移过程中发生了适应特定生境的变化。Acidobacteria门在森林景观带、水稻田、桃园中表现出较高的丰度,Proteobacteria门在河流中展现出更大的种群优势。Nitrospirae门是一类具有硝化作用的细菌,在水稻田中显示较高的优势。Yersinia属、Flavobacterium属、Aeromonas属、Pseudomonas属、Acinetobacter属是具有传播水生动物、人畜流行疾病能力的种群,并且在河流中具有较高丰度,应当引起注意。Sphaerotilus属对污水中的有机物和有毒物质有很强的降解作用,在河流中的丰度高于土壤。Sphingomonas属、Arthrobacter属、Thiobacillus属能够降解除草剂、农药等有机污染物,在桃园和稻田中表现出较高丰度,具有环境修复价值。本文为系统掌握太湖流域果园和水稻田土壤细菌群落结构的差异特征,以及土壤微生物群落从农田系统到河流的变化规律提供了理论依据,提示该区域农业从事者应当从经济、生态和健康方面综合考虑土地利用方式。     

富氧灌溉池塘中反硝化细菌丰度昼夜垂直变化特征分析

为了探讨农用灌溉池塘蓄积的生活污水在富氧条件下反硝化细菌丰度变化及其与水质参数的相关性,应用实时荧光定量聚合酶链式反应技术对富氧灌溉池塘水体不同深度水层中(上层10~30 cm、中层90~110 cm、和下层150~170 cm)反硝化功能基因丰度昼夜变化特征进行了研究。结果表明:水质参数中溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度、p H值、水温、光照度及NO3--N浓度均具有垂向分层效应,随水层的加深而逐渐降低,NH4+-N及PO43--P浓度则呈现与前者相反的趋势,随水层加深而逐渐升高;nir K,nir S和nos Z 3类反硝化基因受DO浓度和p H值调节作用显著,均表现为白天丰度高,晚间丰度低的时间效应;3类反硝化基因丰度整体表现为表层水体中的基因丰度高,其次为中层水体,底层水体中的丰度最低的趋势,即同样表现出垂向分层效应。nir S基因丰度总是比nir K基因丰度高,说明nir S型反硝化细菌更能适应富氧灌溉池塘水质环境。3类反硝化基因丰度与环境参数中的DO浓度和p H值呈显著正相关(P0.01)。综上,富氧条件下灌溉池塘水质参数尤其是DO浓度昼夜垂向变化促使nir K,nir S和nos Z 3类反硝化细菌丰度变化具有一定的时间效应和垂直空间分层效应,说明在自然条件下也可能有大量的好氧反硝化细菌存在,并且因为长时间受富氧条件驯化,导致反硝化细菌丰度受DO浓度变化影响较大,可能会促使不同深度水层断面发生的氮转化过程及其强度具有差异。进而为原位状态下好氧反硝化脱氮的可能性提供了更有利的佐证。该研究为富氧污水在用于农田灌溉使用时提供背景参数。     

连续降雨后太湖流域典型农田土地利用方式下土壤至入湖河流水体细菌群落的变化

研究以太湖区域中林地、桃园、稻田以及链接这些典型土地的河流共8个点为取样地,借助16S r RNA扩增子高通量测序和分析技术,基于Illumina Hi Seq测序平台,利用双末端测序的方法得到1 865 862条原始序列,通过对原始序列进行拼接、过滤,得到1 712 497条有效序列,按照97%相似性将优质序列划分为95 132条可操作分类单元(OTU,operational taxonomic units),同时基于OTUs信息计算Alpha和Beta群落丰富度和多样性指数,并采用RDP Classifier结合Green Gene数据库对代表性OTU序列进行注释。在OTU聚类信息、群落多样性指数及组间差异性物种统计方面,分析了明显连续降雨后监测的细菌群落从农田到河流连续地变化规律。结果表明,森林景观带、稻田、桃园土壤细菌种群多样性明显比河流水体中丰富,说明陆源微生物在迁移过程中发生了适应特定生境的变化。Acidobacteria门在森林景观带、水稻田、桃园中表现出较高的丰度,Proteobacteria门在河流中展现出更大的种群优势。Nitrospirae门是一类具有硝化作用的细菌,在水稻田中显示较高的优势。Yersinia属、Flavobacterium属、Aeromonas属、Pseudomonas属、Acinetobacter属是具有传播水生动物、人畜流行疾病能力的种群,并且在河流中具有较高丰度,应当引起注意。Sphaerotilus属对污水中的有机物和有毒物质有很强的降解作用,在河流中的丰度高于土壤。Sphingomonas属、Arthrobacter属、Thiobacillus属能够降解除草剂、农药等有机污染物,在桃园和稻田中表现出较高丰度,具有环境修复价值。本文为系统掌握太湖流域果园和水稻田土壤细菌群落结构的差异特征,以及土壤微生物群落从农田系统到河流的变化规律提供了理论依据,提示该区域农业从事者应当从经济、生态和健康方面综合考虑土地利用方式。