云南省彝良县天麻连作根际土壤细菌群落分析

基于天麻产业的抬升式发展,连作障碍卡脖子问题逐渐凸现,天麻根际微生物区系平衡遭破坏,可能是导致连作障碍原因之一。本研究为探明不同连作茬数对天麻根际土壤细菌群落结构及多样性的影响,于云南省昭通市彝良县采集未种植天麻的土壤(cha001)、种植1茬(cha002)、种植2茬(cha003)的天麻根际土壤,采用高通量测序技术测定土壤细菌群落组成。试验共获得细菌有效序列1245904条,细菌总OTU 2068个,种植2茬天麻土壤OTU数目最多,为1746,且细菌群落丰度（ACE指数1619.98、Chao1指数1643.94）及多样性（Shannon指数8.82）最高;ACE指数、Chao1指数、Shannon指数随连作次数增加呈升高趋势,Simpson指数无显著差异(P<0.05)。变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)为连作天麻根际土壤中优势菌门,变形菌门和酸杆菌门物种丰度随连作次数增加呈升高趋势,而绿弯菌门物种则相反,呈降低趋势。优势菌纲为酸杆菌纲(Acidobacteria)、变形菌纲(Alphapro...     

不同类型土壤种植辣椒前后微生物多样性比较

旨在通过研究种植辣椒后的不同类型土壤根际微生物的群落结构变化特征,探索适合辣椒种植的微生物群落结构与土壤类型。以辣椒自交系SJ11-3为材料,利用Illumina MiSeq 2500测序平台对其种植前后不同类型土壤（包括潮土、稻田土和黄棕土）根际微生物进行测序和生物信息学分析,研究土壤细菌16S rRNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度、多样性及微生物群落结构。结果表明,种植前土壤中共获得2253个细菌分类操作单元(OTU)和775个真菌OTU,种植后土壤中共获得2353个细菌OTU和877个真菌OTU。辣椒种植会使不同类型土壤中细菌和真菌的OTU数量有所上升,且潮土中特有的OTU在种植辣椒前后均明显高于稻田土和黄棕土。同时研究发现,辣椒种植后Rhodanobacter、Gemmatimonas、Bradyrhizobium、Sphingomonas等细菌和Fusarium、Penicillium等真菌在不同类型土壤中相对丰度均显著升高。另外群落物种丰富度指数（ACE和Chao1指数）和群落多样性指数（Shannon和Simpson指数）分析发现,种植辣椒会使潮土、稻田土和黄棕土中真菌Shannon指数显著升高,而Simpson指数显著降低,物种多样性显著上升;细菌多样性则无显著变化。种植辣椒对潮土、稻田土和黄棕土中微生物多样性的变化均会产生重要影响,改变土壤微生物的丰富度及OTU类型。潮土在种植辣椒后微生物群落结构较为健康,未发现有大量病原菌富集,但稻田土和黄棕土则更容易造成病原菌的富集,因此推荐潮土为辣椒种植的适宜土壤。     

不同施肥处理对高粱根际土壤微生物功能多样性的影响

根际土壤微生物在调控土壤根际环境和养分转化中发挥着重要的作用。高粱已被广泛用作饲料且耐瘠薄性较强,探明根际微生物对不同养分的生态响应,可为不同土壤养分条件下高粱的养分管理提供理论依据。以高粱/玉米轮作的长期定位大田试验为基础,结合人工温室的盆栽试验,采用BIOLOG微平板法研究了NPK、PK、NK、NP、CK(无肥处理) 5种长期不同施肥条件对高粱根际土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,大田试验与盆栽试验的结果一致,PK处理提高了根际微生物的代谢活性,提高了微生物对氨基酸类、羧酸类、胺类、糖类和聚合物的利用,降低了对双亲化合物的利用,其多样性指数、丰富度指数和Simpson(优势度指数)均高于其他处理; NK和NP处理对根际微生物功能多样性的影响不显著,但NK处理降低了培养后期根际微生物代谢活性; CK处理显著降低了根际微生物对碳源的利用能力,其多样性指数、丰富度指数和优势度指数均低于其他处理,均匀度指数高于其他处理。主成分分析表明,大田试验中,NPK和NP处理根际土壤微生物碳源利用能力和类型差异不显著,其余处理间差异显著;盆栽试验中施氮处理NPK、NK和NP利用碳源能力和类型差异不显著,其余处理间差异显著。综上所述,施肥有利于改善土壤微生物特性。高粱根际微生物对氮、磷、钾胁迫的响应不同,氮胁迫时,微生物活性的增强可能是高粱耐氮的原因。     

基于高通量测序技术分析感染根结线虫马铃薯根际土壤细菌群落结构

马铃薯根结线虫病害具有侵染性、隐蔽性、突发性和流行性,一旦被感染,将造成严重损失。为进一步分析健康马铃薯与感染根结线虫马铃薯根际土壤细菌的群落结构及多样性,本研究采用高通量测序技术对根际土壤细菌16S rRNA V3-V4区序列进行测序,应用生物信息学手段分析测序结果。结果表明,感染根结线虫的马铃薯根际土壤细菌类群Shannon指数和Chao1指数均比健康植株的低,Simpson指数比健康植株高,说明感病植株根际土壤中细菌群落丰富度和多样性均比未感病植株低。从门(Phylum)科(Family)属(Genus)上分析菌群丰度,可看出感病植株中主要的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria);优势菌科为链霉菌科(Streptomycetaceae)和微球菌科(Micrococcaceae);主要的优势菌属为链霉菌属(Streptomyces)和节细菌属(Arthrobacter)。本研究结果为进一步研究马铃薯根际微环境菌群的多样性和平衡性,提高马铃薯产量和质量提供理论基础。     

转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤酶活性及微生物的影响

【研究目的】转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤酶活性和微生物的影响。【方法】利用BIOLOG Ecoplate? 微平板(BIOLOG Inc., USA)结合微生物的平板培养及相关的土壤酶活性分析。【结果】结果表明：转基因甘蔗显著(p<0.05)降低了土壤脱氢酶的活性，提高了土壤的纤维素酶、蛋白酶和脲酶活性(p<0.01)，而对蔗糖酶和磷酸单脂酶没有影响；转基因甘蔗显著增加了根际土壤可培养的细菌和真菌数量（CFUs），但对放线菌影响很小。转基因甘蔗并没有增加土壤中对卡那抗性的微生物数量（CFUs）；BIOLOG Ecoplate研究表明转基因甘蔗稍微提高了根际土壤细菌的代谢活力，细菌多样性分析表明，根际土壤细菌的Simpson指数(D’)、Shannon-Wiener指数(H’)、细菌生理群分布的均匀度、Mclntosh指数(DMc)差异不明显。【结论】转基因甘蔗对根际土壤酶和土壤微生物有一定影响，但没有增加对卡那抗性的微生物数量（CFUs）；BIOLOG实验未发现转基因甘蔗对土壤细菌的多样性有影响。     

草木灰对烤烟根际土壤微生物群落结构及功能多样性的影响

施用草木灰旨在改善土壤微生物群落结构,减少由土壤自身衰退而引发的土传病害,更好的维持土壤生态系统的平衡。通过田间小区试验,采用平板培养法和BIOLOG技术研究施用草木灰对烤烟根际土壤微生物数量和功能多样性的影响。研究结果表明:施用草木灰显著增加了烤烟根际细菌、放线菌和微生物总量(P0.05),真菌数量虽略有降低但差异并不明显;移栽后35、55、75天的3个时间段均有一致规律。同时,上述3个时间段烤烟根际微生物群落碳源利用率(AWCD)和对6类碳源的利用程度也以施用草木灰处理显著高于对照。施用草木灰后,烟株各时期根际土壤微生物群落Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)(P0.05)均有所提高,其中移栽后35天时差异显著。根际微生物群落的PCA分析表明,增施草木灰处理和对照在主成分坐标体系中差异十分明显,草木灰处理集中在第1主成分正方向,而未施用的对照则集中在第1主成分负方向,表明土壤微生物功能多样性差异显著。上述说明增施草木灰在改善烟株根际土壤微生物群落结构及功能多样性方面有明显效果。     

草木灰对烤烟根际土壤微生物群落结构及代谢功能多样性的影响

施用草木灰旨在改善土壤微生物群落结构，减少由土壤自身衰退而引发的土传病害，更好的维持土壤生态系统的平衡。通过田间小区试验，采用平板培养法和BIOLOG技术研究施用草木灰对烤烟根际土壤微生物数量和功能多样性的影响。研究结果表明：施用草木灰显著增加了烤烟根际细菌、放线菌和微生物总量(P＜0.05)，真菌数量虽略有降低但差异并不明显；移栽后35、55、75天的3个时间段均有一致规律。同时，上述3个时间段烤烟根际微生物群落碳源利用率(AWCD)和对6类碳源的利用程度也以施用草木灰处理显著高于对照。施用草木灰后，烟株各时期根际土壤微生物群落Shannon 指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)(P＜0.05)均有所提高，其中移栽后35天时差异显著。根际微生物群落的PCA分析表明，增施草木灰处理和对照在主成分坐标体系中差异十分明显，草木灰处理集中在第1主成分正方向，而未施用的对照则集中在第1主成分负方向，表明土壤微生物功能多样性差异显著。上述说明增施草木灰在改善烟株根际土壤微生物群落结构及功能多样性方面有明显效果。     

应用454测序技术分析种植制度对黑垆土微生物多样性的影响

研究典型种植制度对旱地黑垆土微生物多样性的影响,对优化旱地作物种植制度、发挥土壤潜在肥力、实现土壤资源可持续利用有着重要的意义。通过27年长期定位试验,采用454测序技术分析了黄土高原旱作地区不同种植制度下黑垆土细菌、真菌多样性的变化情况。结果表明,不施肥低营养胁迫下,细菌多样性表现为粮豆轮作小麦连作裸地苜蓿连作,真菌多样性表现为小麦连作≈苜蓿连作裸地粮豆轮作。施氮、磷肥条件下,粮草长周期轮作(苜蓿→苜蓿→苜蓿→苜蓿→马铃薯→小麦→小麦→小麦+苜蓿)中土壤微生物多样性大致表现出先降低后增加的趋势,第4年苜蓿或苜蓿茬后第1年小麦微生物Chao指数和Shannon指数最低,苜蓿茬后第2年小麦微生物多样性最高,细菌Chao指数和真菌Shannon指数比连作小麦高22.0%和79.2%;粮草短周期轮作(红豆草→小麦→小麦+红豆草)中土壤微生物多样性大致呈现增加趋势,至红豆草茬后第2年小麦土壤微生物多样性达到最高,真菌Chao指数和Shannon指数均分别比连作小麦高50.8%和51.0%。黄土高原旱地区黑垆土采取粮食作物与豆科作物轮作可提高土壤微生物多样性。     

小麦-玉米轮作一体化保护栽培期间土壤微生物群落变化

以不同保护栽培方式和不同种植年限间小麦-玉米根际土壤为研究对象,对土壤微生物细菌、真菌、放线菌数量和多样性进行分析。采用微生物平板分离计数,SPSS统计学软件分析小麦玉米不同时期及5年间多样性指数变化。结果表明：小麦玉米轮作根际微生物数量变化与他们生长发育呈正相关,一体化保护栽培结果显示翻耕有利于增加细菌和放线菌数量,旋耕真菌数量显著增加,深松有利于减少真菌数量,覆盖秸秆有助于微生物数量的增加。微生物多样性指数受到小麦玉米长期轮作影响,导致微生物群落不均逐渐减少,但在轮作第5年小麦拔节期和玉米苗期微生物多样性指数升高。     

香蕉枯萎病不同感病级别植株根际与非根际土壤微生物物种多样性研究

为了了解香蕉枯萎病患病蕉园土壤生态系统中的微生物群落特征以及香蕉植株枯萎病感病等级与土壤微生物群落结构的相关性。本研究于2010年采集了海南省的尖峰、冲坡和十月田3个典型香蕉枯萎病患病样地中健康植株和不同感病级别植株根际与非根际土壤样品共30份,采用微生物平板计数法分别研究了3个香蕉枯萎病典型患病样地中的土壤微生物物种多样性。结果表明：同一患病样地根际与非根际土壤中三大类群微生物的数量和种类均从感病级别高、感病级别低到健康植株持续增加,病原菌数量从感病级别高、感病级别低到健康植株持续降低。健康植株和不同感病级别植株根际土壤中的微生物数量均明显高于非根际,体现了根际效应。就细菌和放线菌来看,感病植株的根际效应最明显。     

豆米轮作对春玉米土壤固氮细菌群落结构及多样性的影响

为探明大豆-玉米轮作对土壤固氮细菌的影响，以玉米连作为对照(MMM)，以nif-H基因为指示，采用高通量测序技术，分析大豆-玉米2年轮作周期(MSM)和大豆-玉米-玉米3年轮作周期(SMM)下土壤固氮细菌群落结构及多样性。结果表明：大豆-玉米轮作下0～20、20～40 cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、铵态氮和硝态氮均显著增加。固氮细菌的Chao1指数和ACE指数在0～20、20～40 cm土层均为轮作高于对照，轮作下MSM显著高于SMM;Shannon指数和Simpson指数在0～20 cm土层轮作显著高于MMM;20～40 cm土层MSM显著高于MMM。在门水平上，MSM和SMM的0～20、20～40 cm土层变形菌门的相对丰度均高于MMM。在属水平上，2个轮作类型0～20 cm土层的慢生根瘤菌属、弗兰克氏菌属和纤毛菌属相对丰度显著较高；20～40 cm土层慢生根瘤菌属、伪食酸菌属、地杆菌属和固氮弧菌属相对丰度显著较高；MSM 0～20、20～40 cm土层慢生根瘤菌属、甲基孢囊菌属和固氮弧菌属较SMM均提高。方差分析表明，固氮细菌丰度指数（Chao1和ACE指数）与有机质、碱解氮...     

茶叶浸取液制备的纳米银对土壤微生物的影响

为探究茶叶浸取液制备的纳米银对土壤微生物的生物安全性的影响,本研究利用植物还原法制备纳米银抗菌材料,并将其制成1000 mg/L的纳米银喷雾,分析其对土壤微生物多样性及丰富度的影响。结果表明：空白对照组(CK)与实验组(Nano-Ag)的样本土壤中,所具有的微生物类别基本一致,但是不同类别微生物的丰度具有一定差异。实验组和对照组的Coverage数值均较高(Coverage>99.71%),香农指数均较大(Shannon>5.46),辛普森指数均较小(Simpson<0.02),两组间ACE指数和Chao指数差异均较小(ACE<2,Chao<6);同时,纳米银可抑制变形菌门下的α-变形菌纲和放线菌门下的嗜热油菌纲的生长,而能够促进绿弯菌门下纤线杆菌纲的生长。本文验证了纳米银具有一定程度的生物安全性,拓宽了纳米银材料的潜在应用范围,为纳米材料在环境及医疗等领域的深入应用奠定了基础。     

盐碱地引种沙枣根瘤内生菌及根际土壤AM真菌的多样性

为了揭示黑龙江省盐碱地引种沙枣根瘤内生菌及根际土壤丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)真菌的多样性,采用根瘤切片法和湿筛法并结合分子生物学手段对沙枣根瘤内生菌及根际土壤中的AM真菌进行分离、鉴定和多样性分析。研究结果表明:从沙枣根瘤内成功地分离和鉴定出了27个纯菌株,其中放线菌4株、细菌14株、真菌9株,内生细菌的多样性指数最为丰富,与根瘤形成有关的内生放线菌多样性指数最低,但放线菌类群中Frankia sp.(代号H01)菌株优势度指数和均匀度指数最高;从沙枣根际土壤中共分离和鉴定出5属8株AM真菌,Glomus属有3株,Funneliformis属有2株,Septoglomus属有1株,Rhizophagus属有1株,Acaulospora属有1株。Rhizophagus intraradices在样品中的分离频度达到了100%,孢子密度高达48.5个/50 g土,是典型的优势菌株。在沙枣苗木菌根化及根瘤化培育过程中,Frankia sp.(H01)和Rhizophagus intraradices可作为重要的候选菌株。     

玉米马铃薯间作对根际微生物群落结构和多样性的影响

设置3个种植处理(玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作),通过田间试验和盆栽试验,采用Biolog技术分析了玉米马铃薯根际微生物的群落结构和功能多样性的变化情况。结果表明,与单作相比,间作处理使玉米和马铃薯根际微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD)分别增加17.36%、7.38%和3.76%、32.21%,其中间作马铃薯的AWCD值最高,单作玉米最低。间作玉米和间作马铃薯根际微生物群落的Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)均高于单作,但在间作和单作之间差异不显著。根际微生物对6类碳源的利用强度以糖类、羧酸类和氨基酸最高,并存在一定的差异。主成分和聚类分析表明,玉米与马铃薯间作改变了根际微生物的群落组成,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的敏感碳源。说明玉米马铃薯间作改变了根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落功能多样性。     

高原作物青稞根及根际内生细菌群落结构的高通量分析

利用高通量测序技术分析了西藏青稞主栽品种藏青2000根及根际内生细菌的16S V4变异区序列,同时应用UparseRON、KA等软件整理和统计样品序列数和操作分类单元（OTU）数,分析物种丰度及Alpaha多样性等指标。获得的用于分析青稞根部内生细菌的有效序列和OTUs为55 192/3 613,用于分析青稞根际土壤内生细菌的有效序列和OTUs为62 181/4 399;根部及根际土壤Chao1指数分别为3 443.4290和4 632.5820,shannon多样性指数分别为8.542和9.967。在门水平对代表性OTU进行注释发现,青稞根及根际土壤内生细菌主要是变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）。在属水平上主要是假单胞菌属（Pseudomonas）、链霉菌属（Streptomyces）、土地杆菌属（Pedobacter）、黄杆菌属（Flavobacterium）、红游动菌属（Rhodoplanes）。结果显示,青稞根及根际内生细菌具有丰富的多样性,且二者的优势菌属一致。     

作物轮作对甘薯田土壤微生物群落的影响

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小麦轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸（PLFA）和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指数的变化规律。结果表明,与甘薯连作相比,甘薯―花生轮作显著（P<0.05）提高了土壤微生物细菌、放线菌、革兰氏阳性菌（G⁺）、革兰氏阴性菌（G^-）生物量,降低了真菌生物量及真菌与细菌比值,甘薯―小麦轮作降低了土壤细菌、放线菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,提高了真菌与细菌比值;甘薯―花生轮作提高了土壤微生物对羧酸类化合物、碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,甘薯―小麦轮作提高了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,其中甘薯―花生轮作对羧酸类化合物、芳香化合物和碳水化合物的利用能力显著高于甘薯―小麦轮作;甘薯―花生、甘薯―小麦轮作均提高了土壤微生物丰富度指数（Shannon index）、均匀度指数（Mclntoch index）和优势度指数（Simpson index）,其中甘薯―花生轮作的均匀度指数高于甘薯―小麦轮作,而丰富度指数和优势度指数显著降低;冗余分析（RDA）表明土壤微生物群落结构、碳源利用能力和多样性指数与不同土壤养分存在相互促进或相互制约的关系。综上所述,甘薯与花生、小麦轮作能够改变土壤微生物群落结构及功能多样性。