抗盐碱转基因大豆对根际与非根际土壤氨氧化古菌多样性影响

采用PCR—DGGE技术,研究了抗盐碱转基因大豆（SRTS）对根际与非根际土壤氨氧化古菌（AOA）群落多样性的影响。结果表明,在非根际土壤中,SRTS的氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数显著高于其受体亲本黑农35和其他两种大豆处理,而均匀度指数较低;在根际土壤中,SRTS的DGGE条带数和多样性指数均高于其受体亲本,但并不显著,其均匀度指数则显著高于其他处理;每种大豆自身根际与非根际比较显示,SRTS非根际氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数明显高于根际,均匀度指数却低于根际,而其受体亲本与其他两个处理反之。聚类分析结果表明,SRTS的DGGE带谱与其他大豆处理差异较大,且自身非根际与根际处理差异显著,与其受体亲本黑农35相似性很低。测序结果表明,在SRTS处理中特有条带12、15和优势条带13、14均属于Uncultured crenarchaeote。在盐碱土壤生态系统中,SRTS提高了非根际土壤氨氧化古菌群落的多样性,但对根际土壤中氨氧化古菌的群落多样性有一定的抑制作用。

     

盐碱胁迫下大豆根际土壤真菌多样性分析

为进一步了解大豆根际土壤中真菌对盐碱胁迫的适应性,利用DGGE技术,通过浇灌盐碱液(A)及覆盖盐碱土(B)两种盐碱胁迫方式对野生大豆和栽培大豆根际真菌多样性进行分析。结果表明:不同盐碱胁迫方式对大豆根际真菌相似性影响较大,如野生大豆和栽培大豆在相同的盐碱胁迫处理A1浓度下,野生大豆和栽培大豆根际真菌群落结构的相似性可达0.70;适当的盐碱浓度可增加大豆根际真菌的均匀度和Shannon指数,如野生大豆在B1浓度时均匀度为0.99,在A2浓度时Shannon指数为1.87;其中对DGGE特异条带测序与基因库比对,获得一些相对优势的菌株如:Fusarium oxysporum、Actinomucor elegans、Marcelleina tuberculispora、Marcelleina persoonii、Tofieldiaceae environmental sample clone、Uncultured eukaryote clone等。     

盐碱胁迫对大豆根际细菌群落多样性的影响

以野生大豆(Glycine soja)和栽培大豆(Glycine max,吉农18号)为研究对象,通过盆栽试验,以浇灌盐碱液(A)及覆盖盐碱土(B)2种方式分别设置4个不同盐碱浓度的处理,利用变性凝胶电泳技术(DGGE)分析大豆根际细菌的多样性。结果表明:盐碱胁迫下野生大豆和栽培大豆根际中16Sr DNA V3区片段达31条,DGGE指纹图谱中可见,野生大豆和栽培大豆在2种盐碱胁迫处理方式下各有不同的特征条带。适当的盐碱浓度处理能增加野生大豆和栽培大豆根际细菌的丰富度,且覆盖盐碱土处理的野生大豆表现较强的抗逆性。通过对DGGE部分条带的克隆测序与NCBI基因库比对得出部分相对耐盐碱的菌株,如野生大豆中的Altererythrobacter sp.(交替赤杆菌属)、Rhizobium sp.(根瘤菌属)、Psychrobacillus psychrodurans(嗜冷芽孢杆菌属)等和栽培大豆中的Sphingobium sp.(鞘氨醇菌属)、Olivibacter soli(橄榄形菌属)、Uncultured Sphingomonadaceae bacterium(不可培鞘脂单胞菌)、Sphingomonas sp.(鞘氨醇单孢菌属)等。     

转基因大豆对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

采用大田试验结合Biolog技术比较分析了种植转基因大豆PAT与其亲本PAT1、转基因大豆ALS与其亲本ALS1及当地主栽大豆中黄13对根际土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,由平均颜色变化率(AWCD)反映的土壤微生物活性呈现以下变化规律:在整个温育过程中,两种转基因大豆根际土壤微生物活性均高于相应亲本,当地品种中黄13根际土壤微生物活性介于转基因大豆和非转基因亲本大豆之间;两种转基因大豆根际土壤微生物群落物种均一度(J)和优势度指数(D)较对应亲本均无显著差异(P>0.05),转基因大豆PAT根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)与亲本相比差异不显著(P>0.05),而转基因大豆ALS根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)显著高于其亲本ALS1(P<0.05)。主成分分析结果表明,转基因大豆PAT、亲本PAT1、非转基因亲本大豆ALS1以及中黄13土壤微生物群落碳源利用类型相似,仅转基因大豆ALS土壤微生物碳源利用类型表现出差异。对不同碳源的分析结果表明,土壤微生物利用的主要碳源为糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物。     

不同耐草甘膦转基因大豆对根际土壤固氮细菌多样性的影响

采用盆栽试验结合DGGE-cloning测序技术比较分析了耐草甘膦转基因大豆M88、GTS40-3-2、ZB及常规非转基因大豆中黄13在成熟期对根际土壤固氮细菌多样性的影响。结果表明,耐草甘膦转基因大豆M88、GTS40-3-2和非转基因大豆中黄13根际土壤固氮细菌多样性指数和均匀度指数无显著差异;抗虫耐草甘膦转基因大豆ZB根际土壤固氮细菌多样性指数显著高于非转基因大豆中黄13,均匀度指数无显著差异。克隆测序结果表明,4种大豆根际土壤固氮细菌主要隶属于α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、蓝藻纲和一些未知细菌类。相对于不同大豆品种对固氮细菌多样性的影响,耐草甘膦CP4 epsps基因的导入并没有对根际土壤固氮细菌多样性产生显著影响。     

巨柏根际与非根际土壤细菌多样性及功能

以西藏林芝市巴宜区、米林县、朗县3个巨柏(Cupressus gigantean)种群地为试验地，在每个种群地分别采集9组根际土壤、非根际土壤样本；利用高通量测序技术，分析巨柏根际土壤、非根际土壤的细菌多样性及功能。结果表明：巨柏根际土壤与非根际土壤丰富度指数(ACE指数和Chao指数)差异不显著。依据热图聚类分析、主坐标分析(PCoA),巨柏根际土壤与非根际土壤细菌群落结构和相对丰度存在显著差异。根际土壤中放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)的相对丰度，显著高于非根际土壤。根际土壤细菌的转运与分解代谢、膜转运、信号转导、氨基酸代谢、类脂化合物代谢、异种生物降解与代谢、内分泌系统等功能丰度，显著高于非根际土壤细菌的。巨柏根际土壤具有丰富的特有细菌。     

芦笋根际与非根际土壤微生物群落结构及多样性特征

【目的】探明四川芦笋根际和非根际土壤微生物群落多样性特征,为芦笋土壤生态系统的构建和保持提供理论依据。【方法】以芦笋根际和非根际土壤为研究对象,测定其土壤理化指标,同时利用高通量测序技术分析土壤细菌、真菌群落特征。【结果】芦笋根际土壤pH、全钾、速效钾均低于非根际土壤,而有机质、全氮、水解氮、全磷和有效磷均高于非根际。根际土壤细菌的多样性和丰度高于非根际,根际真菌的丰度高于非根际,而根际真菌的多样性低于非根际。芦笋根际和非根际土壤优势细菌门主要是变形菌门、厚壁菌门、酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门,优势真菌门为担子菌门、子囊菌门。LSfSe分析发现在根际土壤中共鉴定14个细菌类群和20个真菌类群与非根际土壤有显著差异。主成分分析（PCA）表明,根际与非根际在土壤细菌及真菌群落结构多样性上均存在较大差异。冗余分析（RDA）显示,pH是影响土壤微生物群落结构组成最重要的因素。【结论】扩展了芦笋根际微生物的多样性的认知谱系,为探讨通过调控土壤微生物群落结构实现芦笋优质高产栽培提供理论依据。     

早实薄皮核桃根际与非根际土壤微生物多样性分析

为研究早实薄皮核桃根际与非根际土壤微生物多样性,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对其根际与非根际的土壤样品进行对比分析。结果表明,早实薄皮核桃根际土壤细菌和真菌序列数分别比非根际土壤多1 335条和5 369条,早实薄皮核桃根际土壤真菌的Chao1指数、ACE指数、Shannon指数均显著大于非根际,但两者之间的细菌差异不显著。从细菌和真菌组成来看,早实薄皮核桃根际与非根际土壤中丰度最高的细菌为放线菌门、真菌为子囊菌门。总体而言,早实薄皮核桃根际与非根际土壤微生物存在一定差异,根际土壤真菌多样性显著大于非根际,但细菌差异不显著。     

粉垄耕作木薯根际与非根际土壤的细菌群落结构多样性差异

【目的】分析粉垄耕作下的木薯根际和非根际土壤理化性质及细菌群落多样性差异,为优化现有木薯栽培方法提供理论依据。【方法】以常规耕作和粉垄耕作2种耕作方式栽培木薯,利用高通量测序技术和生物信息学手段,结合土壤农化分析方法,分析不同耕作方式对木薯根际与非根际土壤理化性质及主要优势细菌群落结构多样性的影响。【结果】木薯根际土壤细菌群落的Alpha(α)多样性显著高于非根际土壤(P<0.05,下同)。基于未加权Unifrac距离的置换多因素方差分析(PERMANOVA)结果显示,木薯根际土壤与非根际土壤细菌群落的分类和系统发育Beta(β)多样性存在显著差异。物种群落组成分析结果表明,木薯根际土壤的主要优势菌门为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和酸杆菌门,主要优势菌纲为α-变形菌纲、放线菌纲、芽孢杆菌纲和γ-变形菌纲。在分类操作单元(OTU)水平,粉垄耕作与常规耕作方式木薯根际与非根际的土壤细菌群落组成存在显著差异。细菌群落相对丰度与环境因子的相关分析和冗余分析(RDA)结果显示,pH、有机质含量、有效磷含量和亚硝酸还原酶活性对细菌群落变化具有显著影响,尤其对放线菌门、变形菌门、绿弯...     

烟草成熟期根际硝化细菌种群的结构及其多样性

 【目的】研究烟草成熟期的根际及非根际土壤硝化细菌群落结构和多样性。【方法】运用PCR-DGGE技术对攀枝花市盐边县主要烟区采集的5个烟草根际土样和5个非根际土样进行分析。【结果】所有样品的DGGE图谱表明：各个土壤的硝化细菌群落结构和多样性有较大差异。根际土壤的多样性指数（H）、丰度（S）及均匀度（EH）并非都高于非根际土壤,这可能与烟草成熟期根系分泌物对硝化细菌的抑制有关。不同的土壤类型间的硝化细菌结构有较大的差异。回收的DGGE条带序列结果显示,大部分与冰川、溶岩等极端环境中非培养硝化螺菌属（Nitrospira sp.）相近,而小部分与目前尚未可知的非培养硝化细菌相近。【结论】成熟期的烟草根际土壤中硝化细菌多样性程度总体优于非根际土壤。     

多环芳烃污染土壤的植物修复研究进展

多环芳烃是一类广泛存在于环境中的持久性有机污染物,它不仅降低环境质量还会危害人体健康。植物修复是近年来发展起来的一种利用植物修复环境污染的技术,也是当前生物修复研究领域中的热点,许多实验证明植物能够促进土壤中多环芳烃的去除。植物修复的机理主要包括植物对多环芳烃的直接作用、根际微生物的降解作用和植物与微生物的联合作用,植物修复的效率会受多种环境因素的影响。为此,对植物修复多环芳烃污染土壤的植物筛选、修复机理、影响因素进行了概括,并对国内外近年来植物修复技术在多环芳烃污染土壤修复中的应用、研究成果和存在的一些问题进行了综述。     

有机无机肥配施对麦-稻轮作系统土壤微生物学特性的影响

采用盆栽试验研究了不同比例有机无机肥配施对连续4茬麦-稻轮作后土壤微生物学特性的影响。结果表明,与对照相比,单施化肥处理促进了土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的增加,提高了土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性,降低了过氧化氢酶活性,提高了放线菌的数量,但对土壤细菌、真菌数量的影响不明显;有机无机肥配施处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵、土壤酶活性及3大类土壤微生物数量显著高于单施化肥及对照处理;土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵和3大类微生物数量随着有机肥配施比例的提高而增加,以配施30%有机肥处理的最高;土壤酶活性综合指数以配施20%有机肥处理的最高。可见,化肥配施有机肥特别是配施中高量有机肥更有利于改善土壤微生物学特性,提高土壤生产能力。     

间作芳香植物对沙地梨园土壤微生物数量与土壤养分的影响

【目的】探讨间作芳香植物对梨园土壤微生物数量和土壤养分的影响。【方法】以沙地梨园间作香矢车菊、香薄荷、香荆芥、藿香蓟和柠檬罗勒为处理,自然生草为对照,分别于梨树幼果期、果实膨大期和果实成熟期,测定分析不同土层土壤中微生物的数量和土壤养分的含量及其相互关系。【结果】梨园间作香矢车菊和柠檬罗勒较对照显著提高各个发育时期和各土层中土壤微生物的数量,调节土壤微生物群落中真菌、细菌、放线菌的比例。和对照相比,其它处理对各发育时期和各土层中土壤微生物数量和比例的影响呈现出多态效应。不同处理条件下梨树果实膨大期和果实成熟期各土层中微生物数量都高于幼果期,而且土壤微生物群落中真菌、细菌和放线菌的比例优于幼果期;不同处理条件下梨园0—20 cm土层内土壤微生物数量显著高于20—40 cm土层。各处理和对照相比对土壤养分的效果呈现多种差异;随着梨树发育时期变化,土壤养分含量在不同处理条件下和梨园不同土层中的变化趋势不同。相关分析表明,在沙地梨园间作芳香植物条件下,土壤中各类微生物的数量与土壤养分诸元素间也存在着多种显著的相关关系。【结论】间作芳香植物对于沙地梨园土壤微生物数量及其群落中真菌、细菌和放线菌的比例与土壤中有效态养分含量具有良好的调节作用,其中柠檬罗勒对提高梨园土壤微生物数量、土壤养分含量的综合效果最佳。     

紫茉莉修复石油污染盐碱土壤过程中的微生物群落响应

以石油污染盐碱土壤为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)活性微生物标记法,分析紫茉莉(Mirabilis jalapa Linn.)根际土壤微生物群落结构的动态变化,探讨紫茉莉生长对根际土壤微生物与石油烃（TPH）降解的影响。结果表明,供试土壤中,先后出现了24种微生物PLFAs,包括标识细菌的饱和脂肪酸（ SAT）、标识革兰氏阳性菌（G+）的末端支链型饱和脂肪酸（TBSAT）、标识革兰氏阴性菌（G-）的单不饱和脂肪酸（MONO）和环丙脂肪酸（CYCLO）、标识真菌的多不饱和脂肪酸(PUFA)和标识放线菌的中间型支链型饱和脂肪酸（MBSAT）等六大类型。与未种紫茉莉土壤（CK）相比,根际土壤微生物 PLFAs种类变异率在春、夏、秋季分别为71.4%、69.2%和33.3%;TPH降解率在春、夏、秋季分别提高了47.6%、28.3%、18.9%。相关性分析表明,石油烃的降解在 CK土壤中与77.8%的 PLFAs具有正相关关系(r＞0),55.6%的种类具有高度正相关性(r≥0.8),其中,与 SAT和MONO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.92、0.60;根际土壤中仅与42.1%的 PLFAs正相关,21.1%的种类高度正相关,与 TBSAT、MONO和 CYCLO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.56、0.50、0.07。说明紫茉莉生长对根际土壤微生物群落结构及 TPH降解速率均具有较大影响,且随生长季节的不同而有很大差异。     

韭菜-番木瓜间作模式对根际土壤可培养微生物、土壤性状的影响

在海南省澄迈县番木瓜(Carica papaya L)种植区,于番木瓜生长期选择行间间作韭菜(Allium tuberosum),通过与韭菜间作,分析间作模式下对其根际土壤可培养微生物和土壤性状的影响。结果表明,韭菜-番木瓜间作可以显著提高全氮、有效磷、有机质的含量及p H,其中土壤有效磷增加显著,有利于植物对土壤有效磷的吸收。速效钾的含量无显著性提高,但土壤含水量明显下降。韭菜-番木瓜间作有利于土壤中微生物生长,土壤中微生物类型由真菌型向细菌型转化,降低了真菌性病害的发生。     

土壤微生物对邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯胁迫的生态响应

为了探讨和分析典型酞酸酯邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)对土壤微生物的生态毒性效应,采用室内避光培养模拟实验,设定DEHP在土壤中的染毒浓度为0、0.1、1、10、50 mg·kg-1,取样时间为7、14、21、28 d,考察了DEHP对3种土壤酶、土壤呼吸和土壤微生物生物量碳、氮的影响。结果表明:在染毒初期,过氧化氢酶活性受到明显抑制,且随DEHP浓度增大抑制作用减弱,抑制率为25.0%~14.3%;0.1~10 mg·kg-1处理组脱氢酶活性受到显著抑制,抑制率分别为86.3%、54.7%和31.7%,但50 mg·kg-1处理组脱氢酶活性则是对照组的2.05倍;染毒前期脲酶对DEHP胁迫不敏感,染毒后期其活性受到抑制,且随DEHP浓度增大抑制作用增强;过氧化氢酶和脲酶活性随时间呈下降趋势,而脱氢酶活性随时间呈先上升后下降的趋势。此外,在DEHP的胁迫下土壤呼吸强度和土壤微生物生物量碳及生物量氮均受到刺激,且随DEHP浓度的增加均呈先升高后降低的趋势,随时间均呈下降的趋势。总体来说,DEHP胁迫下,土壤酶活性、土壤呼吸强度和微生物生物量均发生明显变化,土壤微生物生态环境受到一定影响。     

施用钝化剂对镉污染稻田土壤微生物学特征的影响

以镉污染稻田土壤为研究对象,以土壤的微生物生物量、主要酶活性及土壤真菌和细菌的种群结构为指标,采用熏蒸提取法、常规酶学分析和末端限制性酶切片段长度多态性分析(T-RFLP)等方法,研究石灰(L)、钙镁磷肥(P)、海泡石(S)和腐植酸矿粉(H)4种钝化剂储备性施用对土壤微生物的影响。结果表明,镉污染稻田储备性施用钝化剂对土壤的微生物生物量碳(Cmi)c及磷酸酶和脲酶的活性均无显著影响,但施用石灰和海泡石可使土壤微生物生物量氮(Nmi)c分别降低33.0%和33.8%,施用钙镁磷肥使Nmic增加44.9%;施用钝化剂对土壤酶活性的影响有限,仅海泡石处理的过氧化氢酶活性显著提高(增幅达19.0%)。T-RFLP的结果表明,施用海泡石和腐植酸矿粉可使土壤真菌多样性显著降低,且4种钝化剂处理均可不同程度的导致原有T-RF片段缺失和新的T-RF片段产生,表明施用钝化剂在镉污染土壤修复过程中使土壤微生物的种群结构发生变化。     

pH对土壤微生物C/P比的影响

【目的】了解pH对土壤微生物量的影响,揭示磷素转化机理及提高磷素利用率的生物调控措施。【方法】以英国洛桑研究所长期定位试验pH梯度土壤为研究对象,研究不同pH下,耕地土壤微生物碳磷比（C/P）及磷素有效性的差异。【结果】微生物C/P比与土壤pH、全碳、无机磷含量以及磷素回收率之间具有一定的相关性。磷素回收率和微生物C/P比随pH的增加而增加,土壤全碳、全磷、C/N和微生物量磷则随pH的增加而减少。土壤呼吸强度随培养时间延长呈线性增加。微生物量碳和ATP呈现出明显的正相关,相关系数高达0.912（n=16）。【结论】pH对于磷素的利用起着重要的作用。微生物C/P比可以作为土壤磷素利用的一个重要指示指标,微生物量C/P比的大小反映土壤微生物对土壤磷有效性的调节作用。     

我国植烟土壤修复的研究进展

土壤是植物生长重要的生态因素之一,土壤质量的好坏直接影响烟株的生长发育。土壤的不合理使用可导致植烟土壤出现一系列质量问题。近年来对植烟土壤的修复研究取得了一些成效。介绍了翻压绿肥、添加生物炭、秸秆还田、使用微生物肥料以及其他改良措施对植烟土壤的修复状况,分析论述了其对土壤的理化性状、土壤养分、土壤微生物多样性以及酶活性等的影响,结合近年来植烟土壤修复的现状分析了存在的问题,并提出了增加植烟土壤改良物质的研究深度以及应用现代生物技术的建议,以期为植烟土壤修复的进一步研究提供思路。     

不同种植模式对土壤微生物群落影响的研究进展

结合近年来国内外研究结果,综述了免耕、连作、轮作、间作、套作等种植模式对土壤微生物群落结构和功能影响的研究进展,讨论了上述不同种植模式与微生物群落的关系,并提出了今后这一领域需深入研究的几个方面.