不同栽培年限蓝莓根际土壤微生物群落多样性分析

采用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法分析树龄5a、6a、9a蓝莓根际土壤微生物的多样性,结果表明,不同栽培年限蓝莓根际土壤的PLFA标记存在差异,呈现不同的变化趋势;与9a植株相比,6a植株多1个16∶1w9细菌类群,5a植株多a15∶0和16∶1w9 2个细菌类群,5a植株蓝莓根际土壤PLFA总量最大;与非种植区土壤相比,蓝莓根际特有a17∶0、i17∶1w5、7cy17∶0、9cy19∶0 4个细菌类群,且总量与树龄高度相关,可与a15∶0和16∶1w9的细菌总量联合推测栽培年龄。相关分析结果表明,速效钾的质量分数与树龄呈负相关,且栽培区土壤均低于非种植区土壤。蓝莓根际土壤微生物总量、假单胞杆菌、AM真菌和腐生真菌等与根际土壤有效磷、速效钾质量分数呈正相关。蓝莓根际微生物群落主要由细菌和真菌构成,对蓝莓生长具有重要影响。     

不同入侵植物根际土壤养分、酶活性和微生物学特征

为了研究入侵植物根际土壤酶活性及土壤微生物特征,以紫茎泽兰(Ageratina adenophora)、飞机草(Eupatorium odoratum)、三叶鬼针草(Bidens pilosa)、黄顶菊(Flaveria bidentis)4种入侵植物根际土壤为对象,连续5年(2013—2017年)研究不同入侵植物根际土壤酶活性及土壤微生物特征并探讨其入侵机制.结果显示:(1)入侵植物的根际土壤pH值排序为飞机草>黄顶菊>三叶鬼针草>紫茎泽兰,其中飞机草和黄顶菊间、三叶鬼针草和紫茎泽兰间的pH值差异不显著;土壤有机碳、全氮、全钾、微生物量碳和微生物量氮含量排序为紫茎泽兰>三叶鬼针草>黄顶菊>飞机草,不同入侵植物根际土壤有机碳、全氮、全钾、微生物量碳和微生物量氮含量间的差异均显著(P<0.05),而土壤全磷、微生物量磷含量间的差异均不显著.(2)不同入侵植物土壤微生物数量以细菌最多,其次是放线菌,真菌最少;土壤细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数量表现出一致的变化趋势,其排序为紫茎泽兰>三叶鬼针草>黄顶菊>飞机草,不同入侵植物根际土壤细菌、放线菌数量和微生物总数量的差异均显著(P<0.05).(3)不同入侵植物根际土壤微生物丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、碳源利用丰富度指数(S)和优势度指数(Ds)的排序为飞机草>黄顶菊>三叶鬼针草>紫茎泽兰,其中不同入侵植物根际土壤微生物群落多样性指数的差异均显著(P<0.05).(4)不同入侵植物根际土壤纤维素酶活性、硝酸还原酶活性、酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性、脲酶活性和转化酶活性呈一致的变化趋势,其排序为飞机草>黄顶菊>三叶鬼针草>紫茎泽兰.(5)相关性分析和主成分分析结果表明,土壤适宜pH值的降低有利于土壤微生物繁殖,土壤有机碳、微生物量是维持土壤酶活性、土壤微生物群落多样性的关键因子.由此可知,不同入侵植物可以改变土壤微生物特性和酶活性,创造对自身生长有利的土壤环境,并借此增强其竞争能力.     

不同入侵植物对本土植物根际土壤酶活性及微生物数量的影响

以紫茎泽兰(Ageratina adenophora)、飞机草(Eupatorium odoratum)、一年蓬(Annual fleabane)、加拿大蓬(Erigeron canadensis)4种入侵植物及本土植物艾蒿(Artemisia argyi)根际土壤为对象,研究不同入侵植物对本土植物根际土壤理化性质、酶活性、微生物数量的影响并探讨其入侵机制.结果显示:4种入侵植物增加了本土植物根际土壤含水量、电导率,降低了土壤容重和pH,并且对土壤微生物量、酶活性及微生物数量表现为一定程度的增加效应;植物入侵改变了根际土壤养分利用策略,4种入侵植物显著增加了根际土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,却显著降低了根际土壤纤维素酶和硝酸还原酶活性,紫茎泽兰和飞机草根际土壤转化酶和酸性磷酸酶活性显著高于艾蒿,一年蓬和加拿大蓬根际土壤转化酶和酸性磷酸酶活性显著低于艾蒿,对根际土壤硝酸还原酶活性无显著差异;4种入侵植物改变了土壤微生物结构,显著增加了其根际土壤中的细菌的数量,抑制了真菌与放线菌数量,总体来说,4种入侵植物显著提高了微生物总数.相关性分析显示,除了土壤容重、电导率和总孔隙度,其他根际土壤理化性质均与土壤酶活性及微生物数量之间具有较强的相关性,表明土壤系统内部因子处于动态变化和平衡,它们作为相互影响的整体表现出统一性和同步性.     

入侵植物对土壤酶活性及土壤微生物群落影响的研究进展

入侵植物给入侵地的生态系统造成了多重影响,其中入侵植物对土壤微生物群落及其代谢的影响日益受到生态学家的关注.本文综述了入侵植物对土壤酶活性及土壤微生物群落影响的研究进展.     

土壤调理剂对草花土壤微生物多样性的影响

本研究以食用菌废菌渣和粉煤灰为主要原料,添加根瘤菌制备土壤调理剂,进行三色堇、矮牵牛和一串红栽培,采用高通量测序技术探究土壤调理剂对土壤微生物多样性的影响。结果表明,加入土壤调理剂后,香农指数、Chao指数、Ace指数均增加,与对照相比土壤细菌多样性和丰度均增加。门、纲、属水平上的群落分布主要优势菌群类型相同,但相对丰度发生变化:门水平上降低了土壤中变形菌门和酸杆菌门的相对丰度,使放线菌门相对丰度增加;纲水平上降低了α-变形菌纲的相对丰度,但提高了放线菌纲和酸微菌纲的相对丰度;属水平上提高了土壤中根瘤菌属以及Saccharibacteria_genera_incertae_sedis、WPS-1_genera_incertae_sedis和GP6菌属的相对丰度,改善了土壤中微生物的群落结构。     

黄顶菊(Flaveria bidentis)入侵对土壤微生物功能多样性的影响

外来植物入侵对土壤生物多样性的影响已成为生态学领域的研究热点之一。运用Biolog技术和氯仿熏蒸浸提法研究了黄顶菊入侵对土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的影响。结果表明,黄顶菊入侵后土壤微生物代谢活性显著升高;土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)的变化趋势为:入侵地根际土(RPS)>入侵地根围土(BS)>未入侵地(CK),且差异显著;而CK的功能多样性指数(H)高于BS,RPS亦高于BS,差异均显著(P<0.05)。主成分分析结果表明,黄顶菊入侵使土壤微生物群落的碳源利用方式和代谢功能发生改变。对不同碳源利用的分析结果表明,糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物为土壤微生物利用的主要碳源。入侵样地BS和RPS的微生物量碳分别比CK高27.05%、121.52%;BS和RPS的微生物量氮分别比CK高37.40%、79.80%。相关性分析表明,AWCD与微生物量碳和微生物量氮均呈极显著正相关(P<0.01)。由此可知,黄顶菊入侵增强了入侵地土壤微生物代谢活性,降低了土壤微生物群落的功能多样性,增加了土壤微生物量碳、氮水平。     

植物入侵对土壤微生物的影响

入侵植物通过影响入侵地土壤微生物生物量、微生物群落多样性及功能菌群等造成环境威胁,危害生态、经济和社会安全。植物入侵已成为全球性问题,也是当前的研究热点之一。综述了国内外植物入侵影响土壤微生物的研究进展,总结了毛竹Phyllostachys edulis入侵天然阔叶林影响土壤微生物特征的生物学机制。研究发现:入侵植物会提高入侵地土壤微生物生物量,增加土壤微生物多样性,为入侵创造有利土壤环境;入侵植物通过改变土壤微生物功能类群进而改变养分循环和其他环境条件,最终实现入侵。加强植物入侵对土壤微生物影响及其驱动的养分循环研究,阐明\"植物-土壤\"反馈机制,有助于预防和控制植物入侵。     

辣椒种植对根际土壤微生物多样性的影响

利用Illumina Mi Seq 2500测序平台对2个辣椒自交系(SJ11–3、06g19–1–1–1)和1个地方品种(樟树港)种植前后根际土壤的微生物进行测序,并结合相关生物信息学分析土壤细菌16S r RNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度、多样性指数以及微生物群落结构。结果表明:辣椒种植前后土壤均以变形菌门和酸杆菌门为优势细菌,子囊菌门、担子菌门和接合菌门为优势真菌;辣椒种植前后土壤中的细菌种类较真菌更加丰富,多样化程度更高;种植辣椒后土壤细菌、真菌的相对丰度及群落结构都发生了变化,土壤细菌Ace、Chao和Shannon指数都有所增加,增幅分别为25.26%~25.49%、24.51%~24.87%和8.28%~9.55%,而真菌的Shannon指数有不同程度降低,Simpson指数增大,增幅78.45%~275.69%;辣椒种植后土壤中细菌和真菌的操作分类单元(OTU)数和类型也有所改变,细菌OTU个数较种植前明显升高,增幅约28.73%,土壤中特有的OTU类型明显减少;真菌OTU个数变化及类型变化比细菌大,病原性真菌的相对丰度大幅增加。     

BDE-209对土壤微生物PLFAs特性的影响

采用室内模拟方法,分析了不同浓度BDE-209处理对土壤微生物磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)组成、含量、微生物群落结构和多样性的影响。结果表明,不同浓度BDE-209胁迫下土壤微生物包括内标19∶0在内,共检测出20种磷脂脂肪酸,土壤微生物群落PLFAs种类较丰富,PLFAs组成以饱和脂肪酸为主,其中脂肪酸16∶0含量最高,单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、支链脂肪酸和环丙烷脂肪酸含量较少。不同浓度BDE-209会改变微生物的组成与含量,与对照(CK)相比,1.0 mg·kg-1处理可将不同种类PLFAs的增加或降低的程度分为3类,10 mg·kg-1和100 mg·kg-1处理的分为4类,增加程度最大的都是细菌。BDE-209对以PLFAs表征的土壤细菌、真菌、放线菌和总微生物量都有显著的影响,且真菌对BDE-209更敏感,细菌对BDE-209耐受更强,其中革兰氏阴性菌对BDE-209污染的响应较敏感,革兰氏阳性细菌更容易存活,而含16:1ω7t的微生物比含16:1ω7c的微生物抗逆性更强。主成分分析发现,对照、1.0、10 mg·kg-1处理和第一主成分呈显著正相关,100 mg·kg-1处理和第二主成分呈显著正相关,其中第一主成分以含16:0、18:0、18:1ω7t、18∶2ω6,9的微生物为优势种群,第二主成分以含i17:0、a15:0的微生物为优势种群。PLFAs表征的土壤微生物量和群落结构对BDE-209的响应敏感,可以作为BDE-209污染下指示土壤环境质量变化的有效生物指标。     

根际箱种植条件下富含硫氨基酸转基因大豆对土壤微生物群落结构的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法测定了根际箱种植条件下富含硫氨基酸转基因大豆品系OE-8、OE-7、RNAi-3及其受体南农88-1和17-4、21-8、57及其受体N2899对根际土壤微生物群落结构的影响.结果表明:与受体南农88-1根际土壤微生物的磷脂脂肪酸相比,转基因品系OE-8的12Me14∶0、15∶0、17∶0、cy17∶0、10Me17∶0、10Me18∶0、20∶1ω9、18∶2ω6,9cc含量显著提高,转基因品系OE-7的14Me15∶0、16∶0、20∶1ω9含量存在显著差异,转基因品系RNAi-3的14Me15∶0含量显著提高,3个转基因品系根际土壤微生物磷脂脂肪中缺失15Me16∶1ω5,但出现20∶1ω9和18∶2ω6,9cc;与受体N2899根际土壤微生物的磷脂脂肪酸相比,转基因品系17-4的15∶0、14Me14∶0、16∶1ω7c、16∶0、cy17∶0、10Me17∶0、18∶1ω8、cy19∶0含量发生改变,转基因品系21-8的14Me16∶0、cy19∶0缺失,转基因品系57的所有磷脂脂肪酸含量显著提高,3个转基因品系根际土壤微生物磷脂脂肪中出现18∶1ω2.对单个PLFA含量进行的主成分分析显示,花期转基因品系土壤总体微生物群落结构发生了改变,与受体相比变化较大的转基因品系有OE-7、RNAi-3、17-4和57.