氮输入对库尔勒香梨园土壤细菌群落的影响

【目的】为梨园的合理施肥及可持续健康发展提供参考。【方法】以库尔勒香梨园0～20 cm土层土壤样品为材料,通过分析细菌群落物种组成的相对丰度、α多样性指数,研究了0、150、300、450 kg/hm²共4个施氮水平对库尔勒香梨园土壤细菌群落的影响。【结果】电导率、碳氮比、全氮含量及硝态氮含量对门水平细菌群落的影响达显著水平,硝态氮含量、铵态氮含量、碱解氮含量、全碳含量、碳氮比及电导率对属水平细菌群落的影响达显著水平。施用氮肥后,放线菌门Actinobacteria、类诺卡氏属Nocardioides的相对丰度有所下降,且与土壤氮养分含量以及pH值显著或极显著负相关;施用氮肥后,厚壁菌门Firmicutes、异常球菌-栖热菌门Deinococcus-Thermus、己科河菌门Rokubacteria、A4b、动孢菌属Kineosporia的相对丰度有所增加,芽孢杆菌属Bacillus、盐单胞菌属Halomonas在膨果期的相对丰度在施用氮肥后有所增加,其中己科河菌门的相对丰度与土壤碳氮养分含量以及pH值有显著或极显著相关性,A4b的相对丰度与有机碳含量显著或极显著...     

冀北山区不同植被恢复类型根际土壤细菌群落结构及多样性

【目的】研究冀北山区不同植被恢复类型对根际土壤细菌群落结构特征和多样性影响,探索自然和人工恢复对土壤微生物的作用机制,为该区域植被恢复与管理提供理论依据。【方法】以自然恢复的灌草丛、灌木林、次生林以及人工恢复的人工林根面、根际和非根际土为研究对象,通过Illumina Miseq平台对细菌16S rRNA的V3—V4片段进行高通量测序,分析土壤细菌α、β和功能多样性、群落结构组成以及与环境因子的关系。【结果】1)各恢复类型细菌α多样性差异显著(P0.05),次生林土壤细菌丰度和多样性均高于人工林,灌草丛多样性高,丰度最低;灌木林丰度高,多样性最低。不同根际范围土壤细菌α多样性差异不显著(P0.05),整体表现为根面和根际土高于非根际土。2)次生林和人工林土壤细菌群落结构有一定相似性;次生林与灌草丛、灌木林土壤细菌群落结构差异较大。根际土与非根际土细菌群落结构有一定相似性,根面土与根际、非根际土细菌结构差异较大。3)变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和厚壁菌门为优势类群。各样地有机质分解菌群(变形菌门、放线菌门和拟杆菌门)丰度差异显著,灌草丛和次生林显著高于其他样地,根面和根际土显著高于非根际土。固碳和固氮菌群(芽单胞菌门和厚壁菌门)分布较均匀。4)土壤田间持水量、有机质和全磷、植被分布均匀度、Simpson多样性指数和丰富度指数是影响土壤细菌群落的主要因素。土壤因子(田间持水量、有机质和全磷)对灌木林和灌草丛非根际土细菌影响极显著,对根面和根际土细菌作用较小;植被因子(植被分布均匀度、Simpson多样性指数和丰富度指数)对乔木林(次生林和人工林)不同根际范围土壤细菌群落影响均达到极显著水平。5)新陈代谢功能在KEGG上的编码基因数量最多,是土壤细菌的优势功能。各土样细菌群落KEGG功能基因序列数量和多样性差异显著,说明各植被恢复类型根际土壤中有许多具有各自独特功能的菌种,但土壤和植被不能决定土壤细菌功能多样性。【结论】恢复方式、植被类型和根系对冀北山区土壤细菌群落结构和多样性均有影响,其中恢复方式对土壤细菌多样性作用更明显,植被类型对土壤细菌群落结构影响更显著。距离根系越近,土壤细菌多样性越高,土壤细菌群落结构与非根际土差异越大。此外,环境因子如土壤养分、水分含量及植被分布状况等均与土壤细菌群落结构及多样性有关。     

缓控释肥处理下油橄榄土壤微生物多样性特征分析

为了探究油橄榄健康施肥和实现土壤可持续化经营管理提供理论和实践依据,采用Illumina Miseq高通量测序技术对不同缓释肥处理下的油橄榄种植地0～10 cm和10～20 cm土层土壤微生物多样性及群落特征进行研究。结果显示：(1)细菌OUT隶属于35门111纲268目485科1 087属;真菌OUT隶属14门42纲95目230科431属。(2)变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门为优势细菌门,子囊菌门、担子菌门和被包霉门为优势真菌门;假单胞菌属、67-14、索利红杆菌属、Subgroup＿6和红色杆菌属为优势细菌属,镰刀菌属、无茎真菌属、瓶毛壳属、小囊菌属和葡孢霉属为优势真菌属。(3)施肥处理能明显促进土壤中0～20 cm土层的真菌和0～10 cm土层的细菌生长,而抑制10～20 cm细菌生长。(4)细菌和真菌群落分布与土层相关性较小;各个处理下土壤细菌群落结构差异不明显,而真菌则存在明显差异。研究表明,施用缓控释肥能够有效增加土壤中微生物多样性,尤其是混合施肥效果更明显,6 kg半焦肥+8颗力浮丸的组合可作为生产实践中的优选参考方案。     

关帝山针叶林土壤细菌群落结构特征

【目的】分析环境与空间因素在寒温性针叶林土壤细菌群落构建中的作用,为区域森林生态系统管理措施的制定提供理论依据。【方法】利用Illumina高通量测序技术分析关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林(Lp)、青杄林(Pw)以及油松林(Pt)4个土壤细菌群落(LpMC1、LpMC2、PwMC和PtMC)的结构,同时测定土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与森林类型和土壤环境因子的相关性。【结果】1)在该区域的森林土壤细菌群落中,变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、衣原体门和硝化螺旋菌门为优势细菌群。2)优势细菌类群相对丰度和土壤环境因子的RDA分析表明,土壤含水率、碳氮比、pH以及土壤酶活性是影响土壤细菌群落结构的重要因子。其中,变形菌门中的大部分类群和拟杆菌门更适于生活在酸性、湿度大、营养状况良好的土壤中,主要碳源是易分解性碳;放线菌门、浮霉菌门和绿弯菌门则在碱性、干旱、营养贫瘠的土壤中更占优势,主要分解顽固性碳。3)Alpha多样性分析结果表明,土壤细菌群落多样性在4个样地间存在差异,在营养贫瘠的油松林样地土壤中细菌群落(PtMC)丰富度低,多样性高;而在营养丰富的高海拔华北落叶松样地中细菌群落(LpMC1)丰富度高,多样性低。4)细菌群落Beta多样性分析结果表明,青杄林和油松林的土壤细菌群落(PwMC与PtMC)、高海拔华北落叶松林和低海拔华北落叶松林的土壤细菌群落(LpMC1与LpMC2)结构分别具有相似性。【结论】受环境选择和扩散限制的共同影响,不同针叶林土壤细菌群落结构和物种多样性具有显著差异。据此,可通过制定不同的育林措施,改变林下土壤环境,进而优化土壤细菌群落结构;提高土壤碳汇,促进土壤氮、硫、磷等营养物质的循环,提高土壤肥力。     

贺兰山地区油松根际固氮菌的多样性研究

对贺兰山北寺自然保护区油松(Pinus tabulaeformis)的根际土壤固氮菌多样性和群落结构进行研究。采用阿须贝培养基对土壤中的固氮菌进行分离和纯化,用通用引物27f/1492r对固氮菌进行16S r DNA扩增并测序,应用DNAMAN 6.0软件进行多序列比对,用MEGA 4.0软件构建聚类树。结果表明:从贺兰山北寺油松根际土壤中分离出的固氮菌属于假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、叶杆菌属(Phyllobacterium)、节杆菌属(Arthrobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、柄细菌属(Caulobacter)、土地杆菌属(Pedobacter)等9个不同的类群,其中假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、叶杆菌属(Phyllobacterium)、节杆菌属(Arthrobacter)是优势类群。这表明贺兰山北寺地区油松根际土壤中固氮菌具有较丰富的多样性。     

辽东栎林演替过程中的土壤细菌群落结构和多样性变化

【目的】土壤微生物在维持森林生态系统功能中起着重要作用,研究辽东栎林演替过程中森林土壤微生物群落结构和多样性在演替过程中的变化规律,深入认识森林土壤细菌群落结构恢复和驱动机制。【方法】以太岳山地区皆伐后形成的30、80和150年生次生辽东栎林为对象,于2015年6月每个林型设置为20 m×20 m的森林动态监测样地20个,合计60个,用直径10 cm土钻采集0～10 cm表层土样,利用16S rRNA基因高通量测序技术,测定皆伐后自然恢复过程中森林土壤细菌群落的组成、结构和多样性变化。【结果】在辽东栎林自然恢复过程中,随演替阶段进行,变形菌门和绿弯菌门的相对丰度逐渐增加,而放线菌门和酸杆菌门的相对丰度逐渐降低,疣微菌门和浮霉菌门的相对丰度没有明显变化。拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度在80年生中龄林显著低于30年生幼龄林,而在150年生老龄林和80年生中龄林间却无显著差异。基于weighted Uni Frac距离的主坐标分析表明,幼龄林、中龄林和老龄林的细菌群落结构有显著差异。基于OTU水平的Bray-Curtis相似性进一步证明,幼龄林与老龄林的平均细菌群落相似性为37. 9%,中龄林与老龄林的相似性增加到47. 2%,表明皆伐后自然恢复过程中不同演替阶段的细菌群落结构表现出逐渐向老龄林恢复的趋势。土壤细菌物种丰富度和系统发育多样性在自然恢复过程中呈递减趋势,幼龄林的土壤细菌物种丰富度和系统发育多样性显著高于老龄林,而中龄林和老龄林的土壤细菌多样性差异并不显著。Chao1指数和种系型多度则表现为幼龄林和中龄林间差异不显著,老龄林则显著降低。方差分解表明,皆伐后不同演替阶段的细菌群落变化和土壤有机质、可溶性碳、土壤总氮和有效氮含量等土壤因子显著相关,其中土壤碳和氮含量对细菌群落结构变化的解释量分别为20. 2%和26. 3%,未解释的部分为43. 4%。【结论】皆伐后辽东栎林演替过程中不同恢复阶段土壤细菌群落结构具有显著差异,幼龄林和老龄林细菌群落结构差异最大,中龄林细菌群落结构与老龄林相似。土壤细菌多样性随着演替的进行呈逐步降低的趋势,幼龄林细菌多样性显著高于中龄林和老龄林,中林龄多样性则更加接近老龄林水平。这说明土壤细菌群落结构和多样性在次生演替过程中具有可预测性。     

内蒙古赤峰地区主要树种根际固氮菌的分离和鉴定

用阿须贝培养基对内蒙古赤峰市4个地点的5种树木根际土壤样品中的固氮菌进行分离、提纯,共获得116株固氮菌株,基于16S r DNA序列最大相似性进行了分析鉴定。结果表明:红山区落叶松根际土壤中的固氮菌共有6个属,以芽孢杆菌属(Bacillus)和类芽孢杆菌属(Paenibacillus elgii)为主;松山区樟子松根际土壤中的固氮菌共有8个属,以节细菌属(Arthrobacter)和链霉菌属(Streptomyces)为主。旺业甸落叶松根际土壤中的固氮菌共有6个属,以芽孢杆菌属(Bacillus)和根癌土壤杆菌属(Agrobacterium tumefaciens)为主;旺业甸白桦根际土壤中的固氮菌共有4个属,假单胞菌属(Pseudomonas)为主。红山区白皮松根际土壤中的固氮菌共有5个属,以假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)为主。新城区白皮松根际土壤中的固氮菌共有10个属,以假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)和类芽孢杆菌属(Paenibacillus elgii)为主。从固氮菌种群分布看,新城区白皮松根际土壤中固氮菌种群分布最为广泛,从中分离的19株固氮菌分布在10个属内;节细菌属(Arthrobacter)固氮菌分布最为广泛,存在5种树种的根际土壤中。     

核桃举肢蛾和桃蛀螟幼虫肠道细菌多样性的PCR-DGGE和T-RFLP分析

【目的】了解危害核桃果实青皮的核桃举肢蛾和桃蛀螟幼虫肠道细菌群落结构与多样性。【方法】采用基于16SrRNA基因的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)技术分析2种害虫幼虫肠道细菌群落特征。【结果】1)PCR-DGGE分析显示核桃举肢蛾幼虫肠道细菌主要有沃尔巴克氏体属、肠球菌属、肠杆菌属、根瘤菌属和假单胞菌属,其中沃尔巴克氏体属是优势菌群,占测得序列的40.0%;桃蛀螟幼虫肠道细菌主要有沃尔巴克氏体属、肠球菌属、根瘤菌属和假单胞菌属,其中肠球菌属是优势菌群,占测得序列的62.9%。2)DGGE条带的系统发育分析显示,核桃举肢蛾幼虫肠道中,72.5%的菌株属变形菌门,12.5%的菌株属于厚壁菌门,15.0%的菌株属于拟杆菌菌门。桃蛀螟幼虫肠道中,37.0%的菌株属于变形菌门,63.0%的菌株属于厚壁菌门,未检测到拟杆菌门细菌。3)T-RFLP分析显示76 bp和122 bp T-RFs分别是桃蛀螟和核桃举肢蛾幼虫肠道的优势菌群,T-RFLP的主成分和聚类分析显示核桃举肢蛾和桃蛀螟幼虫肠道细菌群落结构明显地分为2类。4)PCRDGGE和T-RFLP 2种方法均显示核桃举肢蛾幼虫与桃蛀螟幼虫肠道细菌多样性差异不显著但种类组成所占比例有较大差异。【结论】初步揭示了危害核桃果实的2种不同食性昆虫幼虫肠道细菌组成特点,可为进一步探讨其肠道微生物与其食性之间的关系提供理论基础。     

新疆枣园土壤解钾微生物菌株筛选及鉴定

为给干旱地区枣园土壤微生物的研究提供理论基础,以8年生灰枣根际土壤为材料,采用常规分离鉴定方法和硅酸盐培养基对新疆枣园土壤解钾菌株进行初筛,经过人工诱导后大田定殖,采用火焰光度计法和16S r DNA序列分析等方法,对其解钾能力进行分析,筛选优良的解钾菌株并进行鉴定。经16S r DNA鉴定,解钾细菌分别为节杆菌属Arthrobacter,芽孢杆菌属Bacillus、假单胞菌属Pseudomonas、沙雷氏菌属Serratia 4个属。     

不同林龄沙地樟子松人工林土壤微生物群落结构

【目的】探究不同林龄沙地樟子松人工林土壤微生物群落组成特征和多样性差异,对维持土壤微生态平衡以及可持续经营具有重要意义。【方法】以8、15、30、36、42、49和56 a林龄的沙地樟子松人工林为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,研究不同林龄条件下土壤细菌和真菌的群落组成和多样性变化特征。【结果】1）研究地不同林龄沙地樟子松人工林土壤共获得细菌32门80纲154目308科531属。其中,放线菌门（32.71%±3.74%）、变形菌门（23.14%±2.13%）、酸杆菌门（16.22%±2.75%）和绿弯菌门（9.00%±1.23%）为主要优势门。厚壁菌门的相对丰度在49 a和56 a林龄土壤中分别升高至7.16%和7.47%。沙地营造樟子松后,土壤中细菌的相对丰度随着林龄的增加而逐渐提高,并在林地土壤中出现了Crossiella spp.。2）不同林龄沙地樟子松人工林土壤获得真菌6门25纲88目184科369属。其中,子囊菌门（70.12%±11.17%）是主要的优势门。接合菌门的丰度在49 a和56 a林龄中逐渐升高至15.20%和23.42%。沙地樟子松人工...     

基于高通量测序的4种不同树种人工林根际土壤细菌结构及多样性

【目的】研究黄河三角洲4个不同树种人工林根际土壤细菌群落结构及多样性,揭示人工林改善土壤生产力的微生物学机制,为人工林的栽培和管理提供理论依据。【方法】应用高通量测序技术,比较臭椿、榆树、绒毛白蜡和刺槐4种人工林根际土壤细菌群落结构及多样性,并结合根际土壤理化性质进行相关性分析。【结果】1)臭椿、榆树、白蜡和刺槐人工林根际土壤细菌分别有27、26、28和28门,酸杆菌门、变形菌门和放线菌门3门细菌在4种人工林根际土壤中相对丰度大于10%,是根际土壤中的优势群落;硝化螺旋菌门、绿弯菌门、浮游菌门、芽单胞菌门和疣微菌门5门细菌相对丰度超过1%,是根际土壤中的主要群落。4种人工林根际土壤中变形菌门、WS3、蓝藻菌门、广古菌门、厚壁菌门、OD1和软皮菌门7门细菌丰度差异显著。2)4种人工林中刺槐根际土壤细菌多样性最高,物种数、Chao1指数、Shannon多样性指数和Simpson指数分别为1 828.49、2 602.81、8.92和0.95。榆树根际土壤细菌物种数和白蜡根际土壤细菌Chao1指数最低,分别为1 703.36和2 161.69。臭椿根际土壤细菌Shannon指数最低,Simpson指数最高,分别为8.73和0.98。3)榆树根际土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量最低。刺槐根际土壤有效磷含量为3.47 mg·kg-1,显著高于其他3种人工林。臭椿根际土壤pH、碱解氮、速效钾和有机质含量最高,分别为8.52、48.63 mg·kg-1、330.27 mg·kg-1和74.83 g·kg-1,土壤含水量和有机质含量显著高于其他3种人工林。4)人工林根际土壤电导率、含水量、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量与根际土壤细菌多样性相关关系显著,土壤pH与细菌多样性指数无显著相关关系。【结论】黄河三角洲4种人工林根际土壤细菌结构相似,但部分细菌丰度差异显著;刺槐根际土壤细菌多样性最高。土壤电导率、碱解氮、有效磷和速效钾含量是细菌结构和多样性的主要影响因素。     

山桐子健康和感病植株不同器官区细菌群落结构、多样性与功能预测分析

【目的】探明健康和感病山桐子植株土壤、树皮及叶片细菌群落结构、多样性和功能特征,为致病菌验证及山桐子病害生物防控提供参考。【方法】基于高通量测序技术,通过OTU数量、鉴定类群、多样性指数及功能预测等方法,分析健康和感病山桐子不同器官区细菌组成、多样性和功能的差异。【结果】测序结果表明,山桐子的不同器官区都有其各自特有的菌群,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是土壤主要的细菌类群,蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形菌门是树皮和叶片主要的细菌类群;健康和感病山桐子相同器官区的优势菌属也存在差异,感病山桐子树皮中肠杆菌科的Brenneria和Hafnia-Obesumbacterium相对丰度显著高于健康山桐子;多样性分析结果显示,山桐子各器官区细菌群落多样性和丰富度由高到低均表现为土壤>树皮>叶片,土壤和叶片细菌群落Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数在健康植株和病株间无显著差异,感病树皮细菌群落Simpson指数显著高于健康树皮;PICRUSt功能预测表明,感病...     

李园杂草管理方式对土壤细菌群落和生态功能的影响

【目的】分析不同杂草管理方式对位于国家重点生态功能县的李园细菌群落结构和生态功能的影响,为李园土壤健康管理提供参考。【方法】以自然生草、人工生草、除草剂除草的李园和邻近天然槲栎次生林土壤为研究对象,提取土壤细菌DNA,对其ITS基因进行扩增,采用高通量测序和功能预测的方法研究细菌的多样性、群落结构及生态功能。【结果】不同处理OTU数量为2 012～3 522,细菌种类33门、108纲、242目、383科、667属。绿弯菌门、放线菌门、变形菌门和酸杆菌门为主要门类,在各处理中4个门的总丰度达到80%以上。多样性分析显示,天然林Ace和Chao指数显著低于李园的3个处理。群落组成和差异分析显示,天然林土壤酸杆菌优势比较大,病害细菌少,并有少量的有益细菌蛭弧菌;李园的鞘脂单胞菌相关病害的风险大,生草可在一定程度上提高芽孢杆菌等有益细菌的丰度,尤其自然生草比较明显。人工生草还有利于提高李园细菌的多样性,尤其是芽单胞菌的富集比较明显。使用除草剂的李园则主要富集了绿弯菌门的种类,而降低了苔藓杆菌的丰度。功能预测分析显示,土壤细菌新陈代谢最活跃,主要包括碳水化合物代谢和氨基酸代谢等,涉及化能异养、纤...     

马尾松人工林干扰对土壤微生物群落结构的短期影响

【目的】揭示马尾松林土壤微生物群落结构对不同干扰的响应特征,初步探究响应机制,评估不同干扰方式对地下生态系统的影响。【方法】对马尾松人工林样地分别采取除灌、轻度干扰(清除少量非马尾松乔木)、重度干扰(清除较大胸径马尾松),以未经处理的样地为对照。对每个样地多点混合采集0～10 cm表层土壤,采用Illumina Miseq高通量测序方法,获取并分析了不同干扰方式下土壤微生物群落组成与结构的响应特征,并结合相似性和系统发育指数初步探究微生物响应机制。【结果】1)马尾松人工林土壤中细菌的优势菌群主要是变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等;真菌的优势菌群是担子菌门、子囊菌门、接合菌门。在门水平上对细菌群落相对丰度进行组间差异显著性检验表明,拟杆菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度的组间差异显著(P0.05)。不同干扰方式分别与对照样地的土壤微生物比较:轻度干扰样地的变形菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度显著降低;重度干扰样地的拟杆菌门、δ-变形菌门相对丰度显著降低(P0.05);而除灌样地在门和纲水平上都无显著变化。2)主成分分析结果表明不同样地的土壤微生物(细菌和真菌)群落结构能够明显分开,非参数多元方差分析表明不同样地的土壤细菌与真菌的群落结构整体差异显著(P0.05);不同样地土壤微生物的群落结构与对照相比,只有除灌样地土壤的细菌群落无显著差异,而轻度干扰和重度干扰样地有显著差异(P0.05);除灌、轻度干扰和重度干扰样地土壤的真菌群落结构与对照均有显著差异(P0.05)。3)与对照相比,细菌的相似性在轻度干扰和重度干扰时显著降低(P0.05),真菌的相似性在除灌、轻度干扰和重度干扰均产生显著差异(P0.05)。4)基于零模型的差异分析表明,只有轻度干扰样地土壤的微生物群落谱系多度和谱系多样性变化达到显著水平(P0.05)。【结论】马尾松人工林的干扰措施显著影响土壤微生物群落的组成和结构特征,降低了土壤养分有效性;显著降低了土壤微生物群落的相似性,导致土壤微生物群落稳定性下降;改变了土壤微生物谱系多样性,即土壤微生物的养分含量和生态位多样性,降低了生态系统的稳定性。轻度干扰和重度干扰都显著降低了土壤质量,导致土壤养分含量下降,因此,不宜进行轻度和重度干扰。     

不同生态环境下银中杨内生菌群落结构及生态位变异

【目的】研究生长在3个不同地点的银中杨根和茎中内生细菌和真菌的多样性,为植物和微生物互作研究提供参考。【方法】分别在黑龙江省大庆市林源镇常围子村、齐齐哈尔市错海林场和北京市房山区韩村河东营苗圃,取银中杨根和茎,表面消毒后,提取微生物DNA,通过16S r RNA和内部转录间隔区(ITS)扩增子Illumina MiSeq测序以确定内生细菌和真菌群落的多样性。【结果】测序结果根据97%的序列相似性水平,将细菌和真菌的reads分别归类为1 541和240个OTU。与数据库比对后确定银中杨内生细菌群落主要以放线菌纲、β-变形菌纲、α-变形菌纲、γ-变形菌纲和拟杆菌纲为主,内生真菌群落主要以座囊菌纲、伞菌纲、子囊菌纲、和银耳纲为主。α多样性和β多样性结果表明,北京、大庆和齐齐哈尔3个地点银中杨的茎内生菌群落明显聚集;而根内生菌群落表现出依赖于植物器官和生长环境的现象。Mantel检验结果表明,p H值、土壤有机质(SOM)含量和钾(K)含量与杨树根内生菌群落显著相关(P0. 05);而氮(N)、磷(P)含量并不是解释银中杨根内生菌群落差异的重要因素。由此确定不同生态环境下生长的银中杨不同器官中的核心微生物,共获得23个核心细菌OTU,归属于6个纲; 22个核心真菌OTU,归属于7个纲。还可确定7个根内生细菌指示OTU:Actinophytocola、游动放线菌属、假诺卡氏菌属、红微菌属、链霉菌属、贪噬菌属和慢生根瘤菌属; 5个茎内生细菌指示OTU:双歧杆菌属、红球菌属、小杆菌属、粪杆菌属和微球菌属。2个根内生真菌指示OTU:小球腔菌属和Ilyonectria; 3个茎内生真菌指示OTU:格孢腔目、链格孢属和Endosporium。Up Set R结果表明:内生细菌中有51(3. 30%)个OTU被6组样本共有,6个组单独特有的OTU占总OTU数的4. 54%～15. 44%;内生真菌中有1(0. 42%)个OTU被6组样本共有,6个组单独特有的OTU占了总OTU数的2. 92%～29. 17%。【结论】银中杨根内生细菌和真菌群落结构取决于栽植环境中土壤的p H值、有机质含量和钾含量。不同植物器官可代表内生菌群落的独特生态位。本研究可确定与银中杨不同器官和不同生长环境条件相关的指示OTU和核心微生物。     

夏季桉树枝瘿姬小蜂雌成虫体内可培养细菌的分离与鉴定

为探究桉树枝瘿姬小蜂(Leptocybe invasa)体内可培养细菌的功能及从微生物的角度控制该害虫,运用传统微生物培养和16S rDNA基因测序相结合的方法对夏季刚羽化的桉树枝瘿姬小蜂雌成虫体内可培养细菌进行了分离与鉴定。结果表明获得的17株细菌,分别为属于变形菌门(Proteobacteria)的泛菌属(Pantoea)、假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和根瘤菌属(Rhizobium);属于放线菌门(Actinobacteria)的微杆菌属(Microbacterium)、类诺卡氏属(Nocardioides)、壤球菌属(Agrococcus)、短小杆菌属(Curtobacterium)、短状杆菌属(Brachybacterium)和微球菌属(Micrococcus);属于厚壁菌门(Firmicutes)的芽孢杆菌属(Bacillus)和葡萄球菌属(Staphylococcus);属于拟杆菌门(Bacteroidetes)的Dyadobacter属和金黄杆菌属(Chryseobacterium)。变形菌门和放线菌门是优势菌群。     

凉水国家自然保护区不同林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物群落组成和多样性分析

【目的】分析凉水国家级自然保护区内的3种原始红松林(云冷杉红松林、椴树红松林和枫桦红松林)、红松人工林和红松天然次生林5种林型的土壤nosZ型反硝化微生物的群落组成和多样性特征,为全面了解不同林型红松林土壤的反硝化潜势和氮循环过程提供数据支持。【方法】以选取的5种林型红松林林下土壤为研究对象,以反硝化过程中的关键酶——氧化亚氮还原酶的编码基因nosZ为标记基因,采用高通量测序和生物信息学分析技术进行研究。【结果】从5种林型红松林15个土壤样品中一共得到nosZ基因631 878条有效序列,579 871条优质序列,长度分布在178~383 bp之间,主要分布在260 bp。5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物主要门类为变形菌门和拟杆菌门,核心属为伯霍尔德杆菌属、黄杆菌属、慢生根瘤菌属、假单胞菌属、Dechloromonas属、芽单胞菌属、无色杆菌属和中华根瘤菌属。nosZ型反硝化微生物α多样性分析显示:除枫桦红松林的Shannon和Simpson指数显著高于红松天然次生林外,5种林型红松林之间土壤nosZ型反硝化菌群的4种α多样性指数(Shannon、Chao1、ACE和Simpson指数)差异不显著。β多样性分析显示:5种林型土壤nosZ型反硝化微生物群落组成差异显著(R=0.387,P=0.006),但3种原始红松林之间差异不显著。土壤铵氮和全氮含量是显著影响nosZ型反硝化微生物群落的主要因子(P﹤0.05)。【结论】5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物多数α多样性指数无显著差异,但β多样性差异显著,引起不同林型之间nosZ型反硝化微生物组成和丰度的主要环境因子是土壤铵氮和全氮含量。     

杨树人工林连作与轮作对土壤氮素细菌类群和氮素代谢的影响

【目的】氮素是影响杨树人工林生产力的最重要元素,研究杨树人工林连作和轮作氮素循环细菌类群演变动态及氮素代谢结构特征,有助于从养分循环角度揭示杨树人工林连作障碍机制。【方法】采用宏基因组测序技术,研究杨树人工林Ⅰ代林地、连作Ⅱ代林地、Ⅱ代林地主伐后轮作花生地和轮荒地土壤中氮素循环细菌类群及氮素代谢随不同连作代数及不同轮作模式的演变规律。【结果】发现参与氮素循环细菌4类11属,其中固氮细菌有拜叶林克氏菌属、慢生根瘤菌、根瘤菌属和弗兰克氏菌属,硝化细菌有硝化杆菌属和亚硝化螺菌属,反硝化细菌有假单胞菌属、罗尔斯通菌属、伯克氏菌属、芽孢杆菌属和链霉菌属,氨化细菌有芽孢杆菌属和假单胞菌属;杨树人工林连作1代后,土壤中参与氮素循环细菌总数增加4.73%,土壤中氮素细菌的种类没有增减,固氮细菌的相对丰度增加53.44%,硝化细菌的相对丰度没有变化,反硝化细菌的相对丰度增加0.14%,氨化细菌的相对丰度增加1.33%;与Ⅱ代林相比,花生地土壤中的氮素细菌的种类没有增减,固氮细菌的相对丰度减少71.14%,硝化细菌、反硝化细菌和氨化细菌的相对丰度分别增加120%,15.63%和20.76%;轮荒地中的土壤氮素循环细菌缺少了硝化细菌,固氮细菌的相对丰度减少79.10%,反硝化细菌和氨化细菌的相对丰度分别增大17.39%和24.56%;杨树人工林连作1代后,土壤中的固氮细菌代谢活性增强,硝化细菌中的硝化杆菌属的代谢活性减弱,亚硝化螺菌属的代谢活性增强,氨化细菌代谢活性减弱;与Ⅱ代林相比,轮作花生地中仅有硝化细菌的代谢活性增加,其他3种氮素代谢功能菌的活性都降低;轮荒地中,所有的氮素循环细菌的代谢活性均比杨树Ⅱ代林地低。【结论】杨树人工林连作1代后,土壤中参与氮素循环的细菌总数增加,但代谢活性降低;轮作花生后,大多数氮素代谢细菌的数量增加,但仅有硝化细菌的代谢活性明显增强;轮作可以改善连作对杨树人工林地土壤硝化细菌生长繁殖和代谢活动的影响。     

油用凤丹牡丹不同种植时间根际细菌群落多样性变化

【目的】土壤微生物在林业生态系统中具有重要的功能,解析油用凤丹牡丹长期人工种植后根际土壤中细菌群落结构多样性变化情况,为揭示油用凤丹牡丹长期连作后根际病害抑制性土壤形成的机制奠定基础。【方法】试验采集种植2、4、5、10和32年生凤丹牡丹的根际土壤,应用Illumina Mi Seq高通量测序技术,分析土壤细菌16S rRNA基因V3+V4区域的丰富度和多样性指数,研究连作对凤丹牡丹根际细菌群落结构及多样性的影响。【结果】源于不同种植时间(年限)的15个根际土壤样本共获得2 366个涵盖24门、79纲、113目、117科、103属的OTUs。凤丹牡丹根际土壤中心优势菌群为:变形菌门(34%)、酸杆菌门(14%)、浮霉菌门(14%)和放线菌门(10%)等。纲层次上的优势菌群为:变形菌门的δ-变形菌纲(26%)、α-变形杆菌纲(25%)、β-变形菌纲(15%)和γ-变形菌纲(15%);酸杆菌门的酸杆菌纲(44%)和Solibacteres(14%);浮霉菌门的浮霉菌纲(27%)和Planctomycetia(60%);放线菌门的放线菌纲(25%)、酸微菌纲(18%)、嗜热油菌纲(17%)、MB-A2-108(15%)、红杆菌纲(10%)。【结论】不同种植年限凤丹牡丹土壤中细菌优势菌群组成结构变化较小,但菌群多样性呈下降趋势;不同种植年限的土壤具有特异性、高丰度和低丰度细菌种属。随种植年限延长,酸杆菌门等细菌群落逐年积累,绿菌门和纤维杆菌门等特异性菌群出现,放线菌门、变形菌门、浮霉菌门等菌群丰度逐年降低,疣微菌门等菌群消失的现象可能是造成多年连续单一种植凤丹牡丹土壤细菌选择性抑制生长以及土壤病害发生、土壤退化的重要原因之一。凤丹牡丹根际微生物对维持根际土壤微环境具有重要的生态学意义。     

油茶根腐病根际土壤和根系内细菌群落结构及多样性

【目的】为鉴定根腐病潜在病原菌，改善土壤施肥制度，筛选油茶病害生防菌及研发防控药剂提供参考依据。【方法】采用16S rRNA基因Illumina Miseq高通量测序技术与PICRUSt功能预测相结合的方法，对5个病情等级下油茶根际土壤和根系内细菌群落结构和功能进行分析，并借助冗余分析等方法探讨土壤化学性质与细菌群落结构的关系。【结果】从油茶根际土壤和根系内共获得1 707个OTU，分属于18门257属。患根腐病后，细菌的丰富度指数（Chao1）及均匀度指数（Ace）升高。相较于健康油茶，患病油茶土壤内酸杆菌门的丰度有不同程度的下降，变形菌门的丰度升高；根系内变形菌门的丰度随病情等级的上升，逐级升高。相较于健康油茶，患病油茶土壤内慢生根瘤菌属的丰度有不同程度的增加；根系内苯基杆菌属的丰度随着根腐病病情等级的上升逐级升高。油茶林土壤细菌群落结构的主要影响因子为土壤的pH值、有机质含量、速效磷含量、速效钾含量。发病情况较轻与发病情况较重的油茶根际土壤和根系内细菌群落结构差异较大。油茶根际土壤和根系内细菌以代谢功能为核心，患病导致油茶根系内碳水化合物代谢和氨基酸代谢功能丰度提高，根际土壤内碳...