罗非鱼-鱼腥草共生养殖池塘沉积物菌群结构与功能特征

为探究鱼腥草浮床对罗非鱼池塘沉积物中细菌群落的影响,采用Biolog-Eco和PCR-DGGE技术,对比分析了2013年9—11月鱼腥草浮床(试验塘)和常规养殖(对照塘)2种模式下,罗非鱼养殖池塘沉积物中菌群的结构和功能多样性特征。Biolog-Eco结果显示:9月份试验塘沉积物微生物代谢强度和菌群多样性指数均低于对照塘;但10—11月份则明显高于对照塘,且不同月份丰富度指数与对照塘相比均差异显著(P0.05),说明鱼腥草浮床在养殖中、后期能有效增加细菌生物量和提高种群丰富度。主成分分析(PCA)显示:试验塘和对照塘不同月份沉积物中菌群对羧酸类碳源的相对利用率差异较大,且不同月份利用碳源的差异程度为10月11月9月;DGGE结果显示:试验塘和对照塘沉积物主要的菌群结构组成相似,分属于6个门,包括变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和梭杆菌门(Fusobacteria),其中变形菌门(54.17%)均为优势菌群,但同一月份试验塘菌群多样性均明显多于对照塘。结果表明,鱼腥草浮床具有增加罗非鱼池塘沉积物菌群功能多样性和优化菌群结构的作用。     

松嫩草地不同植物功能群土壤细菌的碳源利用

基于Biolog-Eco技术,研究了长期受放牧干扰的松嫩草地羊草(Leymus chinensis)、禾草、豆科植物和杂类草4类植物功能群土壤细菌碳源利用规律。结果表明,4类植物功能群土壤细菌碳源利用情况各不相同。其中,杂类草功能群土壤细菌代谢活性最高,其次是禾草功能群、羊草功能群,豆科植物功能群最低。4类植物功能群土壤细菌均对糖类和氨基酸这两类碳源利用较好,对酚酸和胺类这两类碳源利用情况较差。杂类草的Shannon-Wiener指数,Pielou均匀度指数以及Gini多样性指数最高,而豆科的最低。冗余分析(RDA)表明,土壤中全氮和有机质对杂类草及豆科植物功能群土壤细菌碳源利用情况影响较大,电导率、pH以及含水量则对羊草和禾草功能群土壤细菌碳源利用情况影响较大。     

海南不同母质橡胶人工林土壤微生物群落功能特征

本研究运用Biolog-Eco微平板培养技术对海南橡胶人工林4种母质(花岗岩、玄武岩、变质岩和浅海沉积物)发育土壤微生物群落功能特征进行研究,同时测定土壤理化特性,探究不同母质发育橡胶人工林土壤微生物群落的代谢活性和功能特征及其与土壤理化性质的相关性.结果表明:不同母质之间橡胶人工林土壤理化性质存在显著差异,总体上玄武...     

Decomposition of different crop straws and variation in straw-associated microbial communities in a peach orchard,China

Crop residue is a major source of soil organic matter;therefore,application of crop straw to soil contributes to the sustainable development of organic agriculture.To better understand the transformation of crop straw in orchard soils,we investigated the relationship between the characteristics of straw decomposition and functional diversity of associated microbial communities in a long-term peach orchard,China.Mesh bags,each containing 30 g of corn or bean straw,were buried at a soil depth of 20 cm in a 12-year-old peach orchard for 360 d(October 2011–October 2012).Three treatments were applied,i.e.,fresh corn straw,fresh corn straw with nitrogen fertilizer(urea,10.34 g/kg),and fresh bean straw.Changes in straw residual rate,straw water content and soil conditions were monitored after treatment.The functional diversity of straw-associated microbial communities was analyzed by the Biolog-Eco microplate assay.During the decomposition process,straw residual rates did not vary considerably from 10 d(30.4%–45.4%)to 360 d(19.0%–30.3%).Irrespective of nitrogen addition,corn straw decomposed faster than bean straw.Corn straw with nitrogen fertilizer yielded the highest average well color development(AWCD)values(1.11–1.67),followed by corn straw(1.14–1.68)and bean straw(1.18–1.62).Although the AWCD values did not differ significantly among the three treatments,substantial differences occurred across various time periods of the decomposition process(P<0.01).In terms of carbon source utilization,the dominant microbial groups fed mainly on saccharides.Hard-to-decompose substances gradually accumulated in the middle and late stages of straw decomposition.Of the six categories of carbon sources tested,the utilization rate of aromatics was the lowest with corn straw,whereas that of polymers was the lowest with bean straw.Among different treatments,straw residual rate was negatively correlated to soil available phosphorous,soil available potassium and soil temperature(P<0.05),but not to soil water content.In some cases(corn straw with or without nitrogen fertilizer),straw residual rate was negatively correlated to straw water content,amino acid utilization and carboxylic acid utilization,and positively correlated with microbial species richness and evenness(P<0.05).Microbial community associated with corn and bean straw decomposition in soil was respectively dominated by aromatic-and polymer-metabolizing groups during the middle and late stages of this process,which could reduce the stability of microbial community structure and decrease the rate of straw decomposition in the fruit tree orchard.     

生草对沙地葡萄园土壤微生物群落碳源利用特征的影响

为了研究葡萄园行间生草处理对土壤微生物群落功能多样性的影响,以清耕为对照,运用BiologEco板技术,分析生草处理下的土壤微生物群落碳源利用特征。结果表明:生草处理的AWCD值和多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和丰富度指数)均显著高于清耕对照,且随土层深度的增加均呈下降趋势,以生草0~20 cm土层处理最高;与清耕对照相比,生草处理土壤微生物对6类碳源利用强度均显著增加,平均增幅顺序为:羧酸类化合物酚酸类化合物胺类化合物碳水化合物类氨基酸类聚合物。主成份分析表明,清耕对照和生草处理分布在不同区域,表明两处理土壤微生物存在一定的代谢差异性,生草显著改变了土壤微生物群落功能,并对土壤微生物代谢羧酸类化合物、碳水化合物和酚酸类化合物3类碳源的影响最为明显。结果提示,生草有利于葡萄园土壤微生物群落结构的改善。     

东北黑土区不同土地利用方式下农田土壤微生物多样性

为探究黑龙江省黑土区不同土地利用方式下土壤微生物多样性,该研究主要采用Biolog Eco微平板法,以荒地为对照,研究了黑龙江省中部和西南部黑土区玉米、水稻、大豆及土豆4种不同土地利用方式下土壤微生物多样性的变化。结果表明：1）可培养细菌的数量从大到小依次为土豆、水稻、大豆、玉米、荒地,但群落Shannon-Wiener多样性指数从高到低依次为：荒地（2.18）、玉米（2.11）、土豆（2.00）、水稻（1.73）、大豆（1.49）;2）不同利用方式下黑土区微生物碳源利用程度大致随培养时间的延长而升高,并且氨基酸、糖类以及聚合物类是黑土微生物代谢的最主要碳源;玉米土壤微生物的Shannon-Wiener指数（3.18）、McIntosh指数（5.96）、丰富度指数（24.89）、及Simpson指数（0.95）比其他土地利用方式土壤微生物的多样性指数高,而水稻土壤微生物的多样性指数最低,土豆、大豆与荒地土壤微生物的多样性指数间无显著差别;3）不同土地利用方式显著影响了土壤微生物群落碳源代谢多样性,并且对土壤微生物群落代谢特征起分异作用的主要碳源类型为糖类、氨基酸类和羧酸类,其中糖类尤为突出。该研究将有助于了解黑土区土壤微生物多样性与土地利用方式之间的关系,为黑土区农业的可持续发展提供一定的科学依据。     

Biolog-Eco方法检测转cry1Ab粳稻对褐飞虱肠道微生物多样性的影响

利用Biolog-Eco方法对以抗虫转cry1Ab基因粳稻(KMD1/KMD2)及其对照(秀水11)为食的褐飞虱肠道微生物群落多样性进行比较研究,以评价其对该飞虱肠道微生物多样性的影响.室内试验结果表明,褐飞虱以KMD1或KMD2为食持续1、3、5代后,其肠道微生物多样性指数(包括Shannon、Simpson和McIntosh指数)与对照无明显差异,但以KMD1为食时,其微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)明显高于KMD2和对照.田间调查结果与室内试验基本相似.综合分析认为,KMD1和KMD2对其非靶标害虫褐飞虱肠道微生物群落多样性无明显的负面影响.     

贝加尔针茅草原土壤微生物功能多样性对养分添加的响应

为揭示养分添加对草原土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog-Eco技术,研究了在无养分添加对照(CK)和7种不同氮磷钾养分添加方式(单养分添加:N、P、K,不同组合添加:PK、NK、NP、NPK)下贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明:(1)不同养分添加条件下土壤微生物群落单孔平均颜色变化率(Average Well Color Development)AWCD值从高到低依次为NPPNPKNKNCKKPK。(2)含磷添加处理(PK除外,NP、P、NPK)和含氮添加处理(N、NK)的丰富度指数H均显著高于CK、K、PK,而均匀度指数E和优势度指数D在各处理间差异不显著。(3)主成分分析结果表明,CK、K、PK、NK处理土壤微生物群落碳源利用方式相似,而NP、P和N、NPK分别具有不同的碳源利用方式。据此可知,NP、P、NPK、N养分添加方式可以提高土壤微生物代谢活性、物种丰富度指数和微生物群落碳源利用能力,有利于土壤微生物群落功能多样性的提高。     

土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳及代谢特征的影响

以林地、耕地和草地为研究对象,采用氯仿熏蒸结合Biolog-Eco微平板的方法研究土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳和代谢特征的影响,以期为东北丘陵地区白浆土的可持续利用及生态环境重建提供科学依据和理论指导。结果表明:土壤微生物生物量碳和微生物商的变化均表现为草地林地耕地,且3种土地利用方式间均差异显著。Biolog-Eco微平板分析表明,草地土壤微生物的平均颜色变化率值(Average well color development, AWCD)最高,其次为林地,耕地最低,Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化趋势与AWCD相同。3种土地利用方式土壤微生物对6类碳源的相对利用率以糖类、氨基酸类和羧酸类最高,分别为44.63%~53.61%、21.09%~25.45%和8.31%~15.16%。林地对聚合物类碳源的相对利用率在3种土地利用方式中最高,而与林地相比,耕地对糖类和氨基酸类的相对利用率提升明显,草地则增高了对羧酸类、酚酸类和胺类的相对利用率,说明土地利用方式变化改变了土壤微生物对碳源利用的偏好。主成分分析表明,土壤微生物群落代谢特征随土地利用方式变化发生改变,与草地相比,耕地与林地土壤微生物群落代谢特征较为相似。冗余分析发现土壤pH、总氮、有机质、速效磷和硝态氮是影响微生物群落代谢特征变化的关键因子。本研究结果说明土地利用方式变化改变了土壤理化性质,进而导致了土壤微生物生物量碳、活性和代谢特征的变化。     

微生物菌肥作用下荒漠土壤微生物群落结构和功能研究

为了探究施用微滴灌生物菌肥后对土壤的影响,笔者以经过微滴灌菌肥处理、种植棉花的荒漠土壤为研究对象,采用常规的稀释平板法和Biolog-Eco微平板反应系统研究了4种不同浓度的微生物菌剂(A、R、G、K)对荒漠土壤微生物群落结构及功能多样性的影响。结果表明,各处理组的土壤中的微生物数量关系为：细菌＞真菌＞放线菌;相比对照组,处理组AWCD提高了3.7%~25.6%,并且AWCD、Shannon指数(H’)、Simpson指数(D)与有机质、全氮、可溶性磷、全钾等的含量呈现显著的正相关;不同种类的微生物菌肥影响了不同土壤中微生物群落间的代谢特征,通过主成分分析表明碳水化合物类碳源是这种变化重要指示指标。本试验结果可为微滴灌微生物肥料的使用效果以及荒漠土壤微生物群落结构评价提供一定的参考。