3种红树植物根际与非根际土壤细菌群落结构及多样性特征

【目的】研究秋茄、白骨壤、桐花树等3种红树植物根际与非根际土壤细菌群落结构及多样性特征,为阐明土壤微生物群落对红树植物的生长及其在红树林生态系统保护与修复中的重要作用提供科学支撑。【方法】提取3种红树植物根际土壤及同一区域非根际土壤宏基因组DNA,利用Illumina NovaSeq测序技术,分析土壤细菌群落结构及多样性。【结果】(1)4组土壤样本共鉴定出细菌39门、55纲、126目、244科、511属,非根际土壤样本OTU数目大于3组红树植物土壤样本,同时其在观测物种数和多样性指数上也表现出了更高的丰富性与多样性;(2)4组土壤样本中变形菌门的相对丰度均大于60%,占据绝对主导地位。4组土壤样本之间相比较,秋茄根际土壤样本中厚壁菌门和梭杆菌门有更高的丰度,桐花树根际土壤样本里变形菌门的丰度有一定优势,白骨壤根际土壤样本里拟杆菌门的丰度高于其他3组。非根际土壤样本里的芽单胞菌门略微占有优势,但是其在拟杆菌门的丰度却低于3组根际土壤样本;(3)PCA分析发现桐花树与白骨壤根际土壤的群落组成较为接近,4组样本的根际细菌群落对应的COG类目大致相同。【结论】红树植物非根际土壤的细菌群落有更高...     

不同相思树种根际与非根际土壤细菌群落结构及多样性特征

提取不同相思树种根际与非根际土壤的基因组DNA,采用Illumina NovaSeq高通量测序技术,分析了不同相思树种根际与非根际土壤的细菌群落结构及多样性.研究结果表明:多样性指数Chao、ACE、Shannon和Simpson指数显示相思树种根际土壤细菌群落具有更高的丰富性和多样性;在纲水平上,优势菌纲为Acido...     

转胱硫醚-γ-合酶基因高蛋氨酸大豆对土壤细菌群落结构的影响

采用16S rDNA V3区PCR-DGGE技术,对转胱硫醚-γ-合酶基因高蛋氨酸大豆根际土壤细菌群落结构进行研究。结果表明:与非转基因大豆相比,转胱硫醚-γ-合酶基因高蛋氨酸大豆对土壤中部分酸杆菌门(Acidobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的细菌有一定的抑制作用,对部分变形杆菌门(Proteobacteria)和蓝菌门(Cyanobacteria)的细菌有一定的促进作用,从而改变了土壤细菌群落结构;时间变化是影响土壤细菌群落结构的主要因素,细菌群落多样性指数分析显示,转胱硫醚-γ-合酶基因高蛋氨酸大豆对细菌群落多样性有一定的降低作用,但这一作用随大豆生长时间的延长而逐渐减弱,到成熟期已完全消失。     

施肥方式对木薯根际土壤细菌多样性与群落结构特征的影响

利用Ion S5~(TM) XL测序平台,通过未施肥(R1)、常规施肥(R2)和化肥减量(R4)等不同施肥方式对木薯华南205种植地土壤进行16S rRNA高通量测序分析,结果表明,在相似水平为97%下聚类分析得到的R1、R2、R4的OTUs数分别为1 003、989、864个;不同施肥方式下木薯根际土壤中优势菌门为酸杆菌门、绿弯菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门.化肥施用增加了绿弯菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门等的相对丰度,降低了酸杆菌门和拟杆菌门的相对丰度.施肥方式改变土壤细菌的多样性和丰度,其物种多样性表现为R1>R2>R4.基于土壤细菌群落的PCoA和聚类分析,R1和R2群落组成多样性较为相似,与R4不同.表明施肥方式不仅改变木薯根际土壤细菌的多样性与相对丰度,也在一定程度上改变了木薯根际土壤群落结构,尤其增加了木薯根际土壤有益细菌的数量,提高了木薯产量.     

转cry1Ah基因玉米对根际土壤微生物群落结构的影响

采用传统的平板计数法分析根际土壤可培养细菌、真菌和放线菌数量;同时用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和BIOLOG方法,对转cry1Ah基因抗虫玉米根部土壤微生物群落结构进行了研究.结果表明,在玉米的整个生长过程中,根部可培养的微生物随时间变化有一定的消长,但同一时间内转基因玉米与非转基因玉米二者根...     

秸秆还田下氮素调控对盐碱地玉米根际土壤细菌群落多样性的影响

为探明秸秆还田措施下氮素调控水平对盐碱地玉米根际土壤细菌群落多样性的影响,选取2016—2020年连续5年秸秆还田定位试验土壤,建立盆栽试验,设置不施氮(N0)、施氮量180 kg/hm²(N180)、360 kg/hm²(N360)、540 kg/hm²(N540)4个处理,分析不同氮素调控水平下土壤关键理化因子特性及根际土壤微生物群落多样性变化。结果表明,不同氮素调控水平对土壤全盐含量、pH值及有机质含量无显著性影响(P>0.05)。其中,N360处理相比N0处理显著增加速效氮、有效磷及速效钾含量,且增加脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶的活性。基于高通量测序发现,根际土壤细菌OTU在各处理间大小依次为N180>N0>N540>N360,N180处理相比N0处理提高Chao1指数,而N180、N360、N540处理相比N0处理降低了Shannon指数;群落结构组成显示,N180、N360、N540处理相比N0处理降低门水平下优势菌群变形菌门(Proteobacteria)相对丰度,提高酸杆菌门(Acid...     

转基因棉花对土壤细菌群落的影响

为了评价转基因棉花对土壤细菌群落结构的影响,试验采用转基因棉花品种晋棉26号及其非转基因亲本晋棉7号以及传统棉花品种中棉所12号进行了长期定位试验,利用高通量基因测序法研究了转基因棉花对土壤细菌的群落结构的影响。结果表明,3个棉花土壤细菌共检测到1 585个OTUs、除1个未分类门和4个待定候选门外,其余分别属于已知的21个门;主要优势种群有变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、拟杆菌门;每个品种有独特的种群,转基因棉花晋棉26号独有的种群为栖热菌门,晋棉7号独有种群为WCHB1-60;转基因棉花土壤细菌的多样性降低,但没有改变土壤细菌种群结构。     

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...     

镉污染对滨海滩涂围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构的影响

研究镉(Cd)污染对滩涂湿地围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构的影响,探求有益于Cd污染农田土壤修复的耐Cd细菌菌群。采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析Cd浓度分别为0,3.5,60 mg·kg^-1时对台州湾滩涂湿地围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构和多样性指数的影响。结果表明:所有样品中检测到的细菌菌群分属于35门、97纲、205目、315科、506属。低浓度Cd污染时,西兰花根际土壤细菌Chao 1指数和Shannon指数与对照相比大幅度升高,而高浓度Cd污染时,土壤细菌Chao 1指数和Shannon均大幅度下降。随着Cd污染程度的增加,西兰花根际土壤放线菌门和浮霉菌门相对丰度呈一直下降的趋势,拟杆菌门和芽单胞菌门相对丰度呈一直升高的趋势。土壤变形菌门和髌骨菌门相对丰度呈先下降后上升的趋势,而土壤酸杆菌门、棒状杆菌门、疣微菌门、硝化螺旋菌门和厚壁菌门相对丰度呈先上升后下降的趋势。变形菌门、拟杆菌门、髌骨菌门和芽单胞菌门在高浓度Cd污染下为农田土壤细菌群落的主体。土壤罗思河小杆菌属相对丰度在低浓度Cd污染时呈下降趋势,而在高浓度Cd污染时呈升高趋...     

不同种植地苜蓿根际土壤细菌群落结构多样性差异分析

【目的】研究新疆北部不同种植地苜蓿根际细菌群落结构多样性与生态功能,分析土壤酶活性对苜蓿根际细菌群落结构的影响,为新疆苜蓿土壤微生物的分布特征提供基础数据。【方法】使用高通量测序技术对新疆北部不同种植地苜蓿根际与非根际土壤细菌群落结构多样性进行研究,比较根际与非根际土壤细菌群落结构多样性差异及与土壤酶活性之间的关系;利用Tax4Fun功能预测获得相应样地的细菌群落的生态功能。【结果】新疆北部不同种植地苜蓿根际土壤酶活性大体表现为根际大于非根际,根际微生物在提高土壤酶活性中具有重要指示作用。Alpha多样性指数与土壤中性磷酸酶之间呈显著正相关性(P<0.05)而与其他土壤酶活性之间无显著性关系,细菌群落结构特征与土壤中性磷酸酶含量具有很强的相关性。利用高通量测序技术对苜蓿根际、非根际土壤中微生物进行测序,所有2581720条序列分属于细菌的51个门、64个纲、137目、252科和600属;所有土壤样品中在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)丰度最高;在属水平上其中12个土样类型共同拥有的有190个属。 Tax4Fun基于SILVA数据库进行基因功能预测,苜蓿根际细菌群落所涵盖的一级功能基因为:环境信息处理(Environmental_Information_Processing)、未分类(Unclassified)、生物体系统(Organismal_Systems)、人类疾病(Human_Diseases)、新陈代谢(Metabolism)、遗传信息处理(Genetic_Information_Processing)、细胞过程(Cellular_Processes)。【结论】新疆北部不同种植地苜蓿根际土壤细菌多样性改变与土壤中性磷酸酶含量有关,根际与非根际及不同种植地之间,微生物群落组成相似,但物种多样性、细菌的生态功能存在一定差异。     

氮高效转基因水稻OsNRT2.3b对土壤氨氧化细菌群落多样性的影响

以氮高效转基因水稻Os NRT 2.3b两个不同株系N-04和N-08为研究对象,以非转基因亲本日本晴(Nipp)为对照,在田间小区试验条件下,设施氮和不施氮两种处理,采用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析了氮高效转基因水稻在生长期对土壤氨氧化细菌群落多样性的影响。研究发现,水稻土壤氨氧化细菌丰富度指数在各生长期内品种间均不存在显著差异。两种处理条件下N-04的土壤氨氧化细菌香农-威纳指数仅在拔节期与Nipp有显著差异,其余生育期均无显著差异;在施氮条件下N-08的土壤氨氧化细菌香农-威纳指数在拔节期和抽穗扬花期与Nipp存在显著差异,不施氮条件下仅拔节期出现显著差异。两种处理条件下,N-04的土壤氨氧化细菌均匀度指数与Nipp相比整个生长期均无显著差异,而N-08在拔节期显著低于Nipp。测序结果表明,施氮和不施氮处理下氮高效转基因水稻(N-08和N-04)与Nipp相比土壤中拥有更多的亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)。研究表明,氮高效转基因水稻在个别生育期对香农-威纳指数和均匀度指数有显著差异,且其更有利于促进土壤铵态氮向硝态氮的转化。     

磷高效转基因水稻OsPT4种植对土壤细菌群落多样性的影响

为探讨磷高效转基因水稻种植对土壤细菌多样性的影响,在小区试验条件下,以磷高效转基因水稻Os PT4为对象,以非转基因水稻日本晴、磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷两种处理,采用PCR-DGGE测序技术,分析比较了磷高效转基因水稻Os PT4在整个生长期对土壤细菌群落丰富度、均匀度的影响。结果显示,同一处理、同一生长期内磷高效转基因水稻Os PT4、磷高效突变体水稻PHO2与常规水稻日本晴的土壤细菌16S r DNA DGGE指纹图谱基本相似;施磷处理条件下,PHO2在拔节期较Os PT4、日本晴增加一条电泳条带,该条带属于蓝藻菌门(Cyanobactteria)藻青菌属(Cyanobacterium),Os PT4在抽穗扬花期较日本晴缺失一条电泳条带,该条带属于芽单胞菌门(Gemmatimonadetes);不施磷处理时,Os PT4在分蘖期和成熟期较日本晴增加4条电泳条带,测序结果显示分别为变形菌门(Proteobacteria)地杆菌属(Geobacter)、厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌属(Bacillus)、绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)和地杆菌属(Geobacter)。研究表明,在水稻个别生长期,磷高效转基因水稻Os PT4对土壤细菌丰富度(S)、香农-威纳指数(H)和均匀度(EH)产生显著影响。     

转耐辐射球菌irrE基因提高拟南芥盐胁迫耐受性的表型分析

耐辐射球菌中的irrE基因作为一种全局性调节因子,在抵御极端辐射照射时起着至关重要的作用。利用农杆菌介导的花序浸染法,将irrE基因转化拟南芥,筛选和鉴定出表达irrE的植株,并分析了转基因植株的盐胁迫耐受能力。结果显示,转irrE拟南芥表现出对盐胁迫的耐受性提高;在盐胁迫下,转基因拟南芥体内脯氨酸含量比野生型有明显的提高。RNA半定量分析显示转基因植株中AtNHX1表达水平升高。因此推测irrE基因在转基因拟南芥中调控了AtNHX1的表达,引起了植株的盐胁迫耐受性提高。     

拟南芥山奈酚糖苷对UV-B辐射的响应

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,通过施加低强度(40μw·cm-2)和相对长时间(7 d)的UV-B辐射,研究拟南芥幼苗和成苗中三种山奈酚糖苷即山奈酚-3-O-鼠李葡萄糖基-7-O-鼠李糖苷(K1)、山奈酚-3-O-葡萄糖基-7-O-鼠李糖苷(K2)、山奈酚-3-O-鼠李糖基-7-O-鼠李糖苷(K3)含量及合成途径关键酶编码基因表达水平对UV-B辐射的响应.结果表明,拟南芥幼苗三种山奈酚糖苷含量均为成苗的10倍左右.经过7 d的UV-B辐射处理,拟南芥幼苗中山奈酚糖苷积累水平、合成途径关键酶编码基因chs和fls1的相对表达量均显著高于对照植株,山奈酚糖苷表现为响应UV-B辐射而积累.在拟南芥成苗和幼苗中三种山奈酚糖苷组合模式应对UV-B辐射的变化并不一致,这与其在防御机制中的不同角色有关     

NaCl胁迫对拟南芥莲座叶中芥子油苷含量的影响

分析了4种不同浓度NaCl胁迫条件下拟南芥莲座叶中12种芥子油苷(包括8种脂肪族芥子油苷和4种吲哚族芥子油苷)的含量变化。结果表明,莲座叶中12种芥子油苷含量不同,其中脂肪族的4-甲基亚磺酰丁基芥子油苷(4MSOB)的含量最高,占总芥子油苷含量的45%。NaCl胁迫显著提高了拟南芥莲座叶中总芥子油苷和多数种类芥子油苷的含量,并且50 mmo.lL-1NaCl处理后莲座叶中总芥子油苷含量最高,是对照的1.8倍。不同种类芥子油苷的含量响应NaCl胁迫的变化存在差异。     

潮霉素对拟南芥幼苗生长的影响

为揭示潮霉素与拟南芥幼苗生长发育的关系,研究了不同浓度潮霉素对拟南芥幼苗叶和根生长的影响.结果表明:拟南芥幼苗对潮霉素的抗性浓度约为30 μg/mL;在30 μg/mL潮霉素的作用下,拟南芥幼苗叶生长、主根伸长和侧根形成受到显著抑制,导致拟南芥幼苗较小.     

卡那霉素对拟南芥幼苗生长的影响

为了解植物基因工程中最早广泛应用的卡那霉素筛选剂对拟南芥幼苗的敏感性及幼苗植株发育的影响,将拟南芥种子播种于MS固体培养基上,在22℃光照16h、18℃黑暗8h的光周期条件下进行培养试验,结果表明:卡那霉素致使拟南芥幼苗黄化现象严重,对拟南芥幼苗子叶和真叶的生长和发育有明显影响,并抑制了幼苗主根的伸长和侧根的发生。与对照相比,卡那霉素处理的拟南芥幼苗的子叶较小、黄化,且没有真叶出现,处理10d时,子叶黄化严重,甚至死亡。另外,卡那霉素处理的拟南芥幼苗的主根较短,同时没有形成侧根。但进一步研究分析发现,卡那霉素处理对拟南芥幼苗根尖的影响具有可逆性,但幼苗主根伸长并没有表现出较大的可逆性。     

辣椒疫病罹病植株根际土壤细菌群落多样性分析

[目的]分析辣椒疫病罹病植株根际土壤细菌群落多样性,为辣椒疫病防控提供理论依据.[方法]采集湖南长沙、吉首及永州地区辣椒疫病罹病植株根际土壤,运用IlluminaMiSeq高通量测序技术对土壤样品基因组DNA的16S rDNA-V4区进行测序分析,明确不同地区罹病辣椒植株根际土壤细菌群落多样性.[结果]3个地区罹病辣椒根际土壤的细菌OTU数量存在差异,独有OTU占总体比例各有差异,其中永州地区占其总数的30.18%、吉首地区占其总数的41.83%、长沙地区占其总数的24.07%,3个地区共有OTU占所有检测到OTU的14.95%.α多样性指标均表现为长沙地区最低,吉首地区最高.在门水平上,3个地区的罹病辣椒根际土壤微生物组成相似,优势菌门为Acidobacteria(酸杆菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)和Chloroflexi(绿弯菌门),但3个地区在相对丰度上表现一定差异.[结论]湖南永州、吉首和长沙地区辣椒疫病罹病植株根际土壤细菌多样性存在差异,以吉首最高、长沙最低;3个地区的罹病辣椒根际土壤微生物组成相似,但相对丰度存在差异.     

ABI1和GPA1在拟南芥生长发育中的作用

比较了gpa1-2a、bi1-1、cGα、WsL、er 5种基因型的拟南芥以及abi1-1和gpa1-2a、bi1-1和cGα的杂种纯合体的生长发育情况。结果表明,野生型的Ws发育最为迅速,abi1-1发育则最缓慢;杂种纯合体的发育介于亲本之间,在莲座叶片数上接近于父本,而在莲座半径上接近于母本。