PCR-DGGE方法解析大豆根际不同距离的土壤细菌群落多样性特征

应用根箱法及PCR-DGGE技术对两个大豆基因型的苗期根际不同距离的细菌群落多样性进行研究。结果表明,在距根面0～2mm的范围内,细菌群落丰富度和Shannon指数相对较高,根际细菌的多样性优于非根际（〉10mm）,主成分分析和聚类分析证明根际与非根际土壤的细菌群落多样性特征存在差异。不同基因型间苗期根际细菌群落多样性未发现显著差异。     

不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤的细菌群落多样性差异

土壤细菌群落在蔬菜栽培中发挥着重要作用.基于DNA和RNA水平,利用PCR-DGGE技术研究了不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤细菌群落多样性差异,以及土壤理化性质与细菌群落多样性的关系.结果表明:不同栽培方式下土壤细菌多样性存在明显差异,土壤微生物的优势种群和数量受有机、常规栽培和季节影响,有机栽培较之常规栽培能够显著增加土壤细菌群落多样性;聚类分析表明,16S rDNA细菌群落多样性与季节相关,而16S rRNA细菌群落多样性与栽培方式相关;差异条带测序显示,大多细菌与不可培养细菌种属有较高同源性,其余9种推测属于假单胞菌属;CCA分析说明pH是影响土壤细菌群落多样性的主要因素,有机栽培土壤中微生物生物量C、N以及有机质含量显著高于常规栽培土壤.综上,有机栽培能够丰富活性细菌群落多样性,具有土壤优化效应.     

基于PCR-DGGE技术的剑湖湿地湖滨带土壤微生物群落结构多样性分析

为了解剑湖湿地湖滨带植物根际土壤中细菌的群落结构特征多样性,应用PCR-DGGE 技术对剑湖湿地湖滨带4种植物根际土壤细菌的群落结构进行了研究,根据 DGGE 指纹图谱,对它们的遗传多样性进行了分析。结果表明,不同植物群落根际和非根际土壤细菌多样性指数（H′）、丰度（S） 和均匀度（J）均有所不同,根际土壤细菌多样性指数、均匀度、丰富度均高于非根际,其中茭草根际土壤细菌多样性指数、均匀度、丰富度均最高,说明植物群落类型与土壤微生物多样性的关系十分密切;不同植物群落根际土壤细菌群落结构相似性较高,非根际土壤细菌群落结构相似性较低,在82%的相似水平上聚为4大类群,根际土壤细菌和茭草非根际土壤细菌聚为一类,其余非根际土壤细菌各聚为一类,说明植物群落对微生物群落结构具有一定的影响。对 DGGE 的优势条带序列分析,同源性最高的微生物分别属于变形菌门（Proteobacteria）、草酸杆菌科（Oxalobacteraceae）、紫色杆菌属（Janthinobacterium）、杜擀氏菌属（Duganella）、埃希氏菌属（Escherichia）和链球菌属（Streptococcus）,它们均为未培养微生物。不同植物群落根际土壤氮磷含量均有所差异,其中茭草根际土壤氮磷含量最高,湿地土壤细菌多样性与土壤有机质、总N、总P的含量呈正相关关系,土壤细菌多样性与土壤pH值呈负相关关系。     

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。     

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...     

水稻分蘖期根系对根际细菌丰度和群落结构的影响

通过水稻盆栽试验,以细菌16S rRNA基因为检测对象,采用实时荧光定量PCR(qPCR)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分子生物技术,探究了水稻根际与非根际土壤中细菌丰度和群落结构的差异。结果表明,水稻根系生长显著增加了根际土壤中的细菌丰度,但根际土壤中的细菌群落多样性指数(H')和均匀度指数(E)降低。根际与非根际土壤中的细菌群落结构明显不同,根际土壤中含有相对丰度较高的优势细菌群落,但淹水和落干时的优势群落不同。水稻根系显著改变了根际土壤理化性质,淹水时NH+4-N和TC与细菌群落结构具有显著相关性,而落干后土壤水分和pH与细菌群落结构具有显著相关性。这表明,水稻根系生长对稻田土壤细菌数量和群落结构均可产生显著的影响,而水稻根系活动对土壤理化性质的改变可能是导致细菌群落差异的主要原因。因此,在水稻生长季,水稻根系活动和稻田土壤水分状况是影响细菌生态功能的重要因素。     

适钙植物报春苣苔根际土壤微生物群落结构

为解析喀斯特适钙植物报春苣苔根际微生物群落结构的特点,采用高通量测序16S rRNA V4和ITS1区序列,比较分析了适钙植物报春苣苔根际/非根际土壤微生物群落结构差异,并利用CCA及斯皮尔曼相关系数分析了土壤可溶性钙含量和报春苣苔根际/非根际土壤微生物群落之间的关系。结果表明：报春苣苔根际土壤微生物群落包含41个细菌门及6个真菌门。细菌中优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）及酸杆菌门（Acidobacteria）,占64%以上;真菌主要为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）和接合菌门（Zygomycota）,占99%以上。相比非根际土壤,在根际土壤中酸杆菌门菌群丰度显著上升,而变形菌门和芽单胞菌门丰度显著下降,生长受到抑制。报春苣苔的根际和非根际土壤微生物群落非常丰富,包含569个属的细菌及276个属的真菌。报春苣苔根际细菌的Shannon、Chao1和ACE等α-多样性指数显著高于非根际,表明报春苣苔根际细菌菌群种类数量高于非根际土壤;而报春苣苔根际真菌的PD_whole_tree指数显著低于非根际,表明报春苣苔根际真菌群落的群体进化低于非根际。土壤可溶性钙对于微生物群落结构的解释量仅为16.93%,且蒙特卡罗置换检验表明土壤可溶钙和物种分布显著不相关性;只有Hydrogenedentes门细菌与土壤可溶性钙显著正相关。报春苣苔根际/非根际土壤微生物群落之间差异显著,且两者与土壤可溶性钙的相关性有限;报春苣苔根际土壤微生物的物种组成丰富,且报春苣苔根系有利于根际土壤细菌群落多样性。     

连作对芋头根际土壤理化性状和微生物特性的影响

为探索芋头连作对土壤理化性状和微生物性状的影响,对芋头头茬和连作2年的根际土壤理化性状进行测定,用荧光定量PCR技术与Illumina高通量测序检测细菌和真菌数量、群落结构。连作芋头根际土壤有机质、碱解氮、速效磷、钙、镁、铁含量较头茬下降显著,而速效钾、锌含量显著增加。连作细菌与真菌的基因拷贝数显著高于头茬。连作芋头根际土壤细菌群落多样性指数、相对丰度较头茬差异较小,但连作芋头根际土壤真菌群落多样性指数显著高于头茬,且门、属的丰度与头茬有较大的差异,其中连作镰刀菌属、亡革菌属、周刺座霉属、小画线壳属的丰度较头茬大幅增加。连作改变了根际土壤营养元素含量,造成根际土壤细菌与真菌数量显著高于头茬,引起了土壤致病真菌丰度大幅增加。     

放牧对冷蒿根际土壤细菌和真菌多样性影响的PCR-DGGE分析

为揭示放牧扰动对冷蒿Artemisiafrigida根际土壤细菌和真菌群落多样的影响,以内蒙古典型草原为依托,采用变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE),对轻度(LG)和重度(HG)放牧处理后的冷蒿根际土壤细菌16S r DNA和真菌18S r DNA多样性进行了研究。结果表明,与对照组相比,轻度与重度放牧处理后冷蒿根际土壤细菌群落丰富度下降12.5%(P0.05);与对照组相比,轻度放牧处理后根际土壤真菌群落丰富度增加6.25%(P0.05),而重度放牧处理后降低21.88%(P0.05)。DGGE图谱相似性与聚类分析表明放牧处理对根际土壤细菌和真菌群落多样性的影响低于非根际土壤。主成分分析表明放牧处理是影响土壤细菌和真菌群落差异的主要原因。典型对应分析结果显示根际土壤细菌和真菌群落多样性与土壤养分含量关系比非根际密切。表明放牧处理降低了冷蒿根际土壤中细菌和真菌群落的多样性,冷蒿根际环境能够阻击放牧对土壤细菌和真菌群落多样性的影响。     

短期不同耕作方式对水稻根际土壤细菌群落结构多样性的影响

[目的]研究短期不同耕作方式对水稻根际土壤细菌群落结构多样性的影响,为阐释耕作对稻田土壤微生物多样性的形成机制提供科学依据.[方法]以旋耕、免耕和粉垄3种不同耕作方式下的水稻根际土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术结合土壤理化性质,分析不同耕作方式下水稻根际土壤细菌群落多样性特征及其与土壤理化因子的关系.[结果]旋耕、免耕和粉垄处理文库覆盖率均较高,分别为98.96%、98.93%和99.04%.Alpha多样性分析结果显示,粉垄处理水稻根际土壤细菌群落多样性Shannon指数显著高于免耕处理(P<0.05,下同).旋耕、免耕和粉垄处理分别获得2747、2734和2813个OTUs,处理间无显著差异(P>0.05).各样本共检测到细菌类群206个种,隶属于47门48纲85目134科217属.物种群落组成分析表明变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和硝化螺旋菌门是水稻根际土壤细菌主要优势菌群,共占比69.96%~73.51%;不同耕作处理水稻根际土壤细菌群落结构差异主要表现在菌群的相对丰度上,变形菌门、硝化螺旋菌门、浮霉菌门、放线菌门和绿菌门的相对丰度在3种耕作方式间差异显著.旋耕和免耕处理间OTU水平相似性较高.主成分分析结果显示,第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)菌群结构的差异性贡献率分别为43.15%和23.79%,细菌群落结构表现为粉垄处理受PC1影响明显、旋耕和免耕处理受PC2影响明显.冗余分析结果表明前2个排序轴共解释69.09%细菌群落变化;速效磷、碱解氮和pH是影响细菌群落的重要因子,与变形菌门、硝化螺旋菌门、浮霉菌门、放线菌门和绿菌门的群落分布显著相关.[结论]短期不同耕作方式可在一定程度上改变稻田土壤细菌群落多样性,不同耕作方式间的差异主要体现在细菌群落相对丰度上;土壤速效磷、碱解氮和pH是影响水稻根际土壤细菌群落分布的重要因素.从土壤微生物群落形成角度考虑,粉垄栽培优于旋耕和免耕.     

环丙沙星高低累积菜心根际土壤酶活性和微生物学特性差异研究

为查明环丙沙星高、低累积菜心根际消除环丙沙星(CIP)高低差异的微生物学机理,通过室内土壤盆栽实验,研究了这两种菜心根际土壤中酶活性和微生物学特征差异。结果表明:种植高、低累积菜心均促进土壤CIP的消除,在高污染水平时,高累积菜心对土壤CIP的消除效果显著高于低累积菜心,其降解率分别为48.7%和39.4%(P0.05);高累积菜心根际土壤的可培养细菌数量和细菌群落结构多样性与丰富度(尤其含CIP特异降解菌Beta proteobacteria的相对丰度),以及过氧化氢酶和脲酶活性均显著高于低累积菜心。研究结果初步揭示了高累积菜心根际去除CIP能力更强且体内吸收累积CIP更多这一初步机理。     

生物有机肥对香蕉根际土壤生物多样性的影响

通过盆栽试验检测了施用生物有机肥对香蕉枯萎病的防治作用,并利用Biolog-Eco技术分析了不同施肥处理对香蕉根际土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明,生物有机肥的施用(肥料作为底肥一次施入)可以推迟香蕉枯萎病的发生,在种植30 d时防病效果达到55.4%;香蕉枯萎病病情指数与AWCD值存在显著负相关,与Simpson指数呈极显著正相关.主成分分析表明,各处理点在PRIN轴上的分布与发病动态基本一致,且根际微生物群落有明显的差异,不同施肥处理对根际微生物群落功能有显著影响;经生物有机肥处理的根际微生物的活性较高,其利用的碳源中聚合物类和胺类相对较多,类型有别于有机肥和不施肥处理.     

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...     

不同种植年限宁夏枸杞根际微生物的群落多样性

为了解长期人工种植宁夏枸杞根际土壤微生物群落结构特征及其与AM真菌侵染率的关系,本研究分析测定了种植5、10、15 a和24 a宁夏枸杞根际AM真菌的定殖情况和土壤理化性质,并利用PCR-DGGE技术分析了不同种植年限宁夏枸杞根际土壤微生物多样性。结果表明,不同种植年限宁夏枸杞根际土壤pH、速效磷、速效钾、硝态氮存在显著差异,速效磷、速效钾、硝态氮含量在10 a达到最大,这可能与长期施肥及植物对氮磷钾的利用率有关。测序结果表明,随着种植年限的增长,宁夏枸杞根际土壤的微生物多样性呈一定程度的下降趋势,宁夏枸杞根际AM真菌的香农指数在种植5 a时最高,条带数最多,为11条,在种植10 a时显著降低（与种植5 a枸杞相比）,在种植24 a时达到最低。根际细菌的香农指数在种植5 a时最高,条带数最多,为31条,说明5 a生宁夏枸杞根际根中细菌种类最多,在种植15 a时显著降低（与种植10 a相比）。通过相关性分析发现,孢子密度差异显著,孢子密度与铵态氮显著正相关,菌根侵染率与铵态氮呈负相关。AM真菌物种丰度与速效钾、硝态氮显著正相关,与土壤pH显著负相关,均匀度指数与pH正相关,与速效磷、铵态氮显著负相关。由此可见,树龄和土壤因子在一定程度上影响根际微生物群落结构。     

专用微生物肥对不同连作障碍土壤根际微生物区系的影响

为探究专用微生物肥对不同连作障碍程度土壤根际微生物区系的影响,采用不同连作障碍程度的土壤为栽培介质,施用2%的专用微生物肥后进行辣椒土培盆栽试验,取根际土壤进行稀释平板计数和PCR-DGGE分析。结果表明:随着土壤连作障碍程度的增加,根际土壤细菌和放线菌数量减少,真菌数量增加;施用专用微生物肥后,土壤微生物种群密度发生显著性变化,其中土壤连作障碍程度轻、中、重组细菌数目分别增加了78.6%、66.7%、54.5%,真菌数目分别减少了5.0%、12.5%、7.5%,放线菌数目分别增加了18.2%、9.1%、23.5%。通过分析PCR-DGGE指纹图谱发现,随着生理性土壤连作障碍程度的加剧,根际土壤微生物的丰富度和多样性指数降低,施用专用微生物肥后,微生物种群数目和种群结构发生改变,多样性指数升高。说明专用微生物肥对根际土壤微生物种群密度和种群结构有显著性影响,但是由于土壤连作障碍程度的不同产生效果不同。     

不同碳氮有机物料对有机菜田土壤细菌多样性的影响

通过模拟试验,利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳法(PCR-DGGE),研究了施入不同碳氮有机物料(秸秆、苜蓿、有机肥、尿素)56d后,有机生产系统菜田土壤细菌群落结构的特征。结果表明,常规和有机生产系统土壤的细菌群落结构有明显差异。由DGGE图谱ShannonWiener多样性指数分析得知,有机背景处理的细菌多样性整体高于常规背景处理,且有机生产系统土壤加秸秆处理(OS)多样性最高,加入尿素后细菌多样性降低,相反,加入苜蓿后细菌多样性升高。非加权组平均法(UPGMA)聚类分析将常规和有机背景土壤分为两大族群。DGGE条带测序和系统进化树表明,30个条带归属为Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria、Firmicutes、Verrucomicrobia。常规土壤加苜蓿(CA)处理出现的特征性条带B13与有机背景处理的共有条带B28分别与Bacillus属和Pseudomonas假单胞菌属同源性最高。     

有机种植对麦田土壤微生物群落影响

以麦田土壤微生物为研究对象,利用平板计数、微平板法(BIOLOG-ECO)、聚合酶链式反应与变性梯度凝胶电泳联用技术(PCR-DGGE)探究有机种植方式对麦田土壤微生物群落的影响。平板计数结果表明,在各土层中细菌数量最多,约为1.1×107 CFU/g。BIOLOG-ECO测定结果表明,有机种植表层土样中微生物活性最高,其252h平均颜色变化率(AWCD)达0.68,有机种植较之常规种植能够显著增加土壤微生物群落多样性(P0.05)。在麦田中施用有机肥初期可以提高表层土壤微生物利用碳源的能力。PCR-DGGE结果表明,有机种植的条带数明显多于常规种植,有机种植麦田中细菌种群更为丰富,有机种植可以增加土壤细菌多样性,且不同土层细菌多样性存在差异。对DGGE条带进行了测序分析,常规种植主要优势菌群归属为马赛菌属(Massiliasp.),有机种植中则是埃希氏杆菌属(Escherichiasp.)和志贺氏杆菌属(Shigellasp.)。综上,有机种植可丰富麦田土壤微生物群落,增加土壤微生物多样性。     

不同种植制度下烤烟根际土壤微生物群落结构的变化

为解决烤烟连作带来的减产降质、促进烤烟生产的可持续健康发展,研究了不同种植制度下烤烟根际土壤微生物群落的结构变化。结果表明：对于细菌群落结构,连作2a和5a细菌群落结构相似性高,与大豆-玉米-烤烟和玉米-大豆-烤烟根际细菌微生物群落差异大,而大豆-小麦-烤烟根际细菌群落结构处于中间位置。对于真菌群落结构,大豆-小麦-烤烟、大豆-玉米-烤烟和玉米-大豆-烤烟的根际真菌群落结构相似性高,连作2a和5a烟草根际真菌群落结构发生改变,且以连作5a处理的变化为大。说明连作烤烟根际微生物群落结构,特别是根际真菌群落结构改变可能在烟草连作障碍发生中起到重要的作用。     

五大连池火山岩土壤发育过程中根际细菌多样性分析

选取五大连池火山群中三座火山为研究对象,采用PCR-DGGEB联用技术研究火山岩土壤发育过程与根际细菌多样性间相关性。结果表明,随火山喷发后时间推移,三座火山南坡有机质和全氮含量先增后稳,北坡土壤有机质和全氮含量先增后减,南北坡土壤p H不断升高。运用Bio-Dap软件分析发现,随时间推移,三座火山南坡细菌丰富度和多样性指数变化趋势为先增后减,北坡为先减后增,南北坡均匀度变化趋势均先增后稳。采用SPSS软件作相关性分析,三座火山南北坡根际细菌多样性指数及丰富度与土壤有机质显著正相关(P0.05)。根际细菌群落多样性受火山岩土壤发育程度影响。