促生菌对土壤养分、酶活性及细菌群落功能多样性的影响

[目的]探讨植物促生菌对土壤理化特性及细菌群落功能多样性的影响,为高效微生物菌肥的制备及应用提供参考依据.[方法]选用5株对植物生长有促进作用的菌株(PAL5、CA1、CN11、DX120E和WZS021),将菌株分别接种至灭菌土壤(以不接种为对照),通过测定土壤pH、氮磷钾养分含量及土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性,评价不同促生菌株对土壤肥力的影响;同时运用Biolog测定方法对土壤中的细菌群落功能多样性进行探究.[结果]促生菌处理可显著提高土壤pH及土壤速效和缓效养分含量(P<0.05,下同),同时可促使土壤无机磷向可溶性磷转化,显著降低无机磷含量;促生菌处理的土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性也显著高于对照,其中,CN11处理的碱性磷酸酶活性是对照的3.64倍,DX120E处理的过氧化氢酶和脲酶活性分别是对照的2.34和4.52倍.Biolog测定结果显示,接种促生菌可提高细菌总代谢活性,其中CN11处理的微生物活性最高.各菌株处理后,土壤细菌群落物种丰富度指数、优势度指数和均匀度指数均显著高于对照;主成分分析结果表明,接种促生菌可调控土壤细菌群落功能多样性及土壤细菌群落结构,其中CN11和DX120E处理的土壤微生物碳源代谢能力较强.[结论]施用促生菌可不同程度地提高土壤养分及土壤酶活性,调控土壤细菌群落结构.CN11和DX120E处理在土壤养分的活化及提高土壤酶活性和细菌群落多样性等方面效果较佳.     

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。     

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.     

前茬作物对植烟土壤细菌多样性及群落结构的影响

为了探究不同前茬作物对植烟土壤细菌群落结构的影响,于2019—2020年在贵州省安顺市杨武乡植烟区进行试验,设置4个前茬处理,分别是紫云英(绿肥翻压还田)、黑麦草、白菜、冬闲,采用高通量测序技术对植烟土壤微生物进行测定.结果表明:各处理土壤细菌物种数由高到低排列依次为紫云英>白菜>冬闲>黑麦草,处理间差异不显著;紫云英...     

长期应用稻鳖共生系统对土壤细菌群落结构及其多样性的影响

【目的】探究长期应用稻鳖共生系统对稻田土壤养分含量、土壤细菌群落结构及其多样性的影响,为阐释稻鳖共生模式对稻田土壤微生物多样性的影响机制提供科学依据。【方法】以2年稻鳖共生田（RT2）、5年稻鳖共生田（RT5）和8年稻鳖共生田（RT8）为研究对象,采集各处理0~10 cm土层土壤样品,测定土壤养分含量,利用Illumina MiSeq高通量测序技术探究土壤细菌群落结构,对比分析不同应用年限稻鳖共生田的土壤养分含量及土壤细菌群落多样性差异。【结果】长期应用稻鳖共生系统明显提高稻田土壤的全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量及土壤pH,5年稻鳖共生田的全磷和速效磷含量显著高于2年稻鳖共生田（P<0.05,下同）,8年稻鳖共生田的土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量显著高于2年稻鳖共生田,有机质、全钾和速效钾含量均以5年稻鳖共生田最高,8年稻鳖共生田最低。Alpha多样性分析结果显示,土壤细菌群落多样性Shannon指数、PD whole tree指数和Chao1指数均表现为RT5处理>RT8处理>RT2处理。各样本检测到的细菌类群隶属于51门136纲192目337科557属和113种。物种群落组成分析表明,变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）是稻鳖共生田土壤细菌的主要优势菌群;不同年限的稻鳖共生田土壤细菌群落结构差异主要表现在物种均匀度上,RT2处理的变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、酸杆菌门、栖热菌门（Deinococcus-Thermus）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）和奇古菌门（Thaumarchaeota）的相对丰度均存在显著差异;RT8处理则仅在变形菌门、拟杆菌门、浮霉菌门和互养菌门（Synergistetes）4种菌种间具有显著差异。【结论】长期应用稻鳖共生系统可在不施用化肥的情况下,维持土壤主要养分含量,增加稻田土壤细菌群落多样性,扩大优势菌群相对丰度,形成更稳定的土壤微环境。     

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。     

基于高通量测序天麻土壤细菌群落结构分析

采集昭通彝良荞山镇不同年份种植天麻的土壤样品,记录采集样本名称和样品编号;选取其中3组,通过高通量测序技术,分析天麻种植土壤原壤、一麻壤和方竹壤的细菌群落结构变化及不同土壤中细菌物种丰度的差异。结果表明：原壤中特有细菌OTU > 方竹壤 > 一麻壤;种植并收获一茬箭麻后,与原壤相比一麻壤中特有细菌明显减少,优势细菌丰度降低;种植方竹修复后,方竹壤中特有细菌数量恢复。说明通过种植当地经济作物方竹能修复天麻土壤细菌群落结构。     

连续4年施用生物炭对土壤细菌多样性及其群落结构的影响

为了研究生物炭对于植烟土壤改良的长期影响,通过连续4年的田间试验,设置4个试验处理:不施生物炭和化肥的休耕处理(FL)、施用化肥(CK)、化肥+1.5 t·hm~(-2)生物炭(B1.5)和化肥+15 t·hm~(-2)生物炭(B15)。研究了生物炭对土壤理化性质、细菌多样性及群落结构特征的影响,并分析了影响细菌群落特征的土壤因子。结果表明,同不施炭处理相比,施用生物炭可以显著提高土壤含水率、速效钾、碳氮比和有机质含量(P0.05),显著降低土壤容重(P0.05)。施用生物炭显著提高土壤团聚体稳定性,施炭处理的土壤团聚体平均质量直径(MWD)和机械稳定性团聚体(DR_(0.25))含量均显著高于不施炭处理(P0.05)。生物炭显著增加土壤细菌丰富度(P0.05),同时显著改变细菌群落结构。土壤容重、速效钾和团聚体指标是细菌群落结构变异的主导性因子。综上,生物炭施用4 a后对土壤理化特性有显著的影响,其中某些关键土壤因子的改变驱动了土壤细菌群落的生态演替。     

林麝粪便细菌多样性研究

为研究林麝粪便细菌的结构与组成,选取6只2~3岁的圈养条件相同且健康的公林麝,饲喂精粗比为2∶8的饲粮,收集其新鲜粪便,提取其总DNA,然后用16SrRNA细菌通用引物进行PCR扩增,并用Illumina Miseq250PE测序平台,对扩增子进行Miseq双端测序。结果显示:1)借助Illumina Miseq250PE测序平台对样品进行测序,共获得85 091条有效序列,5 133个有效OTU。2)所得OTU经物种注释被归类为23个门,其中厚壁菌门(Firmicutes)(51.1%±19.9%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(35.6%±15.5%)、变形菌门(Proteobacteria)(5.2%±5.6%)和未分类菌门(*Unassigned)(2.2%±1.0%)为优势菌门,其总和达到菌群相对含量的94.1%;将其进一步分为240个菌属,其中18个为共享菌属,拟杆菌目(*Bacteroidales)(16.5%±10.2%)、瘤胃菌科(*Ruminococcaceae)(14.7%±13.8%)和梭菌目(*Clostridiales)(13.7%±3.9%)含量相对较高。3)OTUs稀释曲线均未达到平台期,说明测序深度不足以覆盖所有的菌群。4)非加权聚类图(PUGMA)显示样品B和E、C和F的菌群多样性相似度较高,而样品A和其他样品的相似度相对较低。由此可见,在正常状态下,健康林麝粪便分布有23个门类细菌群落,以Firmicutes、Bacteroidetes和Proteobacteria为优势菌群,进一步将林麝粪便细菌群落细分为240个属且发现林麝个体间菌群差异性较小且与其他草食动物优势菌群结构相似。     

广州市流溪河沉积物反硝化细菌群落丰度与结构多样性研究

【目的】研究广州市流溪河沉积物中反硝化细菌的多样性,探讨环境因子对反硝化细菌群落结构和丰度的影响。【方法】通过构建基因文库和实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对沉积物中反硝化细菌的群落结构和丰度进行分析,并结合主坐标分析(PCoA)和冗余分析(RDA)研究反硝化细菌群落与环境因子之间的相关性。【结果】流溪河流域不同采样位点沉积物中nirS型反硝化细菌的组成和丰度存在明显差异。沉积物中大多数nir S序列与已知的反硝化细菌亲缘关系较远,而与其他环境样品中的微生物亲缘关系较近,与流溪河沉积物中nirS反硝化细菌亲缘关系较近的物种有产黄杆菌属Rhodanobacter、副球菌属Paracoccus、Polymorphum gilvum、草螺菌属Herbaspirillum和陶厄氏菌属Thauera。氨氮(NH_4~+–N)和硝酸盐(NO_3~––N)含量对反硝化细菌群落结构起决定性作用。反硝化细菌nirS基因拷贝数范围为8.26×10~1~5.45×10~4 g~(-1),nirS型反硝化细菌数量与化学需氧量(COD)、总氮(TN)、NH_4~+–N、和NO_3~––N含量之间存在显著相关性。【结论】流溪河中化学污染物以及活性氮的大量存在显著影响了反硝化细菌群落结构和多样性。     

桂江浮游生物的群落结构及多样性分析

为了解桂江浮游生物群落结构及多样性,采集8 个断面水样,定性、定量测定浮游生物,共鉴定出浮游植物7 门57 属,其中,优势门为硅藻门,共15 属、占总属数的26.32%,平均密度和生物量分别为4.19 万个/L 和0.11mg/L,平均Shannon-Weiner 多样性指数（H）、Pielou 均匀度（J）、Margalef 种类丰富度指数（R）分别为1.25、0.65 和1.67;鉴定出浮游动物4 类33 属,优势种为原生动物和枝角类,各12 属、均占总属数的36.4%,平均密度和生物量分别为25.5 个/L 和0.65 mg/L,平均Shannon-Weiner 多样性指数（H）、Pielou 均匀度（J）分别为1.13、0.81。结果表明,现阶段桂江浮游生物多样性水平和丰富度较高,但沿岸居民区相对密集、人类活动频繁的江段浮游生物多样性和丰富度较低。     

土霉素污染有机肥对土壤细菌多样性和结构的影响

土霉素作为养殖业中常用的一种促生长抗生素,极易在畜禽粪便中残留,直接还田可能对土壤微生物繁殖和作物生长带来潜在威胁。然而,现有研究多集中在高浓度梯度下,未能完全适用于实际生产情况,有必要研究土霉素在实际残留量下对细菌群落多样性的影响,为有机肥的安全施用提供理论依据。本研究设置土霉素添加量0.2 mg·kg-1,利用高通量测序技术分析细菌群落组成、结构变化和显著富集物种类型。结果表明,随时间推移土霉素显著改变了细菌群落结构,使厚壁菌门、放线菌门的相对丰度增加,增加幅度为1.1%～5.0%;同时,使变形菌门、绿湾菌门和拟杆菌门的相对丰度降低,降低幅度在2.0%以下。与对照组（CK）相比,添加土霉素处理（OCK）中高温放线菌科细菌显著富集。本研究证明了0.2 mg·kg-1土霉素能改变土壤细菌群落物种相对丰度,导致群落结构差异,并且显著富集了高温放线菌。这为寻找对抗生素污染具有指示作用的微生物提供新思路,为有机肥的安全施用提供科学依据。     

巢湖鱼类群落结构及多样性

为了解巢湖鱼类群落结构与多样性现状,2017年7月至2018年12月,按季节对巢湖河口区、近岸浅水区、敞水区共计9个样点进行鱼类资源调查,分析鱼类群落结构与多样性特征。共采集鱼类52种,隶属于7目15科,其中鲤科鱼类物种数最多,占63.5%。与历史资料相比,本次调查未采集到鱼类43种,洄游性鱼类大幅较少,增加了外来鱼类须鳗虾虎鱼(Taenioides cirratus)。刀鲚(Coilia nasus)、太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)为优势种,鲤(Cyprinus carpio)、鲫(Carassius auratus)、翘嘴鲌(Culter alburnus)、蒙古鲌(Culter mongolicus)为重要种,似刺鳊(Paracanthobrama guichenoti)、鳜(Siniperca chuatsi)等22种鱼类均为偶见种。不同样点的指示物种差异明显,季节间和样点间鱼类群落组成均有一定程度的分离,样点间鱼类物种组成结构较季节间更加离散。...     

粗柄羊肚菌分子鉴定及羊肚菌属真菌系统发育分析

鉴定河南省郑州市郊区发生的羊肚菌标本,并分析羊肚菌属真菌的系统发育关系。采用内转录间隔区(Internal transcribed sequence,ITS)序列分析进行分子鉴定,结果表明,郑州市郊区发生的羊肚菌为粗柄羊肚菌(Morchella crassipes),与形态鉴定结果一致;系统发育分析结果表明,羊肚菌属真菌整体上至少可以分为4个类群:第Ⅰ类群包括高羊肚菌(M.elata)、黑脉羊肚菌(M.angusticeps)、肋脉羊肚菌(M.costata)、尖顶羊肚菌(M.conica)和M.gigas等种类;第Ⅱ类群包括羊肚菌(M.esculenta)、粗柄羊肚菌和小海绵羊肚菌(M.spongiola)等;第Ⅲ类群仅包括红褐羊肚菌(M.rufobrunnea)1个种;半开羊肚菌(M.semilibera)被归为第Ⅳ类群,与其他类群进化距离更远。ITS序列分析可以用于羊肚菌属种类鉴定和系统发育分析。     

基于MiSeq分析川中黑山羊瘤胃细菌的多样性及群落结构

采用MiSeq高通量测序技术分析川中黑山羊瘤胃细菌的多样性及菌群结构。选用3只140日龄健康公羊,其平均体质量为(15.53±0.21)kg,饲喂10 d后,于150日龄时采集瘤胃液(样品A),40 d后再次采集瘤胃液(样品F),提取瘤胃液细菌基因组DNA,对细菌16S rDNA序列V4区进行MiSeq测序。结果显示:1)从样品A与样品F中共获得高质量序列338 830条,聚类后得3 400个运算分类单位(OTU);2)样品A的α多样性指数高于样品F的,但其差异无统计学意义;3)门水平上,样品A最高相对丰度为拟杆菌门的(占总序列数的40.87%),其次为厚壁菌门的(27.19%),样品F最高相对丰度为拟杆菌门的(47.12%),其次为变形菌门的(19.99%),再次为厚壁菌门的(18.05%),样品A厚壁菌门的相对丰度极显著高于样品F的(P0.01);4)在属水平上,样品A与样品F的最高相对丰度均为普雷沃氏菌属的(样品A的为25.54%,样品F的为27.67%),样品A中月形单胞菌属、丁酸弧菌属、瘤胃球菌属、琥珀酸弧菌属、琥珀酸菌属等的相对丰度显著高于样品F的(P0.05)。试验结果表明,川中黑山羊瘤胃中相对丰度最高的菌门为拟杆菌门,相对丰度最高的菌属为普雷沃氏菌属,且两瘤胃样品中部分细菌相对丰度间的差异显著。     

宁波地区蝴蝶群落结构及多样性初步研究

报道了宁波地区蝴蝶种类164种，隶属于11科106属，蛱蝶科和粉蝶科种类在全年蝴蝶活动数量上占优势，通过不同样地相似性比较，可初步推测本地区蝴蝶的分布是以四明山系为中心向四周辐射的，森林公园保护区样地的多亲性及均匀性指数均明显高于非保护区的两样地。     

施肥对农田土壤动物群落结构的影响

为研究施肥对土壤动物群落结构的影响,以尿素为施肥材料,采用大型手捡和干、湿漏斗法,以不施肥处理为对照(CK),对施肥量分别为225 kg·hm^-2(T1)、450 kg·hm^-2(T2)、900 kg·hm^-2(T3)、1 800 kg·hm^-2(T4)、3 600 kg·hm^-2(T5)等5个施肥处理下的土壤动物群落特征进行调查。结果显示:试验捕获的土壤动物分属3门13纲19目40科,各处理的土壤动物平均密度排序为CK>T2>T1>T3>T5>T4,类群数排序为T1>CK>T2>T4>T5>T3。随着施肥量增加,大型和中小型土壤动物的平均密度总体减少。同时,各处理中,T2处理的多样性指数和优势度指数最低,而均匀度指数最高。总体来看,过量施肥会减少土壤动物数量,降低土壤动物多样性,对土壤动物群落结构产生影响。     

吉林省中部地区退耕还林对黑土土壤细菌和真菌群落结构的影响

为揭示退耕还林对土壤细菌和真菌群落结构的影响,以吉林省城东村耕地及其相邻退耕20年的杨树林地为研究对象,采用高通量测序技术分析细菌和真菌的多样性、群落结构特征和共现性关系。结果表明：退耕还林后,土壤细菌多样性降低,真菌的多样性及丰富度均显著增加。退耕后细菌的丰度变化并非全部体现在优势物种上,放线菌门（Actinobacteriota）丰度由28.19%减少到26.12%,而酸杆菌门（Acidobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）丰度分别从16.83%、15.94%增加至22.50%、18.42%,真菌的丰度变化主要体现在优势物种上,子囊菌门（Ascomycota）丰度由46.54%减少到35.93%,担子菌门（Basidiomycota）丰度由41.34%减少到31.52%,而被孢霉门（Mortierellomycota）丰度则由7.14%增加到24.22%。退耕还林前后细菌和真菌群落结构均发生了显著变化,真菌在退耕前后的差异更大。土壤真菌、细菌的共现网络在还林后具有更多的节点数及边数,共现性关系更复杂,连结性更高。冗余分析（RDA）表明土壤细菌和真菌群落结构均受土壤pH、有机质、速效钾、碱解氮、速效磷的影响（P<0.05）。研究表明,退耕还林显著影响吉林省中部地区黑土土壤细菌和真菌群落结构及多样性,退耕后土壤微生物的相互关系更复杂,抗干扰能力更强。