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。     

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。     

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.     

化肥减施对花生根际土壤细菌群落结构和多样性的影响

为研究化肥减施对花生根际土壤微生物的影响,设不同化肥减施梯度试验,采用高通量测序技术分析各处理根际土壤细菌群落结构和多样性。结果表明:对比不施肥处理,习惯施肥处理OTUs、ACE和Chao1指数均明显上升,Simpson指数显著增大,Shannon指数显著减小,两处理间差异显著的细菌门\属(相对丰度排名前10)为8\3个;各减施处理间的群落构成和多样性差异不明显,但菌群丰度均显著高于不施肥处理,多样性与不施肥处理间差异不显著;化肥减施50%(225 kg/hm~2)条件下,根际土壤菌群物种丰度指数最高,多样性指数与不施肥处理差异很小;通过Venn图分析发现,在OTU数量种类方面,减施肥料处理不仅包含习惯施肥和不施肥,并拥有2个代表特有细菌属的独特OTU;相似性分析说明,减施处理的菌群结构和物种组成介于习惯施肥与不施肥处理之间,随减施量的提高,土壤菌群物种组成逐步趋同于不施肥处理。习惯施肥提高了根际土壤菌群丰度但多样性降低,显著改变了门\属水平上的菌群构成,减施化肥在增加菌群丰度的同时维持其原有多样性。化肥减施50%,花生根际土壤细菌群落最丰富,其物种构成和多样性与不施肥土壤类似。     

微生物菌肥对寒地大豆根际土壤真菌多样性的影响

为了解决大豆种植过程中因过量施用化肥带来的土壤问题,从真菌多样性和组成结构角度评估微生物菌肥对大豆根际真菌群落的影响,本研究通过减施化肥配施微生物菌肥等不同处理,采用高通量测序技术研究大豆花期根际土壤真菌多样性和结构组成的变化.结果表明:子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉菌门(Mortierellomycota)...     

间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落结构的影响

研究间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落多样性变化规律,为判断胶园间作木薯的可行性提供理论支撑。以橡胶与木薯间作为处理,橡胶单作为对照,采用传统方法和高通量测序技术分析橡胶树根际土壤理化性状及真菌群落结构。结果表明：（1）间作模式下橡胶树根际土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量和真菌Shannon指数显著降低,真菌Simpson指数显著提高,pH和Chao1指数虽有降低,但差异未达到显著水平;（2）门分类水平上,2个处理的橡胶树根际土壤真菌群落结构组成相近,共有的3大优势菌门均为Ascomycota、Zygomycota和Basidiomycota。间作木薯降低了橡胶树根际土壤中Zygomycota和Basidiomycota的相对丰度,但提高了Ascomycota相对丰度,达到91.54%;（3）属分类水平上,2个处理中相对丰度比例前10的优势菌属占所有检测出菌属的61.30%~65.59%,间作木薯提高了橡胶根际土壤中Phyllosticta、Gibberella和Lecythophora的相对丰度;（4）土壤碱解N、速效P和速效K含量对橡胶树根际土壤中真菌群落α-多样性产生影响,土壤真菌多样性变化与土壤有机质含量有关。因此,间作木薯增加了植物对土壤矿质营养元素的吸收,导致橡胶树根际土壤肥力下降,进一步降低了橡胶树根际土壤真菌的群落多样性,同时增加了病原真菌的丰度。     

土壤微生物群落对连作种植制度的响应

利用高通量测序技术研究玉米和大豆连作对土壤微生物群落的影响。结果表明,与休闲地块相比,连作降低了真菌丰度和真菌物种多样性。大豆连作显著增加了子囊菌(Ascomycota)、孢霉菌(Mortierellomycota)的相对丰度,降低了担子菌(Basidiomycota)、球囊菌(Glomeromycota)的相对丰度。玉米连作增加了担子菌门相对丰度,降低了孢霉菌门(Mortierellomycota)、球囊菌的相对丰度。与休闲地土壤相比,玉米连作和大豆连作种植土壤中变形菌(Proteobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)、绿弯菌(Chloroflexi)的相对丰度显著增加,放线菌(Actinobacteria)、芽单胞菌(Gemmatimonadetes)和浮霉菌(Planctomycetes)的相对丰度显著下降。大豆连作土壤中镰孢菌的相对丰度显著高,镰孢菌与子囊菌门显著相关。     

不同品种茶树根际AM真菌群落结构分析

对陕西安康汉水韵茶园栽培的5个品种茶树根际丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza,AM）真菌群落结构特征进行分析,以期丰富我国茶树AM真菌种质资源库。结果表明,不同品种茶树根际AM真菌种丰度及种属组成等存在差异。其中,紫阳群体种茶树根际分离的AM真菌最多（6种）,陕茶1号、龙井长叶、龙井43和福鼎大白茶各分离到5、4、4种和3种。龙井长叶茶树根际AM真菌孢子密度最高（每克干土含3.57个孢子）,龙井43最低（每克干土含1.10个孢子）。紫阳群体种茶树的AM真菌物种多样性Shannon-Wiener和均匀度指数均达到最高,分别为0.63和0.096,龙井长叶最低（0.18和0.027）。龙井长叶的菌根定殖率最高（29.5%）,福鼎大白最低（15.8%）。不同茶树品种AM真菌种类组成的相似性系数维持在0.111~0.750,其中,龙井长叶与龙井43茶树根际AM真菌种类组成相似性系数最高,而福鼎大白和紫阳群体种相似性系数最低。研究表明,不同品种茶树根际AM真菌群落结构存在一定的差异,根际土壤中鉴定的AM真菌资源对进一步筛选和研发茶树专用AM真菌菌剂,促进茶产业发展具有重要意义。     

大豆连作对大豆胞囊线虫胞囊相关细菌群落的影响

大豆胞囊线虫（SCN,Heterodera glycines）在世界很多地方,能够引起大豆产量和质量的明显降低。自然生物控制在大豆胞囊线虫种群调解中起到非常重要的作用。在该研究中,调查了大豆胞囊线虫胞囊寄生细菌群落结构与不同大豆连作年限的关系。在2010年和2011年采集了来自6个田块的大豆连作2年到41年的土样,测定了大豆胞囊线虫的种群密度,并通过微平板KBiolog和PCR-DGGE方法研究了来自于大豆胞囊线虫胞囊细菌的群落。     

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。     

不同供磷水平对柱花草和黑籽雀稗根际生理活性的影响

以热带柱花草和黑籽雀稗为材料,通过盆栽试验,研究不同磷水平对其根际酸性磷酸酶、微生物数量及根系活力的影响。结果表明：2种牧草根际酸性磷酸酶(ACP)活性随着磷浓度的增加而降低,在低磷(P0)处理时达最高,柱花草的ACP活性为603.24 mg/(kg·h),黑籽雀稗为367.21 mg/(kg·h)。当高磷浓度处理时,柱花草根际ACP活性较黑籽雀稗低。各处理中,柱花草的根际微生物总量较黑籽雀稗高,柱花草根际真菌的数量随磷浓度的增加而减少,处理间差异达极显著水平,低磷处理时土壤真菌数量较多,这有利于根瘤菌的形成。2种牧草的根系活力随着施磷浓度的增加而递减。黑籽雀稗根系活力P0处理极显著高于P3和P4处理,显著高于P2处理。黑籽雀稗根系活力受供磷水平的影响大于柱花草。     

硫素对大豆根围AM真菌菌群结构的影响

以大豆品种黑农48为材料,通过盆栽试验研究了不同硫素水平对结荚期大豆AM真菌侵染率的影响及其菌群结构的变化.结果表明:不同硫水平对大豆AM 真菌的侵染率和菌群结构均有影响,其中大豆根系和土壤中AM真菌的多样性在硫素水平为0.02 g·kg-1时较高,当继续增加硫素水平时反而有所降低,不施硫时最低,表明适当施加硫素能够提高AM真菌的多样性,高硫水平反而抑制AM真菌的多样性.通过对DGGE图谱中G1等12条条带的序列分析表明,12条条带对应的菌种均为球囊霉属(Glomus)AM真菌,表明该试验中球囊霉属是大豆根系和根际土壤中的优势AM真菌.     

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。     

转无机焦磷酸化酶基因甘蔗对根际土壤微生物群落多样性的影响

应用Biolog Eco微平板法研究了转无机焦磷酸化酶基因甘蔗对根际土壤微生物多样性的影响.结果表明:转基因甘蔗根际土壤微生物利用单一碳源能力(A WCD)在整个培养过程都显著高于非转基因甘蔗的根际土壤微生物;转基因甘蔗和非转基因甘蔗根际土壤样品的Simpson指数(I/D,优势度)、Shannon-Wiener指数(H,物种丰富度)、Mclntosh指数(U,物种均一性)均存在差异,其中转基因甘蔗根际土壤微生物的Simpson指数、Mclntosh指数均显著高于非转基因甘蔗土壤微生物;主成分分析也表明转基因甘蔗与非转基因甘蔗土壤微生物对不同的碳源有特异利用,起分异作用的主要碳源是糖类,其次是脂肪酸和脂类.表明转基因甘蔗根系在生长期可能诱导了具有某些特定生理特征的微生物群落的发展,因此改变了土壤微生物群落的功能多样性,总体表现较高的活性.     

Effect of Microbial Inoculation on Soil Microorganisms and Earthworm Communities

Summary

A field experiment was conducted in 1991 to assess the effect of Effective Microorganisms (EM) on soil microorganisms and earthworm communities. Three treatments were applied to the experimental plots including compost + EM, compost alone, and chemical fertilizer alone. Soil samples were taken in autumn 1996 and spring 1997 to characterize treatment effects. Soil was analyzed for changes in microbial biomass and earthworm populations and biomass. Preliminary results indicated that (a) EM increased the soil microbial biomass, which was significantly higher in the spring than in autumn, and offset the adverse effects of cold temperatures; and (b) EM enhanced the growth and activity of earthworms in the topsoil which was readily apparent in autumn when the soil was in a relatively stable condition, but EM had little effect on earthworm populations and biomass in the spring.     

不同浓度NaCl对甜菜生长的影响

研究了营养液中不同盐度(2～280mmol/L)对甜菜生长状况的影响,结果表明,NaCl浓度低于10mmol/L,对甜菜的各生长指标没有明显影响;而NaCl浓度在50mmol/L左右比较适合甜菜生长;超过100mmol/L的高浓度NaCl对甜菜的生长有胁迫作用,浓度越高胁迫作用越强。营养液中盐浓度在280mmol/L以内对甜菜光合作用影响不显著。     

不同磷浓度下结瘤对大豆生长及苹果酸合成和分泌的影响

以大豆品种粤春03-3为研究对象,采用水培的方式,在高低磷条件下,分别进行接种或不接种根瘤菌的处理。在大豆花期和成熟期分别测定大豆干重、氮磷浓度、根系苹果酸浓度和分泌速率,以研究结瘤对磷调控大豆生长及苹果酸合成和分泌的影响。结果表明:在低磷条件下,结瘤对大豆植株的干重、氮磷浓度均没有显著影响;在高磷条件下,结瘤能够显著提高植株地上部干重和氮浓度。在不结瘤条件下,磷对根系苹果酸浓度没有显著影响。但结瘤后,低磷明显增加了成熟期根系苹果酸的浓度。而且,结瘤显著提高了高磷条件下根系苹果酸的分泌速率。这些结果表明,结瘤影响了磷对大豆生长、根系苹果酸合成和分泌的调控。     

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。