河蟹对水稻不同生育期根际土壤细菌群落结构的影响

[目的]探讨河蟹对水稻不同生育期根际土壤的细菌群落结构的影响.[方法]设置生物有机肥田和河蟹生物有机肥复合种养稻田的水稻大田实验,利用高通量测序技术分别对分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期的稻田土壤进行16S rRNA基因分析,并解析土壤理化因子对细菌群落结构的影响.[结果]河蟹引入生物有机肥田后,水稻的不同生育期根际土壤...     

基于宏基因组测序的稻蟹共作稻田根际土壤微生物群落功能分析

为了分析施入生物有机肥的稻蟹共作稻田（HXTCS）的水稻根际土壤微生物的代谢功能，以生物有机肥稻田（YJTCS）为对照，利用Illumina Novaseq测序平台对两种稻田成熟期的根际土壤进行宏基因组测序以分析微生物群落的组成及代谢功能。NR注释结果显示，样品中微生物以细菌为主，约占98.09%，其次为古菌约占1.76%，真菌及其他约占0.15%。LEfSe分析结果表明，河蟹引入生物有机肥稻田后富集更多的细菌和古菌群落的显著差异分类群。COG和CAZy功能基因注释结果显示，HXTCS主要相关功能基因的相对丰度均高于对照组。碳代谢途径基因注释分析结果表明，HXTCS在16个碳代谢途径的基因注释的相对丰度均高于对照组，其中丙酮酸代谢和原核微生物的碳固定途径的相对丰度在2种稻田中差异显著（P< 0.05）。氮代谢功能分析结果表明，HXTCS中的反硝化作用、硝酸盐还原作用和谷氨酰胺合成作用的关键酶基因的相对丰度均高于对照组。研究结果说明：河蟹引入生物有机肥稻田后，增加了根际土壤碳水化合物活性酶和主要代谢途径基因的相对丰度，有助于碳代谢及促进根际土壤氮循环中的反硝化作用、硝酸盐还原作用及谷氨酸的合成作用。     

施用烟秆生物黑炭对红壤性稻田根际土壤微生物的影响

采用田间小区试验研究烟秆生物黑炭对红壤性稻田根际土壤微生物的影响,试验设置4个生物黑炭施用水平,在水稻抽穗扬花期采集根际土壤进行高通量测序。结果表明,施用生物黑炭后稻田根际土壤微生物群落的OUT与Chao1指数降低,而Shannon指数升高。对主要菌门的分析发现变形菌门、放线菌门与厚壁菌门的丰度增加,酸杆菌门、疣微菌门的丰度降低。在属的水平上,发现一些对植物生长有益的促生菌有增加的趋势。     

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。     

华北平原小麦根际微生物分布研究获进展

正中国科学院南京土壤研究所褚海燕课题组从2015年6月开始在大尺度下(80万平方公里)采集了华北平原麦田根际土壤样品,利用高通量测序、生物信息分析等技术,研究小麦根际土壤微生物的空间分布及其驱动机制。研究结果表明,与垄间土壤微生物相比,根际微生物群落组成显著不同,并且根际细菌具有相对简单却更加高效的网络结构。由于根际筛选的作用,离根越近细菌多样性逐渐降低;由于菌     

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.     

基于宏基因组学16S rDNA测序对烟草根际土壤细菌群落组成分析

为了研究烟草根际土壤细菌多样性,了解其细菌群落的组成和结构,从而为健康植烟土壤生态系统的构建和保持提供理论依据和指导。以2014年四川凉山州健康烟株现蕾期根际土壤为研究样本,利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对烟草根际土壤细菌16S rDNA进行高通量测序分析。结果表明:烟草根际土壤微生物多样性水平较高,不同样品间主要菌落分布结构相对稳定。在门分类水平上,共检测分类25个菌门,其中变形菌门占有明显优势(39.04%~53.71%),其次为拟杆菌门、酸杆菌门、疣微菌门;在属分类水平上,共检测分类576类菌属,鞘脂单胞菌属、Flavisolibacter、Ohtaekwangia为烟草根际土壤细菌明显优势菌属。大部分主要菌群之间存在明显正相关关系,对烟草根际土壤细菌影响较大的环境因子为土壤速效氮、含水量和pH。运用宏基因组学16S rDNA测序技术获取的烟草根际土壤细菌信息较为丰富,为健康植烟土壤机制研究提供新的理论参考。     

健康与感染黑胫病烟株根际土壤细菌群落结构与多样性

[目的]探究健康与感染黑胫病烟株根际土壤的细菌群落结构差异,为该病害的早期预防或生态调控提供科学依据.[方法]利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析健康烟株与感染黑胫病烟株根际土壤细菌群落结构差异.[结果]健康和患病烟株根际土壤样品中细菌OTU数分别为4763个和4653个.感染黑胫病烟株根际土壤OTU总数...     

稻蟹共作稻田根际土壤微生物群落与水稻产量的关联分析

为研究稻蟹共作稻田根际土壤微生物群落结构和功能与水稻生长和产量指标的相关性,设置施入生物有机肥的稻蟹共作稻田（HXTCS）和仅施入生物有机肥稻田（对照,YJTCS）的水稻大田试验,测定水稻的根长、株高、穗长、单穗粒数和千粒质量;利用宏基因组测序技术和Spearman相关法分析成熟期水稻生长和产量指标与根际土壤微生物群落结构和功能的相关性。研究结果表明,与对照YJTCS相比,稻蟹共作稻田中水稻的单穗粒数和千粒质量均显著提升（P<0.05）;河蟹引入稻田后变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和广古菌门（Euryarchaeota）的相对丰度分别下降了5.71%、16.12%、51.01%,绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）相对丰度则分别增加了23.35%、41.36%、50.00%。HXTCS土壤中的Chao指数、Ace指数和Shannon指数较对照分别降低了11.22%、7.54%、2.00%。主成分分析结果显示,2个处理间微生物群落结构整体差异较大。S...     

抗生-促生多功能菌剂对稻田土壤微生物区系及氮素转化的影响

以抗生-促生多功能菌剂为供试肥料，探讨对稻田土壤微生态环境及氮素转化动态的影响。结果表明：抗生-促生菌剂明显改善了水稻根际微生物区系组成，B／F、A／F不同时期均有提高，从而使稻田土壤中有益微生物(细菌、放线菌、硝化细菌)一直成为微生物群落内的优势菌群：水稻根际土壤硝酸还原酶活性提高，促进了稻田土壤氮素养分的有效转化，提高水稻植株含氮量。     

贝莱斯芽孢杆菌D61-A对水稻根际土壤细菌群落结构的影响

为探究贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) D61-A对水稻促生长作用及对根际细菌群落结构的影响,通过菌悬液灌根处理,并于水稻苗期采集水稻样品,测定株高、根长、鲜重及干重,分蘖期采集根际土壤样品,提取土壤中的总DNA并使用高通量测序(Illumina MiSeq)技术对水稻根际细菌群落结构进行分析。结果显示：D61-A对水稻有促生长作用,D61-A处理组茎长和鲜重显著大于对照组,分别增加了23.19%和15.02%;经D61-A处理的水稻根际土壤细菌Sobs指数、Chao指数、Shannon指数和Coverage指数均高于对照组,且Sobs指数和Chao指数显著高于对照组,表明D61-A处理后水稻根际细菌群落多样性更丰富;PCoA分析结果显示处理组和对照组的细菌群落组成存在明显差异;土壤细菌群落结构分析和多物种差异性检验显示,经D61-A处理后细菌数目显著增加,丰富了根际土壤细菌的群落结构,其中绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)为水稻根...     

不同相思树种根际与非根际土壤细菌群落结构及多样性特征

提取不同相思树种根际与非根际土壤的基因组DNA,采用Illumina NovaSeq高通量测序技术,分析了不同相思树种根际与非根际土壤的细菌群落结构及多样性.研究结果表明:多样性指数Chao、ACE、Shannon和Simpson指数显示相思树种根际土壤细菌群落具有更高的丰富性和多样性;在纲水平上,优势菌纲为Acido...     

矿区Cd污染稻田生物炭生态原位钝化及Cd形态转化

为探究生物炭对矿区Cd污染稻田土壤原位钝化生态修复效果,进行稻田土壤Cd污染修复试验,设置海泡石（BC1）、生物炭（BC2）、空白对照（BC3）3种处理。采用梯度扩散薄膜（DGT）技术研究水稻根际土壤Cd生物有效性,明确其对水稻根际土壤Cd生物有效性和土壤Cd形态转化的影响。结果表明：生物炭影响矿区Cd污染稻田水稻根际土壤Cd形态比率。生物炭改变稻田土壤中Cd形态,明显提高土壤中残渣态Cd含量占比,提高幅度达27.84%,利于其他形态Cd向更稳定的残渣态转变。生物炭改变矿区Cd污染稻田水稻根际土壤Cd生物有效性。与空白对照相比,生物炭使水稻收获期的根际土壤Cd生物有效性降低了40.90%,土壤中有效态Cd含量降低了9.53%;海泡石处理的土壤Cd生物有效性比生物炭处理的土壤Cd生物有效性降低了83.90%,海泡石处理的土壤有效态Cd含量比生物炭处理的土壤有效态Cd含量降低了7.73%。生物炭可提升矿区Cd污染稻田土壤质量。生物炭改善了水稻土壤质量;与空白对照相比,生物炭处理的土壤有机质提高了6.75%,土壤阳离子交换量升高了8.44%,土壤pH值提升了7.44%;与海泡石对照相比,生物炭处理的土壤有机质提高了2.95%,土壤阳离子交换量升高了9.22%,土壤pH值降低了13.33%。研究表明,生物炭原位钝化能有效降低矿区Cd污染稻田土壤Cd生物有效性,提升生态修复水平。     

不同生物质垃圾堆肥产品对夹竹桃根部细菌群落结构的影响

采用传统的细菌培养方法及细菌16S rDNA高通量测序方法,研究3种生物质垃圾(剩菜剩饭、果蔬垃圾及两者混合物)堆肥产品对夹竹桃根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明,添加堆肥产品后,夹竹桃根际土壤细菌多样性均有所降低,但剩菜剩饭与两者混合物处理能促进根际土壤细菌数量增加,且鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)属、芽孢杆菌(Bacillus)属等功能菌在两者混合物处理下的含量相对较高,说明剩菜剩饭或果蔬垃圾与剩菜剩饭的混合物更宜作为夹竹桃有机肥使用。     

西藏林芝市油菜根际细菌群落特征分析

为了探究西藏林芝市油菜根际细菌群落组成、多样性及与土壤因子的相关性,揭示林芝市油菜根际细菌群落特征,本研究对林芝市18个采样点油菜根际土壤样品进行收集,并采用16S rRNA基因的V3-V4区高通量测序技术对其细菌群落的组成和多样性进行测定分析.结果表明,林芝油菜根际土壤细菌群落中优势菌门为放线菌门(Actinobac...     

薄壳山核桃根际土壤微生物群落结构特征分析

为研究薄壳山核桃根际土壤微生物群落结构特征,利用Illumina高通量测序技术对其根际与非根际的土壤样品进行对比分析。结果表明,薄壳山核桃非根际土壤细菌和真菌序列数分别比根际土壤多1867条和11163条,薄壳山核桃非根际土壤真菌的Chao1指数、ACE指数、Shannon指数均显著大于根际土壤,但两者之间的细菌差异不显著。从细菌和真菌组成来看,薄壳山核桃根际与非根际土壤中丰度最高的细菌为放线菌门(Actinobacteria)、真菌为子囊菌门(Ascomycota)。总体而言,薄壳山核桃根际与非根际土壤微生物存在一定差异,非根际土壤真菌多样性显著大于根际土壤,但细菌差异不显著。     

施用生物有机肥对烟草根际土壤微生物区系的影响

为研究生物有机肥对烟草青枯病的防控效果及对烟株根际土壤微生物区系的影响,采用拮抗菌复配菌剂添加至有机肥制成生物有机肥,施于烟田,分别在烟株不同生长时期采集根际土壤进行可培养微生物测定及16 S/18 S rDNA基因测序,探究烟株根际土壤微生物区系的变化及其对青枯病发病率、烟叶产量与品质的影响。结果表明,施加生物有机肥的处理组对烟草青枯病的防控率达到了38.2%,烟叶产量提高8.6%。基因测序结果显示,旺长期根际土壤中变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)在处理组中的丰度与对照组相比分别降低了32.1%, 48.7%,绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)分别增加了55.3%,54.6%,各物种多样性指数均为处理组显著高于对照组。在大田中施用生物有机肥能明显改善烟株根际土壤的微生物区系结构,提高生物多样性、增加群落丰富度,对青枯病具有较好的防控效果。旺长期为烟株根际微生物区系变化的关键时期,该时期处理组与对照组之间在群落结构及有益菌上的显著差异可能会影响青枯病的发生。     

有机肥对退化红壤中细菌群落功能组成影响的PICRUSt基因预测分析

为探讨不同修复措施对南方典型退化红壤细菌群落功能组成的影响,设置单施生物炭(B)、微生物有机肥(OF)、化学肥料(CF)、生物炭配施微生物有机肥(BO)、生物炭配施化学肥料(BC)以及空白对照(CK)等6种修复处理方式并进行车前草的盆栽试验,采用细菌16S rRNA基因的高通量测序技术并结合PICRUSt功能预测分析,研究不同修复处理方式下退化红壤细菌群落结构及其功能组成的变化.结果表明,微生物有机肥和化学肥料对车前草根际土壤细菌群落结构与功能组成具有显著的影响(F2,15=25.55,R2=0.7731,P<0.001;F2,15=17.22,R2=0.6966,P<0.001),而生物炭的作用不显著(P>0.05);微生物有机肥处理车前草根际土壤细菌物种多样性显著增加,增幅达到17.30％,但是化学肥料显著降低细菌物种多样性,降幅达21.25％;微生物有机肥增加生物代谢途径和氮循环途径功能基因丰度,促进氮异化还原、反硝化作用和固氮作用过程,有利于土壤氮素的维持和土壤质量的改善,而化学肥料施用则相反.另外,根际土壤细菌物种多样性跟土壤的pH值显著正相关,跟碱解氮和有效磷等土壤养分含量显著负相关.本研究明确了退化红壤微生物群落功能组成以及氮循环相关功能基因对修复措施的响应,为南方退化红壤的生态修复与农业生产提供理论依据.     

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。     

早实薄皮核桃根际与非根际土壤微生物多样性分析

为研究早实薄皮核桃根际与非根际土壤微生物多样性,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对其根际与非根际的土壤样品进行对比分析。结果表明,早实薄皮核桃根际土壤细菌和真菌序列数分别比非根际土壤多1 335条和5 369条,早实薄皮核桃根际土壤真菌的Chao1指数、ACE指数、Shannon指数均显著大于非根际,但两者之间的细菌差异不显著。从细菌和真菌组成来看,早实薄皮核桃根际与非根际土壤中丰度最高的细菌为放线菌门、真菌为子囊菌门。总体而言,早实薄皮核桃根际与非根际土壤微生物存在一定差异,根际土壤真菌多样性显著大于非根际,但细菌差异不显著。