铅锌矿区土壤细菌群落多样性分析

对黑龙江省铅锌矿区土壤重金属污染与土壤中细菌群落结构多样性间的关系进行了研究,并分析了土壤的理化性质和土壤酶活性。PCR-DGGE图谱、DGGE聚类分析图谱、细菌群落丰富度(S)均表明土壤细菌群落结构随着重金属污染程度的加剧发生了相应变化,Shannon-Weaver指数达极显著水平差异(P<0.01),且显著低于非矿区土壤。铅锌矿区土壤重金属污染严重,铅锌质量分数较非矿区有明显地增加;土壤酶活性与非矿区土壤酶活性均存在极显著差异(P<0.01),土壤重金属质量分数与土壤酶活性呈显著负相关。可见,铅锌矿区重金属污染导致土壤环境质量发生变化,严重影响着土壤中细菌群落结构多样性。     

谷田土壤中细菌群落对铬胁迫的响应特征

为探究谷田土壤中细菌群落对铬（Cr）胁迫的响应特征,以种植‘晋谷21号’谷子（Setaria italica）的土壤为试验材料,通过Illumina MiSeq高通量测序技术,分析Cr（1 mmol·L^-1 Cr⁶⁺）胁迫前（CK组）及胁迫后6 h（Cr_6h）与6 d（Cr_6d）的谷田土壤中细菌群落的组成及多样性、群落构建机制及KEGG代谢通路活性的变化。结果表明： Cr胁迫后不同时间节点,谷田土壤中细菌群落在门水平和属水平的优势菌比例差异显著; α多样性呈阶段性变化特征,其中Shannon指数在Cr_6h下降,在Cr_6d上升（CK为6.07、Cr_6h为5.92、Cr_6d为6.04）,Simpson指数变化趋势则相反（CK为0.006 8、Cr_6h为0.007 8、Cr_6d为0.006 8）。Cr胁迫后细菌群落的beta NTI值持续降低（CK、Cr_6h、Cr_6d分别为-2.68、-2.11、-1.91）,群落构建在CK和Cr_6h阶段由确定过程驱动（|beta NTI|>2）,而在Cr_6d阶段主要由随机过程驱动（|beta NTI|<2）;边数量和平均度显著下降,平均路径长度持续显著上升,同一模块中的细菌群落以正相关为主。研究表明,Cr胁迫显著影响了谷田土壤中的细菌群落。随着Cr胁迫时间的延长,细菌群落构建由确定过程驱动逐渐转变为由随机过程驱动;细菌的共生网络规模变小,菌群间响应速度变慢,且以共生关系为主导。     

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。     

基于高通量测序的玉米和刺梨种植地土壤细菌群落多样性

【目的】探明玉米和刺梨土壤细菌群落分类和功能多样性,为种植业结构调整中采用刺梨替代玉米提供理论依据。【方法】利用16S rDNA高通量测序手段,对玉米和刺梨种植地土壤进行分析,了解不同种植地类型下细菌群落分类和功能多样性的异同。【结果】不同种植地土壤细菌物种分类组成存在差异。链霉菌属(Streptomyces)和MND1样地间差异显著,且均是刺梨地土壤中的丰度更高。相比玉米地细菌群落结构的复杂性,刺梨地细菌群落构结点和边越少,复杂性越低,网络抗毁性越强,恢复力稳定性越好,更有利于抵抗微环境的变化。与信号传导和细胞过程相关的孔蛋白在玉米地的丰度显著高于刺梨地,异戊烯基转移酶则存在相反的情况。【结论】玉米和刺梨地土壤细菌群落构成存在差异,刺梨地土壤中链霉菌属(Streptomyces)和MND1属含量均较高;刺梨地土壤细菌群落构成较简单,具有更强的环境变化抵抗能力;与跨膜运输相关的孔蛋白在玉米地土壤细菌中丰度更高。     

水稻土氨氧化细菌多样性的RFLP分析

提取苗期水稻根际土和非根际土土样微生物总DNA,采用氨氧化细菌特异性引物(Eub338,Nso1225)扩增16SrDNA基因片段,分别建立水稻根际土(G)和非根际土(F)氨氧化细菌克隆文库。用限制性内切酶HhaⅠ/RsaⅠ进行PCR-RFLP分型,分别得到110和105个酶切类型。多样性指数和优势细菌聚类比对结果显示,土壤氨氧化细菌群落结构指数H′、Dg和Jgi为非根际土稍大于根际土,表明非根际土中氨氧化细菌种群比根际土略多。指数Hmax和dMax为根际土大于非根际土,表明根际土氨氧化细菌数量相对多于非根际土。根际土有比非根际土更明显的优势种群出现。序列分析表明,水稻根际土氨氧化细菌的优势种群主要属于亚硝化螺菌属,亚硝化单胞菌属,β-变形菌亚门,碱菌属。供试水稻根际土和非根际土氨氧化细菌多样性和群落结构发生了改变。     

梨园不同土壤深度细菌多样性分析

【目的】通过研究梨园不同土壤深度细菌微生物群落变化情况,为梨园精准施肥及土壤微生物群落结构改良提供参考。【方法】以河北省农林科学院昌黎果树研究所孔庄试验基地梨园土壤为研究对象,通过测定不同深度土壤（5～15 cm、15～25 cm和25～35 cm）的理化性质及细菌微生物群落结构,揭示土壤理化性质和细菌变化趋势及相互关系。【结果】梨园土壤的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量随着土壤深度的增加逐渐降低。不同深度土壤相同OTUs为3025个,一致性达60.00%。香农指数、辛普森指数、Chao1指数和ACE指数均随土壤深度增加逐渐降低,且各指数在处理间均无显著差异（P>0.05）。主成分（PCoA）分析发现,5～15 cm与15～25 cm的土壤细菌群落结构相似性较高,25～35 cm与5～15 cm、15～25 cm土壤群落结构均差异较大。土壤细菌门水平以变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteriota）为主;细菌属水平以RB41、念珠菌固体杆菌属（Candidatus Solibacter）和藓杆菌属（Bryobacter）为主;细菌种水平以大肠...     

水旱轮作模式下马铃薯根际土壤细菌群落多样性分析

[目的]比较水旱轮作与旱地轮作两种种植模式下的马铃薯根际土壤及病株块茎的细菌群落多样性,为利用土壤细菌多样性优化马铃薯种植模式和防治马铃薯病害提供科学依据.[方法]分别采集前作为水稻的水旱轮作和前作为玉米的旱地轮作模式下马铃薯根际土壤样品(旱地轮作和水旱轮作健康马铃薯根际土壤样品分别记为HD.J和SH.J,旱地轮作和水旱轮作发病马铃薯根际土壤样品分别记为HD.B和SH.B)及马铃薯病株块茎样品(旱地轮作和水旱轮作发病马铃薯块茎样品分别记为P.HD.B和P.SH.B),基于高通量测序技术对样品中细菌16S rDNA的V3~V4区域进行测序,分析2种种植模式下的马铃薯根际土壤样品和病株块茎样品的细菌种类及丰度差异.[结果]对马铃薯根际土壤样品及病株块茎样品的细菌多样性分析结果显示,HD.J、HD.B、SH.J和SH.B的细菌种类(OTU数目)、丰富度(Chao1指数)及多样性(Shannon指数)均高于P.SH.B和P.HD.B,且健株根际土壤细菌群落丰富度高于病株土壤.马铃薯种植模式是影响根际土壤细菌群落变化的最主要因素,贡献率为39.1%,而马铃薯植株健康状况是影响根际土壤细菌群落变化的第二大因素,贡献率为34.7%.病株根际土壤样品中,HD.B无丰度在1.00%以上的优势种,而SH.B特有的优势种中包含软腐病果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum)、雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)和不动杆菌(Acinetobacter rudis),相对丰度分别为2.03%、1.46%和1.22%,其中软腐病果胶杆菌和雷尔氏菌是马铃薯的主要病原细菌,可分别导致马铃薯黑胫病和青枯病发生.病株块茎样品中,P.SH.B除了包含P.HD.B检测到的23个属,还有5个属是其所特有;P.SH.B特有的5个属中有3个优势属在SH.B中未检测到.HD.B特有的优势功能是产甲烷作用,相对丰度为1.18%;SH.B特有的优势功能包括硝酸盐呼吸作用、氮呼吸作用、亚硝酸盐呼吸作用、亚硝酸盐氨化作用和硝酸盐氨化作用,均属于氮利用及代谢功能,相对丰度为1.48%~1.95%.[结论]与旱地轮作模式相比,水旱轮作模式可提高马铃薯根际土壤的细菌群落多样性,但在该种植模式下要重点预防马铃薯发生细菌性病害.     

林地转变为茶园对土壤细菌群落结构与多样性的影响

【目的】研究林地转变为茶园对土壤细菌群落结构与多样性的影响,为进一步制定茶园土壤可持续管理措施提供科学依据。【方法】以林地(SM,对照)、新垦3年茶园(ZC3)和植茶30年茶园(ZC30)为研究对象,采用多点混合取样法取0～20 cm和20～40 cm土层的样品,测定不同样地土壤的理化性质;运用高通量测序技术,研究3种样地土壤细菌多样性及群落结构,并对土壤理化性质与细菌多样性和群落结构的关系进行相关性和冗余分析(RDA)。【结果】林地转变为茶园后,新垦3年茶园土壤有机质、碱解氮、速效钾和有效铁含量显著降低,土壤体积质量显著增加;植茶30年茶园土壤有机质、碱解氮、速效磷和有效铁含量较新垦3年茶园显著增加,但土壤pH显著下降,茶园土壤酸化严重。土壤细菌群落Alpha多样性总体由高到低排序依次为林地植茶30年茶园新垦3年茶园,与林地相比,新垦茶园土壤细菌Alpha多样性指数显著降低。从所有土壤样品中共检测到细菌29个门、60个纲、79个目、186个科、421个属,主要优势细菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),相对丰度共计93.5%～98.9%;主要优势细菌属为粪杆菌属(Faecalibacterium)、拟杆菌属(Bacteroides)、普氏菌属(Prevotella)、埃希氏杆菌属(Escherichia)、Gp2及Gp1。不同样地和土层土壤细菌优势菌群明显不同,在0～20 cm土层,变形菌门和酸杆菌门是林地土壤中的优势菌门,而茶园土壤中的优势细菌门为厚壁菌门和变形菌门;Gp2和Gp1是林地土壤优势菌属,而新垦3年茶园中这两类细菌属相对丰度较低;植茶30年茶园土壤中粪杆菌属、拟杆菌属、普氏菌属和埃希氏杆菌属相对丰度较高。相关性分析和冗余分析结果表明,土壤体积质量、有机质和碱解氮是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要土壤因子,影响程度由大到小为土壤体积质量有机质碱解氮。【结论】林地转变为茶园后,土壤理化性质以及细菌多样性和群落结构发生了明显变化,转变初期土壤细菌多样性明显降低,之后随着植茶年限的增加,土壤细菌多样性得以恢复。     

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.     

3种养殖模式水体中细菌多样性研究

采用16SrDNA克隆文库技术,对位于武汉市少潭河水库养殖基地3种养殖模式[根据放养鱼所占比例,草鱼75%、鲢15%、鳙6%、异育银鲫4%,为模式1(MSH1);草鱼75%、鲢15%、鳙3%、匙吻鲟3%、异育银鲫4%,为模式2(MSH2);草鱼75%、鲢15%、匙吻鲟6%、异育银鲫4%,为模式3(MSH3)]水体中细菌多样性进行研究。系统发育分析结果表明:3种养殖模式中细菌的16SrDNA克隆文库的序列总共分布于10个门,分别是变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻细菌门(Cyanobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、梭杆菌门(Fusobacteria)和OP10。对3种养殖模式中细菌的16SrDNA克隆文库的序列多样性分析结果表明,MSH2中细菌克隆文库的多样性指数优于MSH1和MSH3,而MSH3优于MSH1。     

六个不同品种牛的瘤胃微生物群落的比较分析

分析不同品种牛的瘤胃微生物群落结构的差异,构建了1个鲁西肉牛瘤胃细菌16S rDNA文库,并从公共数据库中搜集来自荷斯坦奶牛、晋南牛、牦牛、黄牛和Hanwoo的9个16S rDNA文库,对序列多样性和文库组成等进行比较分析.结果发现:鲁西内牛瘤胃细菌16S rDNA文库共有122个克隆,可分为109个操作分类单元.文库中91%的克隆来自未培养细菌,拟杆菌(Bacteroidales)和梭菌(Clostridiales)是其中的优势菌祥.文库的定性和定量比较表明饲喂不同日粮的5个荷斯坦奶牛16S rDNA文库组成类似,而与鲁西肉牛等亚洲品种的文库存在显著差异.结果表明,牛的品种是瘤胃细菌群落差异的重要因素,对瘤胃细菌群落组成的影响大于日粮或其他因素.     

PCR-DGGE技术分析不同地区野生锯缘青蟹肠道菌群多样性

采用PCR-DGGE技术对7个地区的锯缘青蟹肠道菌群进行了群落结构分析和比较。结果显示7个地区的锯缘青蟹肠道菌群的结构多样性存在较大差异,相似性指数在30%～70%之间,且同一地区雌雄样本的肠道菌群相似性也存在差异。对DGGE图谱中的12条主条带进行回收、测序,结果经Blast比对,发现12个条带代表的细菌分别属于3个细菌类群：变形细菌(Proteobacterium)、厚壁菌(Firmicutes)和棍状厌氧菌(Anaerorhabdus),其中有7个条带代表的细菌为不可培养的种类。     

利用PCR-DGGE法分析暗纹东方鲀的弧菌菌落组成

采用16S rDNA特征序列PCR-DGGE法,分析了不同饵料饲养的暗纹东方的表皮、性腺和肠道中,以弧菌为主的细菌群落的组成。结果表明:(1)共鉴定出暗纹东方体内18种微生物,均归属于变形细菌的gamma亚群,其中13种为弧菌科细菌,3种为肠杆菌科细菌,2种为气单胞菌属细菌;(2)投喂鲜活鱼虾的与投喂人工配合饲料的暗纹东方肠道和性腺中的细菌组成是不同的,在性腺中分离到的所有12种细菌中,只有2种细菌是相同的,约占17%;在肠道中分离到的所有13种细菌中,有4种是相同的,约占31%。而在表皮上所分离到的11种细菌中,有7种细菌是相同的,约占64%;(3)DGGE特征条带V1、V13、V18、V14和V17所代表的细菌只在表皮组织被分离到,V6所代表的细菌仅出现在以鲜活鱼虾作为饵料的暗纹东方性腺中,V5所代表的细菌仅出现在以鲜活鱼虾作为饵料的暗纹东方肠道中;(4)DGGE特征条带V5、V8、V13、V18、V6、V14和V17所代表的细菌不能在TCBS培养基上培养,占18种被鉴定的细菌总数的39%。     

利用PCR-DGGE法分析暗纹东方鲀的弧菌菌落组成

采用16S rDNA特征序列PCR-DGGE法,分析了不同饵料饲养的暗纹东方的表皮、性腺和肠道中,以弧菌为主的细菌群落的组成。结果表明:(1)共鉴定出暗纹东方体内18种微生物,均归属于变形细菌的gamma亚群,其中13种为弧菌科细菌,3种为肠杆菌科细菌,2种为气单胞菌属细菌;(2)投喂鲜活鱼虾的与投喂人工配合饲料的暗纹东方肠道和性腺中的细菌组成是不同的,在性腺中分离到的所有12种细菌中,只有2种细菌是相同的,约占17%;在肠道中分离到的所有13种细菌中,有4种是相同的,约占31%。而在表皮上所分离到的11种细菌中,有7种细菌是相同的,约占64%;(3)DGGE特征条带V1、V13、V18、V14和V17所代表的细菌只在表皮组织被分离到,V6所代表的细菌仅出现在以鲜活鱼虾作为饵料的暗纹东方性腺中,V5所代表的细菌仅出现在以鲜活鱼虾作为饵料的暗纹东方肠道中;(4)DGGE特征条带V5、V8、V13、V18、V6、V14和V17所代表的细菌不能在TCBS培养基上培养,占18种被鉴定的细菌总数的39%。     

利用PCR-DGGE技术对自然堆肥微生物群落多样性的分析

以牛粪和稻草为堆肥原料,对自然堆肥过程进行传统培养法和PCR-DGGE技术的分析,研究了自然堆肥微生物菌群在堆肥不同时期的多态性变化。结果表明,自然堆肥微生物数量呈升高-降低-升高-降低的趋势变化,在堆肥的升温期微生物数量明显增多、高温期有所下降、降温期再次增加。通过DGGE分子生态学手段研究表明,在堆肥的升温期种群的多样性指数也大大的增加、高温期减少、降温期再次增加,与传统培养法成相似的变化规律。     

攀西地区葛藤根瘤菌的RFLP遗传多样性

利用16S rDNA PCR-RFLP和16-23S IGS PCR-RFLP技术对分离自四川攀枝花的43株葛藤根瘤菌进行了遗传多样性研究。供试菌株的16S rDNA用HaeⅢ、MspⅠ、HinfⅠ和TaqⅠ酶切后具有16种遗传图谱类型。16S-23S rDNA IGS PCR-RFLP分析结果表明,在53%的相似性水平上,供试菌株与参比菌株分为两个分支,在81%的相似水平上所有菌株分为13个群。     

盐碱土中可培养中度嗜盐菌的研究

为了调查大庆盐碱地的中度嗜盐菌资源,采集重度盐碱化的土壤样本进行嗜盐微生物的分离纯化,获得45株中度嗜盐细菌。形态学特征显示,40%菌落呈黄色,其余为乳白色;细胞为直线或弯曲的杆状,G+和G-细菌比例为19:26。进一步的生理生化特征分析筛选出8株进行16S rDNA基因序列的测定及系统发育分析。结果表明,它们分别属于Bacillus(3株),Halomonas(2株)和Alkalibacillus(3株)属的菌株。菌株15-2应为现有种Bacillus agaradhaerens,X10-1(或X10-7)可能为Bacillus属潜在的新种,15-7(或X10-2)可能为Halomonas潜在的新种,有待于进一步的验证。研究虽然仅获得了有限的中度嗜盐菌资源,但却丰富了我们对大庆盐碱土中可培养中度嗜盐菌多样性的认识,为今后合理开发和利用大庆地区的嗜盐微生物资源提供了素材和参考。     

1株高产红色素海洋菌的初步鉴定及色素性质研究

对威海近海海水和海泥中的产色素细菌进行筛选,从样品中分离出1株高产红色素的细菌S15,对其进行了初步鉴定,并对其色素性质进行了初步试验.利用16S rDNA通过引物对S15菌株基因组DNA进行扩增,测序得到其部分16S rDNA序列,经Blast调出与菌株16S rDNA同源的序列,用软件MEGA(4.0) 按照Neighbor-Joining 方法构建16S rDNA系统发育树,判断该菌为沙雷氏菌属的一个种.提取色素后,对该红色素理化性质的试验发现,其光、热等稳定性强,而H2O2、Ca2+、Fe3+对其稳定性影响显著.     

一株具有抗菌活性红树林土壤放线菌的分离和鉴定

分离和鉴定具有抗菌活性的红树林土壤放线菌。基于形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析,研究通过稀释分离法从广西北海红树林的高盐泥样中分离到1株细菌。系统进化分析表明,分离菌株与链霉菌属Aurantiogriseus AY999773具有99%的同源性,因此,BH0951初步被鉴定为链霉菌属Aurantiogriseus AY999773的变种。说明放线菌BH0951具有抗菌活性,本研究能为本菌株乃至广西北海红树林的微生物资源的开发和利用提供初步数据。     

番茄菌根根际土壤产几丁质酶细菌的分离及其几丁质酶活性研究

对盆栽试验根际土壤微生物数量计数结果表明,接种丛枝菌根(AM)真菌苏格兰球囊霉菌(Glomus caledonium)的番茄菌根根际土壤的细菌、真菌、放线菌和产几丁质酶细菌总数显著高于非菌根根际土壤.从番茄菌根根际土壤中分离得到1株产几丁质酶细菌,该菌能够抑制黄瓜尖镰孢的生长.经16S rDNA和生理生化鉴定,该菌为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)菌株.该菌在pH 6～8范围几丁质酶活性没有显著差异,产酶的最适温度为35 ℃,最适装液量为1/5(250 mL三角瓶).在几丁质液体培养基中摇床培养125 h后酶活性与蛋白质含量达到平衡.表明:该菌株具有稳定的产几丁质酶能力,因此具有潜在的生物防治功能.