杨桃与荔枝根区土壤微生物群落磷脂脂肪酸（PLFAs）特征分析

采用磷脂脂肪酸(PLFAs)方法,分析同一果园台湾软枝杨桃(20年树龄)和荔枝乌叶品种(15年树龄)根区土壤微生物群落结构.结果表明,从杨桃根区不同样品检测到25 ～32种微生物PLFAs,特有PLFAs为:i13:0,11:0 3OH,14:0 2OH;荔枝根区检测到23～40种微生物PLFAs,特有PLFAs为:16:0 3OH,i18:0,i12:0,12:1 AT11-12,a14:0.杨桃根区由PLFAs指示的土壤微生物多样性指数(Simpson)和特征脂肪酸16:0(细菌)、18:1w9c(真菌)、10Me16:0(硫酸盐还原细菌)含量大小:距植株1.0m土壤≈1.5m土壤＞0.5m土壤;而荔枝根区Simpson指数和以上各种菌特征脂肪酸含量大小为:距植株1.0m土壤＞0.5m土壤≈1.5m土壤.脂肪酸10Me17:0(放线菌)和16:1w5c(甲烷氧化菌)含量在杨桃根区无水平分布上的显著差异,而在荔枝根区则存在显著差异.     

土壤酸度对茶树根际土壤微生物群落多样性影响

为了分析茶树根际土壤酸度对微生物多样性的影响,本研究以不同树龄铁观音茶树根际土壤为研究对象,分析不同树龄铁观音茶树根际土壤p H值、微生物群落结构的多样性及其相关性。结果表明,茶树根际土壤的p H值随着茶树树龄的增加呈现下降趋势。茶树根际土壤共检测到20个PLFAs,其中细菌、真菌、放线菌、原生动物的个数分别为15、2、2、1;其中,细菌、放线菌、原生动物及总体标记性PLFAs总量呈现先上升后下降的趋势,而真菌PLFAs总量则相反,且不同树龄间差异达到显著水平;茶树根际土壤细菌、真菌、放线菌总量的荧光定量PCR结果验证了上述PLFAs测定的准确性。进一步分析发现,不同的PLFAs主要划分成2大成分,即主成分1和主成分2,贡献率分别为73.06%和25.51%,而与主成分1呈显著或极显著相关的PLFAs主要为细菌、放线菌、真菌和原生动物,而与主成分2呈显著或极显著相关的主要为细菌;相关性分析结果表明,与土壤酸度呈显著或极显著正相关的微生物PLFAs标记11个,包含细菌、放线菌和原生动物,而呈显著或极显著负相关的微生物PLFAs标记6个,包含细菌和真菌。综上表明,土壤酸化程度随着茶树树龄的增加而增强,酸化可能导致微生物群落结构多样性发生了显著的变化。本研究为退化茶园的修复及其酸化土壤的改良,进而保证茶叶产量,提高茶叶品质提供一定的理论支持。     

富含硫氨基酸转基因大豆对根际土壤微生物群落结构的影响

选用两组转基因品质改良大豆（富含硫氨基酸）为材料,利用磷脂脂肪酸（PLFA）法分析了在大田种植条件下,两组转基因大豆对土壤微生物群落结构的影响。结果表明,与非转基因大豆相比,转基因品种土壤微生物群落的结构发生明显的变化。在两组转基因品种中PLFA组分均发生变化,其中转基因品种A组中占主导地位的14种分别是是革兰氏阳性菌（GP）的特征脂肪酸16:0、10Me18:0和好氧细菌特征脂肪酸18:1ω7c,Ｂ组中占主导地位的13种是表征GP的脂肪酸15:0、16:0和非特征脂肪酸14Me16:0。在A组的OE-8品种及B组的17-4和57品种中,表征细菌的PLFA含量和总PLFA含量与非转基因品种相比有显著上升。结果表明种植转基因大豆影响根际土壤微生物群落结构。     

不同种植方式下大豆田土壤微生物磷脂脂肪酸特征

磷脂脂肪酸方法(PLFA)可较准确地表达土壤微生物的类群及其生物量,是一种快速、重现性好的分析土壤微生物群落结构多样性方法。以中国科学院海伦农业生态试验站定位试验区大豆20年连作、轮作、迎茬和裸地的耕层土壤为对象,采用PLFA方法在大豆盛花期、鼓粒期和成熟期对不同轮作方式下土壤微生物群落结构进行研究。结果表明:20年连作使土壤微生物总磷脂脂肪酸含量有所增加,尤其是在盛花期,20年连作微生物总磷脂脂肪酸(PLFA)含量为10 327μg·g-1,显著高于其它轮作方式,20年轮作和迎茬土壤微生物总磷脂脂肪酸含量在大豆3个生育时期变化并不显著。土壤中真菌、细菌和放线菌PLFA含量与总PLFA含量变化基本一致。但是轮作条件下细菌/真菌磷脂脂肪酸比值显著高于其它轮作方式,说明轮作增加了土壤细菌PLFA含量,降低了真菌PLFA含量。对主要PLFAs进行主成分分析,主成分一(PC1)解释了45.5%的变异,主成分二(PC2)解释了20.6%的变异,而且从主成分得分图上可明显将轮作和迎茬与连作和裸地区分开。结果说明20年连作在一定程度上改变了土壤微生物群落结构,但20年轮作土壤生态系统仍然相对较稳定。     

水稻植株及其内生微生物磷脂脂肪酸生物标记异质性

采用改良磷脂脂肪酸法分析水稻植物自身磷脂脂肪酸和其内生微生物磷脂脂肪酸生物标记异质性。结果表明,水稻植株和其内生微生物共有磷脂脂肪酸有直链磷脂脂肪酸20∶0、12∶0、16∶0、18∶0和支链磷脂脂肪酸如18∶3ω6с(6,9,12)、19∶0 CYCLOω8с、15∶1ω6с等,且在水稻中含量均低于30μg/g,在内生微生物中的含量高于30μg/g。水稻内生微生物独有磷脂脂肪酸主要为支链磷脂脂肪酸,共有22种如i20∶0、20∶1ω9с、12∶0 3OH等,含量差异很大,为0.91～11 481.25μg/g。对水稻内生微生物独有磷脂脂肪酸对应分析CA得到,遗传距离近的水稻品种其对应距离也近,CA载荷图显示内生微生物磷脂脂肪酸对应距离小于姨2的为多元分布,即该磷脂脂肪酸分布在多个水稻品种中;大于姨2的为单一分布,即仅在特定的水稻品种中分布,表明水稻内生微生物磷脂脂肪酸分布与水稻品种遗传有关。     

正茬与迎茬对大豆根际土壤微生物群落组成的影响

为探索正茬与迎茬种植方式对大豆根际土壤微生物群落组成的影响,分析导致大豆迎茬障碍形成的主要病原微生物,研究大豆迎茬障碍的形成机制,进而为其生物防治提供一定的理论基础,本研究采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术分析正茬与迎茬大豆根际土壤微生物群落组成。结果表明：大豆迎茬种植在一定程度上降低了土壤细菌群落丰度和多样性,而增加了土壤真菌群落丰度和多样性。正茬与迎茬大豆根际土壤微生物群落组成和主要优势菌群所占比例均存在较大差异。酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)分别为正茬和迎茬大豆根际土壤细菌群落中最具优势的细菌门。镰孢霉属(Fusarium)和粗糙孔菌属(Subulicystidium)分别为正茬和迎茬大豆根际土壤真菌群落中最具优势的属。     

水稻茎部内生细菌及根际细菌与水稻品种特性的相关性

为探讨水稻茎部内生细菌和根际细菌群落结构组成及其与水稻品种特性的关系,2008年7月从5个品种水稻茎部和根际土分离内生细菌和根际土壤细菌,并进行脂肪酸鉴定。结果表明,内生细菌有13个种,隶属于9个属,根际细菌有13个种,隶属于10属,两群落的优势菌均为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。以品种为样本,以根际细菌、内生细菌和水稻生物学特征参数为变量,进行相关性分析得到,根际细菌和内生细菌与水稻穗粒数、千粒重、亩产存在正相关;与有效穗呈负相关。     

大豆根际未培养与培养细菌群落结构差异比较研究

根际土壤微生物群落结构是根际微生态系统中的重要组成部分,与根际养分有效性、植物生长发育及抗病性等关系密切,不同植物间、同一植物的不同基因型之间根际微生物群落结构差异较大.利用从两种基因型大豆根际土壤中直接提取和从平板培养菌落提取的微生物DNA为模板,采用细菌通用引物GC-357r和517r进行PCR扩增,对PCR产物的DGGE图谱进行聚类和主成分分析.结果表明,不同基因型大豆根际土壤未培养的细菌群落结构差异不大,而在土壤浸提液和NA培养基上形成的可培养的细菌群落结构受培养基种类和接种浓度(10-2和10-3)影响较小,但受不同大豆基因型影响而产生了差异.对DGGE条带进行分析表明,大豆根际未培养的细菌群落物种丰富度(S)和多样性指数(H)明显高于可培养细菌,说明培养过程是一个再选择的过程,在这个过程中一些微生物的信号得到放大,而大量的微生物信息缺失.对主要DGGE条带测序显示,大豆根际有三大类细菌:拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形杆菌门(Proteobacteira)和放线菌门(Actinobacteria).变形杆菌门(Proteobacteira)中的γ-Proteobacteria、α-Proteobacteria和放线菌门(Actinobacteria),在未培养和培养细菌中都表现为优势种群.与培养细菌相比,变形杆菌门中的γ-Protebacteria和拟杆菌门(Bacteroidetes)细菌在可培养细菌中占优势,而在未培养细菌中丰度较低.结果证明,大豆根际细菌经培养后已使原有的群落结构发生改变,影响对原位细菌群落结构的认识.     

一种生物刺激素对大豆根际土壤微生物群落的影响

为研究生物刺激素(二苯基脲磺酸钙)对大豆根际土壤微生物群落的影响,采用中华费氏根瘤菌或不同浓度的生物刺激素对汾豆78进行浸种,田间条件下播种后在大豆花期时采集大豆根际土壤,并通过对比改良SDS法、TSAI法、生工试剂盒法和Mobile试剂盒法,选取效果最佳的Mobile试剂盒法进行土壤细菌DNA提取,对目的片段16S V3区进行特异性扩增,扩增产物用于后续高通量测序分析。结果表明:5个试验组与CK组相比,试验组Shannon数值下降。处理S2、S3、S4和S5与CK相比,变形菌门、放线菌门和拟杆菌门相对含量增加;酸杆菌门和硬壁菌门相对含量减少。试验还发现在属的水平上,一些对大豆生长有益和促进固氮的功能菌种有增加趋势。生物刺激素使大豆根际土壤微生物多样性下降;可以促进根瘤菌的生长,增加根际土壤微生物中根瘤菌的含量;同时生物刺激素还可以促进根际土壤微生物中功能菌属的数量,不仅促进大豆固氮,还促进大豆生长发育。     

土壤有机碳组分和微生物群落对有机管理的响应

土壤有机碳（soil organic carbon, SOC）和微生物是土壤质量和健康变化的重要评价指标。为了探究热区不同的管理方式对茶园土壤有机碳组分和微生物群落组成的影响,本研究选取海南省白沙县有机茶园（organic tea plantations, OTP）和常规茶园（conventional tea plantations, CTP）作为研究对象,利用¹³C-核磁共振（¹³C-NMR）生物标记技术和磷脂脂肪酸（PLFA）来研究不同管理模式下茶园土壤中有机碳化学组分和土壤微生物的群落组成的变化,明确有机管理和无机管理对土壤有机碳组分（烷基C、O-烷基C、芳香C和羧基C）和微生物群落组成的影响。结果显示：（1）与无机管理相比,有机管理显著改变了茶园土壤中养分含量。有机质（SOM）含量增加了47.86%,总氮（TN）和总磷（TP）含量分别增加了37.40%和100%（P<0.05）。硝态氮（NO₃^--N）含量显著增加了78.80%（P<0.05）,总钾（TK）和速效钾（AK）含量显著降低（P<0.05）。（2）有机管理增加了茶园土壤中烷基C和O-烷基C的相对含量。同时,脂肪族C/芳香C的比值也高于无机管理茶园。（3）有机管理茶园土壤中的总磷脂脂肪酸含量（PLFAs）增加了29.70%（P<0.05）,且细菌、G^-和放线菌的磷脂脂肪酸的含量显著高于无机茶园（P<0.05）。（4）RDA分析表明,茶园土壤中的微生物群落结构主要受到土壤总氮（TN）、总钾（TK）、烷基C、O-烷基C和羧基C含量的影响（P<0.05）。（5）相关性分析结果显示,有机碳组分中烷基C与总微生物量、真菌、放线菌和菌根真菌含量均呈显著正相关关系。O-烷基C与微生物中真菌、细菌和真菌/细菌的比值也呈显著正相关关系。以上结果表明,对茶园有机管理能调节微生物群落结构,提高土壤有机碳的脂肪化程度,进而影响土壤有机碳的积累和周转机制。     

利用微卫星标记分析浙江省近年来主要水稻品种的遗传多样性

 利用12个DNA微卫星标记分析了浙江省近年来主要的44个常规水稻品种和54个杂交水稻组合,共检测到等位基因68个,每个标记2~10个;带型数共127种,每个标记3~18种;平均多态性频率0.752,变幅为0.567~0905。常规品种和杂交组合均表现为亚种间遗传差异明显、亚种内遗传差异较小,籼型遗传多样性高于粳型。平均遗传相似系数,常规品种籼型为0.672,粳型为0.711,籼粳间为0.103,杂交组合籼型为0.636,粳型为0.669,籼粳间为0.343。聚类分析显示,以遗传相似系数0.618为阈值将常规品种分成6类,以0.601为阈值将杂交组合分成7类,且多数同类型品种或组合聚为同一类。     

橡胶树红根病患病与健康植株根际土壤微生物结构及多样性分析

为探究红根病对橡胶树根际土壤微生物多样性的影响,分别以患红根病和健康橡胶树根际土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序,分析了样本间的微生物群落结构和组成差异;同时测定根际土壤理化性质,分析其与土壤微生物群落的相关性。结果表明：患红根病橡胶树根际土壤真菌多样性显著降低,OTU数量和Alpha多样性指数均低于健康橡胶树根际土壤;患病植株根际土壤细菌多样性略高于健康植株根际土壤;患病植株根际土壤中真菌的群落结构发生明显改变,细菌群落结构变化较小;在属水平上,共检测出289类土壤真菌、525类土壤细菌,病原菌Ganoderma在患病植株根际土壤中相对丰度高达31.32%,在健康植株根际土壤中未检测到;有机质、有效磷、速效钾含量和pH在健康植株根际土壤中含量高,碱解氮在患病植株根际土壤中含量高;相关分析结果显示,Ganoderma丰度与土壤有机质含量和pH呈显著负相关。该结果为揭示红根病发生的根际微生态机制及研发红根病综合防控技术提供理论参考。     

As contamination alters rhizosphere microbial community composition with soil type dependency during the rice growing season

Rhizosphere microbes play a cardinal role in transformation and crop uptake of arsenic (As), thereby relieving or intensifying the risk of As contamination in the food webs. How rhizosphere microbiomes respond to As contamination in different paddy soils and rice growth stages is still unclear. Here, we conducted a rice pot experiment to address the effects of rice developmental stage and As contamination on the rhizosphere microbial communities in two contrast paddy soils, a yellow clayey paddy soil (YP, pH 5.1, soil organic matter 20.8 g/kg) and red paddy soil (RP, pH 6.2, soil organic matter 46.1 g/kg). The rhizosphere microbial communities were investigated using phospholipid fatty acids analysis at tillering, panicle initiation, and maturity stages. The results showed that rice growing in YP soil accumulated 2-10 times higher contents of As in root than that in RP soil. There was a significant effect of rice growing stage, independent of soil types and As treatment, on rhizosphere microbial community composition in both YP and RP soils as depicted by canonical correspondence analysis. As contamination significantly altered rhizosphere microbial community composition only in YP soil, which showed the soil type dependency of the As contamination effect. In RP soil, the higher content of soil organic matter reduced the impact of As contamination. Soil pH explained more percentage of variation in microbial community composition than soil DOC and DON did. These influences of soil physiochemical properties on heavy metal available and rhizosphere microbial community may lay the foundation for exploration of bioremediation potential.     

不同粒型中籼杂交稻组合稻米品质及相关性分析

通过米粒粒型分类,对2013-2014年通过四川省审定的36个中籼杂交水稻组合的主要品质性状进行了分析,并研究了品质性状指标间的相关关系。结果表明,36个组合中只有2个组合的稻米品质指标全部达国颁优质稻谷标准3级以上,这2个组合的米粒长宽比都在2.9以上;在单个品质性状指标中,这些组合优质达标率(达到国颁优质稻谷标准3级以上)最高的是糙米率,其次是胶稠度,第三是整精米率,达标率较低的是垩白粒率和垩白度。长米粒型组合垩白粒率和垩白度优质达标率均为16.67%,中米粒型组合分别为0和14.29%,短米粒型组合分别为10.00%和0。垩白粒率和垩白度是中籼杂交稻组合稻米品质提升的主要障碍因子。品质性状相关分析结果:垩白粒率和垩白度与米粒长宽比呈极显著负相关,与直链淀粉含量呈极显著正相关;在长米粒型组合中,垩白粒率、垩白度与直链淀粉含量显著或极显著正相关;在中米粒型组合中,垩白粒率、垩白度与米粒长宽比显著或极显著负相关,与直链淀粉含量极显著正相关;在短米粒型组合中,垩白粒率和垩白度与其他主要品质性状相关性均不显著。建议在遗传改良中籼杂交稻垩白粒率和垩白度时可以从粒型着手,选择米粒粒型偏长、容重大、无裂纹、近圆柱形的材料和组合。     

长江流域超级杂交稻产量稳定性研究

以农业部认定的6个超级杂交稻组合、3个省级主推超级杂交稻组合、2个苗头超级杂交稻组合和普通高产杂交稻汕优63(对照)为材料,研究了超级杂交稻在长江流域7个生态试验点的产量稳定性.结果表明,超级杂交稻准两优527、红莲优6号、C两优87和Y两优1号4个组合表现超高产且在各试验点产量稳定性较高,结实率高而稳定,在80%以上,表现出良好的生态适应性;其它组合则在特定的生态条件下表现较高的产量和结实率.对超级杂交稻的生态适应性及其分类进行了讨论.     

不同甘蔗品种根际土壤酶活性及微生物群落多样性分析

通过桶栽试验,比较了8个甘蔗品种吸氮效率的差异以及不同品种根际土壤酶活性和微生物群落多样性的差异,以期为甘蔗生产上的选种以及蔗地土壤生产力的维持提供科学支持。在甘蔗大生长期末期收集甘蔗植株和根际土壤,比较不同品种甘蔗植株的吸氮效率和氮肥利用率、测定根际土壤蔗糖酶以及脲酶活性、利用Miseq高通量测序技术对甘蔗根际细菌群落多样性进行分析。研究结果表明,不同甘蔗品种在大生长期末期的吸氮效率存在一定差异,8个品种的植株平均吸氮效率为17.95%~27.57%,氮肥利用率为22.15%~34.02%,其中吸氮效率及氮肥利用率最高的品种是‘桂糖44号’,最低的是‘桂选B9’;8个品种的根际土壤蔗糖酶活性3.51~6.56 mg/(g·d),脲酶活性1.12~ 1.42 mg/(g·d),不同品种间存在一定差异,土壤酶活性表现较高的品种为‘桂糖48号’和‘新台糖22号’,而‘粤糖93159’的土壤酶活相对较低。高通量测序分析结果显示,8个不同品种甘蔗根际土壤细菌种群结构存在一定差异,不同品种间在优势菌群组成上差异不显著,主要差异表现在优势菌属的丰度上,其中‘桂糖44号’和‘粤糖93159’均以Bacillus为最主要的优势菌属,而其他6个品种的主要优势菌属均为Chryseolinea。冗余分析结果显示,甘蔗氮吸收率、土壤碱解氮含量以及土壤pH对土壤微生物群落结构的影响最大;相关性分析表明,不同甘蔗品种吸氮效率的差异以及部分土壤理化指标均与根际土壤微生物群落中不同优势菌门存在一定的相关性;根系微生物菌群结构的差异可能在一定程度上影响了甘蔗的吸氮效率。本研究结果初步揭示了不同甘蔗品种氮肥利用率与根际微生物群落结构的相关关系,为深入研究甘蔗根际微生物多样性及功能与环境因子之间的关系提供了借鉴。     

杂交稻淀粉RVA谱特征值的配合力及杂种优势研究

以6个籼型三系杂交稻不育系和5个恢复系按不完全双列杂交配制的30个杂交稻组合及其亲本为材料,对其淀粉RVA谱特征值进行了测定和分析。结果表明:淀粉RVA谱特征值在各组合间均存在极显著遗传差异,其加性效应和非加性效应对杂交稻淀粉RVA谱特征值均存在极显著的影响,并以加性效应为主;杂交稻亲本RVA谱特征值一般配合力(GCA)效应高的,其后代特殊配合力(SCA)效应不一定高;杂交稻母本RVA谱特征值GCA方差在总的基因型方差中所占比重远远大于父本和组合SCA方差,表明杂交稻淀粉RVA谱特征值主要受不育系的影响;杂交稻淀粉RVA谱特征值的竞争优势与母本的GCA极显著正相关,且决定系数较高,表明杂交稻母本的一般配合力高,其所配杂交稻组合的竞争优势也强;杂交稻淀粉RVA谱特征值的峰值黏度存在明显的超高亲优势;糊化开始温度存在超低亲优势;其他性状存在中亲优势。     

甬优系列杂交水稻SSR标记指纹图谱和籼粳属性

用22个SSR分子标记对13份甬优系列杂交水稻组合及其亲本材料和6份籼粳对照种进行分析,共获得87个等位基因,每对引物扩增的等位基因数为2~8个。所有供试材料间均检测到了差异,从而建立起甬优1号~甬优6号杂交水稻组合及其亲本的DNA指纹图谱。聚类分析结果表明,9份供试材料与3份粳稻对照种聚于一类,属粳稻;4份供试材料与籼稻对照种IR36聚于一类,属籼稻。这与形态分类结果基本一致。从分子水平确认了杂交水稻甬优6号和甬优4号为籼粳亚种间杂交稻。