关帝山针叶林土壤细菌群落结构特征

【目的】分析环境与空间因素在寒温性针叶林土壤细菌群落构建中的作用,为区域森林生态系统管理措施的制定提供理论依据。【方法】利用Illumina高通量测序技术分析关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林(Lp)、青杄林(Pw)以及油松林(Pt)4个土壤细菌群落(LpMC1、LpMC2、PwMC和PtMC)的结构,同时测定土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与森林类型和土壤环境因子的相关性。【结果】1)在该区域的森林土壤细菌群落中,变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、衣原体门和硝化螺旋菌门为优势细菌群。2)优势细菌类群相对丰度和土壤环境因子的RDA分析表明,土壤含水率、碳氮比、pH以及土壤酶活性是影响土壤细菌群落结构的重要因子。其中,变形菌门中的大部分类群和拟杆菌门更适于生活在酸性、湿度大、营养状况良好的土壤中,主要碳源是易分解性碳;放线菌门、浮霉菌门和绿弯菌门则在碱性、干旱、营养贫瘠的土壤中更占优势,主要分解顽固性碳。3)Alpha多样性分析结果表明,土壤细菌群落多样性在4个样地间存在差异,在营养贫瘠的油松林样地土壤中细菌群落(PtMC)丰富度低,多样性高;而在营养丰富的高海拔华北落叶松样地中细菌群落(LpMC1)丰富度高,多样性低。4)细菌群落Beta多样性分析结果表明,青杄林和油松林的土壤细菌群落(PwMC与PtMC)、高海拔华北落叶松林和低海拔华北落叶松林的土壤细菌群落(LpMC1与LpMC2)结构分别具有相似性。【结论】受环境选择和扩散限制的共同影响,不同针叶林土壤细菌群落结构和物种多样性具有显著差异。据此,可通过制定不同的育林措施,改变林下土壤环境,进而优化土壤细菌群落结构;提高土壤碳汇,促进土壤氮、硫、磷等营养物质的循环,提高土壤肥力。

相思根瘤菌和解磷菌培养基优化及解磷能力研究

研究绘制了相思根瘤菌MZ菌株和解磷菌217菌株在4种培养基中的OD值生长曲线,结果表明:它们都能在BSE培养基中较好的生长;对MZ根瘤菌和217解磷菌的常规培养基进行优化,获得了它们的优化培养基,进一步绘制的生长曲线证明了优化培养基更利于菌株的生长,且活菌数更多。217解磷能力的研究也表明:菌体数量与pH值、解磷强度之间有着密切的关系。

我国森林土壤中苏云金芽孢杆菌生态分布的研究

从我国8个森林立地带(寒温带、中温带、暖温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带、高原亚热带、热带)所属的13个自然保护区,采集了0—5cm土层林下土壤样品384个.测定了土壤pH、水分和养分.从中分离观察芽孢杆菌菌落1873个,分离出苏云金芽孢杆菌79株,并对其所属亚种进行了初步鉴定.其平均出土率和分离率分别为14.32%和4.21%.研究了芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌在森林土壤中生态分布的规律及苏云金芽孢杆菌对6种昆虫的室内毒力测定,从中筛选出不少的高效菌株.为研究苏云金芽孢杆菌在我国森林生态系中资源的保护、开发和利用,具有重要意义.

根癌农杆菌对感染植原体的泡桐组培苗症状的影响

采用含有激素合成相关基因的根癌农杆菌 ,伤口接种已感染植原体的泡桐丛枝组培苗和健康组培苗 ,结果发现对丛枝苗的致瘤能力明显低于健康对照苗 ,且被接种病苗的丛枝症状缓解。从健苗获得的 T- DNA转化泡桐瘤组织细胞能在无激素培养基上稳定生长和连续继代培养 2年以上 ,说明瘤组织细胞自身已获得了细胞分裂素和生长素合成能力。根据已报道的根癌农杆菌株系p Til5955T- DNA的异戊烯基转移酶基因 ( ipt)的保守序列 ,设计了一对引物 ( CYT和 CYT′) ,用多聚酶链式反应 ( PCR)扩增了我国杨树致瘤农杆菌 ipt基因部分序列 ( 4 2 7bp片段 ) ,也从遗传转化的两个泡桐无性系瘤组织 At- ZH和 At- T35扩增出此特异片段 ,从而进一步肯定了 T- DNA已被整合到泡桐的染色体上 ,表明泡桐易于通过 Ti质粒载体途径进行基因转移操作 ,但用此引物未能从泡桐、甘薯健株和感染植原体的组培病苗扩增出相应的 4 2 7bp特异片段。当用此遗传转化瘤组织嫁接病苗时 ,可减轻丛枝症状的严重度 ,延长病苗的存活时间和诱导病株生根 。

几种丛生竹根际联合固氮研究

对几种丛生竹种麻竹、吊丝球竹、青皮竹、粉丹竹、马甲竹、绿竹等进行根系固氮能力调查测定 ,用直接法测定 (干根样品 )前 5个种竹种的根系最高固氮酶活性分别为 2 0 .50、2 4 .81、10 .83、7.4 9、2 .4 6nmol(C2 H4 )·g- 1·h- 1,用富集培养法测定 (鲜根样品 )前 5个种竹种的根系平均固氮酶活性分别为 2 75、4 31、169、188、79nmol(C2 H4 )·g- 1·h- 1。不同生境和不同季节丛生竹根系固氮能力的调查显示 ,充足的水分供应、较高的温度及适当施用有机肥有利于竹子固氮。对几种丛生竹种根际不同部位固氮菌数调查测定显示 ,根际固氮菌数最多的竹种是吊丝球竹 ,在根际不同部位固氮菌数由非根际土→根际土→根表→根内依次急剧递增 ,越往内部根际效应越明显。用 2 #、12 #、14#、7#菌及混合菌液对麻竹组培苗进行接种显示 ,接种固氮菌可提高苗木成活率和植株含氮量 ,14#、7#菌和混合菌接种可显著提高麻竹组培苗生物量。

Frankia菌侵染木麻黄与其共生结瘤程序

通过回接结瘤后定期制作半薄、超薄切片,在光学和电子显微镜下观察研究了分离自浙江省短枝木麻黄Casuarina equisetifolia根瘤的2株Frankia菌的侵染过程。结果表明:Frankia菌从根毛细胞侵入后向内部的皮层细胞延伸,受Frankia菌侵入的刺激,侵染的根毛细胞产生大量电子云密度不等的沉积物。沉积物包裹Frankia菌继续向内侵染,形成"侵染线"穿越细胞壁进入邻近细胞,最终到达根瘤。根瘤产生的时间程序为:接种6 d后Frankia菌已侵染根部细胞;接种12 d后形成了根瘤原基;15 d后根瘤原基的部分薄壁细胞被Frankia菌侵染后,转变为前根瘤;接种24 d后前根瘤进一步生长发育伸长,突出皮层后形成新根瘤并最终发育成成熟瘤。Frankia菌的整个侵染过程为:Frankia菌侵染→形成"侵染线"→形成"界面质"→穿壁→繁殖→泡囊→孢子。根瘤的发育可概括为:根瘤原基→前根瘤→成熟瘤。

黑松—黄色须腹菌共生体根际菌根辅助细菌的筛选及鉴定

采用干皿对抗法和双接种盆栽试验,从黑松-黄色须腹菌(Rhizopogen luteous,Rl)菌根根际土壤中分离筛选获得2株菌根辅助细菌HR10和HR15菌株。离体互作结果表明,菌株HR10和HR15的菌体及胞外代谢产物均可有效提高Rl菌丝的生长,其菌体对Rl菌丝生长的增长率分别达到13.1%和33.6%。盆栽试验表明,HR10和HR15菌株分别与Rl双接种黑松幼苗后对松苗生长有显著的促进作用,同时还有效提高了根系的菌根侵染率,单接Rl处理的菌根侵染率为40.83%,Rl+HR10和Rl+HR15处理的分别为71.54%和60.97%。单接种HR10和HR15也可促进黑松生长,其中单接种HR10处理松苗长势好于双接种。这说明HR10和HR15既是黑松-黄色须腹菌的菌根辅助细菌,也是植物促生细菌,对黑松的生长具有直接的促进作用。经形态学观察、Biolog微生物系统鉴定及16S rRNA分析,菌株HR10和HR15分别被鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)和藤黄微球菌(Micrococcus luteus),两者在GenBank数据库中的登录号分别为FJ040808和FJ040810。

1株磷细菌基本培养条件的研究

以磷细菌菌株巨大芽孢杆菌为对象,采用液体培养研究了各种理化因素对其生长的影响。结果表明:①适宜的pH值为5 5～9 5,最适pH范围为8 5～9 0。②在100mL三角瓶中,其最适装量为15～20mL;在装量大于25mL时,菌体生长明显受抑制。③菌体最大生长量时的温度为30℃左右。④作为菌体生长的碳源,葡萄糖最佳,半乳糖和甘露糖次之;单糖对于菌体生长的促进优于二糖,多糖最差。⑤Mg2+,Mn2+,Ca2+可以明显提高磷细菌在液体培养基中的初始生长量,Fe2+,Al3+等离子特别是Fe2+却对菌体的初始生长量有明显抑制作用。K+,Zn2+对于菌体初始生长影响不明显。

原位微宇宙法研究温带森林土壤真菌群落构建的驱动机制

群落构建机制是生态学研究的核心问题之一。区域过程与局域过程对群落构建的相对重要性是微生物群落构建研究最具争议性的问题。为了研究温带森林真菌群落多样性及其维持机制,设计了原位微宇宙试验,将区域土壤微生物作为"源群落",置于庞泉沟自然保护区内华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、青杄(Picea wilsonii)林、白杄(Picea meyeri)林、油松(Pinus tabulaeformis)林以及桦树(Betula platyphylla)林土壤中进行1年期培养,分析真菌群落结构与土壤因子、植被和群落历史的相关性。Mantel分析和偏Mantel分析结果均显示,无论是样地土壤真菌群落还是微宇宙土壤真菌群落结构,土壤因子都是主要的驱动力(R=0.465 4,R=0.464;R_m=0.493 6;Rm=0.486 2,P<0.01),其中土壤有机质和有效磷与土壤真菌群落结构的相关性最强(R_m=0.590 8,R_m=0.476;R=0.629 2,R=0.613,P=0.001)。此外,土壤含水量和植被优势度对样地土壤真菌群落具有显著影响。与样地土壤真菌群落多样性相比,微宇宙土壤真菌群落的α多样性显著提高(P<0.05),而β多样性减小(P<0.05),在一定程度上表现出趋同效应。源群落丰富的物种多样性对微宇宙土壤真菌群落的结构产生显著影响。总之,在局域尺度下环境选择对温带森林土壤真菌群落结构和动态发挥主导作用,扩散限制对群落结构的差异具有显著的影响,即局域过程和区域过程决定局域森林土壤真菌群落结构,且前者占主导地位。

马尾松幼树根系固氮细菌的发现及其初步研究

对六类不同岩性发育的土壤中马尾松幼树根系的固氮细菌进行了初步研究，结果发现，在马尾松幼树的根系上能普遍分离到固氮细菌，但在不同岩性的土壤中分离的效果有差异；主、侧根及树势等的不同都影响分离效果。采用根段法和富集法共分离到１４２个菌株。其中一株经鉴定为争论产碱菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｐａｒａｄｏｘｕｓ）。并对其中２６个菌株进行了回接实验，有９个菌株回接成功。固氮效能的测定结果表明其中Ａ｀１０、Ａ｀１３、Ｇ１、ｇ２ｗ四株菌的固氮效能为每消耗１ｇ葡萄糖分别固定氮２．１０—３．５０ｍｇ、４．２０—５．１３ｍｇ、３．６６—６．８３ｍｇ和１．９３—２．６０ｍｇ。

2个欧美杨品种树皮内生真菌多样性及优势种群动态变化

利用组织分离法从欧美杨2品种欧美杨107杨、中林46杨中(996块组织)分离内生真菌1252株,107杨和中林46杨分别分离出645株和607株。利用形态特征和分子生物学方法鉴定为17个属、32个分类单元,包括担子菌2个分类单元,子囊菌30个分类单元均为子囊菌。在基于ITS构建的系统进代树上、2杨树品种内生菌均形成5个稳定的分支,包括在囊菌纲2个分支,包括散囊菌纲、类壳菌纲等。2个杨树品种内生真菌优势种群包括链格孢、葡萄座腔菌、镰孢菌、间座壳菌等,其中链格孢、葡萄座腔菌是最为常见的优势种群,2品种内生菌的优势种群会随季节变化而发生变化。

大兴安岭笃斯越橘内生真菌及矿质养分特性分析

【目的】分析笃斯越橘根系内生真菌的多样性、侵染率、侵染结构及宿主矿质元素含量,明确内生真菌侵染对笃斯越橘矿质元素的影响。【方法】以大兴安岭山地、水湿地冻土、水湿地有土壤3种立地类型的笃斯越橘为研究对象,应用现代生物学高通量测序技术(ITS)分析笃斯越橘根系内生真菌多样性,使用多元统计分析法,研究内生真菌侵染率与宿主矿质元素间的相互关系。【结果】1)大兴安岭地区笃斯越橘根系内生真菌多样性(H'=3.58~4.36)及侵染结构(根外菌丝、胞间有隔菌丝、胞间无隔菌丝、胞内菌丝团、表皮细胞缺失)较丰富,侵染率较高(54.98%~68.09%);笃斯越橘根系内生真菌具有立地类型特异性,其中水湿地有土壤类型和山地类型以Phialocephala为优势菌属,而水湿地冻土类型的优势菌属为Meliniomyces。2)3种立地类型中,笃斯越橘根系内生真菌多样性、侵染率均以水湿地冻土类型最高,山地类型次之,水湿地有土壤类型最低,笃斯越橘N、K、Ca、Fe元素的丰度与根系内生真菌多样性及侵染率呈现相同的趋势。3)根系内生真菌侵染率与宿主植物N、P、K、Ca、Fe元素呈显著或极显著正相关,而与Zn元素呈极显著负相关(r=-0.944^(**))。【结论】内生真菌对笃斯越橘矿质养分的积累有显著的促进或抑制作用,推测内生真菌侵染是影响笃斯越橘矿质元素含量的重要因子,环境条件是影响笃斯越橘根系内生真菌多样性和丰度的重要因素。

基于支持向量机的细菌基因组水平转移基因预测

随着各种生物基因组序列测定工作的完成,大量的DNA序列数据涌现出来,为研究在基因组中寻找水平转移基因提供了极大的便利.将基因序列特征分析和支持向量机技术结合起来,通过分析基因序列的特征差异发现水平转移基因.依据以前研究工作的基础,选取了绝对密码子使用频率(FCU)作为序列特征,主要因为它既包含了基因密码子使用偏性的信息,也包含了基因所编码蛋白的氨基酸组成信息,支持向量机利用这些信息进行水平转移基因分析和预测,可以提高预测的准确性.另外,提出了基于分链的水平转移基因预测新方法,即将细菌基因组前导链和滞后链上的基因区别对待,分别进行水平转移基因预测.结果显示,基本预测方法要优于目前预测结果最好的Tsirigos等提出的基于八联核苷酸频率的打分算法,命中率的相对提高率最高达31.47%,而基于分链的方法对水平转移基因的预测取得了更好的结果.

杨树根际固氮菌的分离、筛选和鉴定

从 3个不同地点的 2 1个杨树无性系及半同胞家系根系和根际的不同部位分离到 1 5 1个菌株具有固氮酶活性 ,其中固氮酶活性高于 1 0 0nmol/(瓶·h) (还原乙炔的量 )的菌株有 8个。杨树不同无性系及半同胞家系根际固氮细菌的数量、种类及分布情况有差异。对固氮活性最高的 5个菌株 ( 1 2 5、3、71、74和 1 34号 )进行了初步鉴定 ,3号和 71号菌株均属贝杰林克菌属 (Beijerinckia) ,74号菌株属德克斯氏菌属 (Derxia) ,1 2 5号和 1 34号菌株的分类地位待定。

木麻黄根瘤内生菌的分离、培养和回接

从福建、广东、海南岛的木麻黄根瘤中分离到16株内生菌,它们都具有Frankia菌的典型形态特征。回接鉴定表明,除4株不侵染原寄主植物外,其余12株均具有侵染能力。但各菌株的侵染能力不同,这些菌株在培养基上的培养特征有一定的差异,实验菌株在BAP培养基上生长最好,在Jan Blom、Qmod等培养基上生长较差。

毛竹根际分离的多粘芽孢杆菌固氮特性的研究

对从毛竹根际分离到的菌号为ＧＷ－１、ＧＷ－５、ＧＷ－１０、ＧＷ－１６的４株菌进行鉴定和固氮特性研究，从其菌体形态及生理生化特性确定为多粘芽孢杆菌。它们固氮的最适温度：ＧＷ－１为３０～３５℃，ＧＷ－５、ＧＷ－１６为３０℃，ＧＷ－１０为３５℃，最适固氮ｐＨＧＷ－１、ＧＷ－１０为７．５左右，ＧＷ－５为７．０左右，ＧＷ－１６为６．０～７．５之间。４株菌都可利用多种碳源固氮，但以葡萄糖、蔗糖、苹果酸３种碳源混合时固氮活性最大。４株菌的最高固氮能力ＧＷ－１、ＧＷ－５培养９６ｈ时分别为１５６．９０、８９．３７ｎｍｏｌ（Ｃ２Ｈ４）／（ｈ·瓶），ＧＷ－１０、ＧＷ－６培养７２ｈ时分别为５６．６３、８３．６４ｎｍｏｌ（Ｃ２Ｈ４）／（ｈ·瓶）。

固氮细菌与杨树的联合固氮作用

从 2 1个杨树无性系和家系根际分离筛选到具有较高固氮酶活性的 5个菌株 ,分别接种到杨树无性系 NL- 80 1 0 6组培苗根际 ,两个月后测定苗的生长量 ,结果表明接种固氮细菌的组培苗生长均好于对照。植株干重增幅可达 1 7.9%～ 82 .5% ,苗高增幅达 1 1 .8%～ 2 9.6 % ,叶片的含氮量增幅为 3 .7%～ 2 1 .5% ,含磷量增幅为 1 .5%～ 57.0 % ,原位测定苗的固氮酶活性每株每小时为 1 2 .2 5～ 45.81 nmol C2 H4 。 3号和 71号菌株的接种效应最显著 ,苗高、干重、地径、叶片数都达到了极显著的水平 ,71号菌株处理苗的叶绿素含量 ,叶片中 N、P含量最高 ,且其乙炔还原固氮酶活性也较高。说明这些菌株与杨树无性系 NL- 80 1 0 6组培苗具有明显的联合固氮作用 ,同时也改善了磷的供应状况 。

几种木本植物联合固氮细菌的研究——联合固氮细菌的分离鉴定及固氮活性

在几种木本植物杨树、杉木、油茶根际存在着联合固氮体系 ,从它们根际分离到 2 6株具有较高固氮酶活性的菌株 .筛选了 4株具有高固氮活性的菌株 Aa33、Ba41、y12、Y2 2进行固氮特性研究 ,并选择菌株 y12、Y2 2进行形态、培养特征及生理生化研究 ,初步鉴定为黄杆菌属 F lavobacterium和产碱菌属 Alcaligenes.这对今后开展木本植物固氮领域的研究及其利用具有现实的指导意义 .

内蒙古东部林区粘菌资源初报

本文首次系统地报道了内蒙古东部林区的粘菌６３种，其中有２个国内新记录种，其余为内蒙古自治区新记录种，填补了粘菌在该区的分布空白。全部标本保存于吉林农业大学真菌标本室（ＨＭＪＡＵ）。

药用植物根际细菌群落多样性驱动因素分析

植物-土壤微生物相互作用是地上和地下群落动态的主要驱动力。随着人们对药用植物“道地性”的关注,明确药用植物与其生长环境的关系,阐明药用植物根际微生物群落结构和多样性的形成机制也备受关注。该研究利用Illumina MisSeq方法分析了道地药材柴胡(Bupleurum chinense)、党参(Codonopsis pilosula)和远志(Polygala tenuifolia)的根际土壤细菌群落特征,探讨药用植物根际土壤细菌群落结构和多样性的驱动因素。结果表明,3种植物根际间土壤酸碱度、总碳、总硫、脲酶和蔗糖酶活性差异显著;细菌群落的结构和多样性具有显著差异。Spearman相关性分析显示,土壤含水率、酸碱度、脲酶活性、蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性与细菌群落的多样性显著相关。进一步冗余分析(RDA)结果表明,土壤总氮、总碳、酸碱度、脲酶、过氧化氢酶等分别影响了硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)细菌类群的丰度。总之,土壤环境因子和植物种类共同影响根际土壤细菌群落结构和多样性,而植物种的影响更为重要,三者共同形成特定的植物-土壤-微生物系统,为药用植物的“道地性”提供特殊的生境。