不同土壤细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应及降解菌系的获得

应用PCR-DGGE、DNA测序等方法,在室内驯化条件下研究了8种来源于中国不同地区土壤样品细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应。结果表明:在氯嘧磺隆100～500mg·L-1浓度梯度下,土壤细菌群落组成有明显的更迭现象,多样性发生明显变化,驯化至10周,绝大部分细菌种群消失,样品的细菌种群结构趋于简单并呈现趋同效应;DNA测序结果表明,在驯化第10周可培养Methylophilus sp.、Beta proteobacterium、uncultured bacterium成为优势菌属,所获细菌种群出现的16个优势种群中有10个与已知的具有有机污染物降解功能和有机污染环境修复功能细菌的相似性大于97%;其中5个与嗜甲基菌16S rDNA部分序列相似性达98%以上。获得了一组对氯嘧磺隆具有降解作用的细菌菌系,可在5d内将100mg·L-1氯嘧磺隆降解67%;其主要组成为嗜甲基菌属(Methylophilus sp.)、丛毛单胞菌属(Comamonas sp.)、鞘酯杆菌属(Sphingobacterium sp.)和嗜氢菌属(Hydrogenophi-lus sp.)。

洱海流域油菜-水稻轮作农田土壤细菌多样性特征

【目的】解析洱海流域油菜-水稻轮作农田土壤细菌多样性特征,探讨水旱轮作对土壤微生物多样性的影响。【方法】运用微生物核糖体RNA基因靶向测序技术和荧光定量PCR技术,研究了连续7Y油菜-水稻种植后土壤细菌种群结构的组成、丰度和碳氮转化功能基因丰度变化特征,结合Perason相关性分析,解析细菌种群结构与土壤碳氮素之间的关系。【结果】土壤有机质(OM)和全氮(TN)与细菌种群中的变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)的种群相对丰度呈显著负相关关系,与绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)的种群相对丰度呈显著正相关关系。在油菜和水稻种植季,不同处理间Clean tags数量、OTUs丰度及α多样性指数差异性不显著(P≥5),门分类水平上的优势细菌种群相对丰度差异性不显著(P≥5)。土壤碳氮转化功能基因qPCR统计分析结果表明,处理间固碳基因cbbL-R和氨氧化基因amoA的拷贝数差异性不显著,有机碳源物料配施化肥显著提高固氮基因nifH和氨氧化基因amoA拷贝数(P<0.05)。【结论】油菜和水稻种植季土壤细菌种群结构组成和碳氮转化功能基因丰度呈相似变化趋势,水旱轮作对土壤细菌种群多样性的影响不显著,其稳定性可能与土壤本底较高的碳氮素储量有关。

基于高通量测序的穿心莲连作根际土壤细菌群落多样性分析

【目的】研究穿心莲Andrographis paniculata连作对土壤细菌多样性及种群结构的影响。【方法】通过16S rRNA基因高通量测序对连作组(连作5年穿心莲的根际土壤)和对照组(连作5年穿心莲周边相同土质的未耕作自然土壤)样品进行测序分析,比较2组土壤细菌的丰富度、多样性和群落结构差异。【结果】α多样性指数分析结果显示,连作组土壤中细菌丰富度指数Chao1指数、Observed species指数显著低于对照组(P<0.05),连作组土壤中的多样性指数Shannon指数和Simpson指数均低于对照组,但差异不显著。主坐标分析及分子方差分析进行组间群落结构差异显著性分析结果显示,穿心莲连作显著改变了土壤细菌群落结构(P<0.05)。从2个处理组土壤样品中共检测到2 769个可操作分类单元,分属于47门885属,穿心莲连作明显改变了土壤细菌在门和属水平上的结构分布。在门分类水平上,酸杆菌门Acidobacteria、变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和Patescibacteria等11个细菌门是2个处理组的主要细菌类群,连作组土壤中变形菌门和酸杆菌门的相对丰度较对照组分别增加了21.97%和46.33%(P<0.05),而Patescibacteria较对照组减少了68.99%(P<0.05);在属分类水平上,有10个优势菌属的相对丰度变化显著(P<0.05),其中连作组土壤中有益生防细菌黄杆菌属Flavobacterium和Haliangium的相对丰度较对照组分别减少了78.40%和54.55%,而植物病原细菌伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia的相对丰度较对照组增加了804.17%。【结论】穿心莲5年连作降低了土壤细菌丰富度和多样性水平,使土壤微生态系统稳定性降低,同时有益菌相对丰度显著降低,而病原菌相对丰度显著增加造成细菌群落结构改变。上述变化打破了原有的土壤微生态平衡,可能是穿心莲连作障碍的重要原因之一。