生活垃圾填埋场微生物群落结构与功能

生活垃圾进入到卫生填埋场后,在微生物菌群的作用下经历了好氧、厌氧酸化、初期产甲烷以及稳定产甲烷阶段逐步达到稳定,同时其有机质最终生物转化为甲烷。对基于传统微生物技术与新发展的宏基因组等生物技术研究填埋场各阶段微生物菌群结构与功能的结果进行综述,发现生活垃圾组成异质化及垃圾所处环境不同造成了填埋场微生物群落因地各异。并提出了此环境群落变化的主要研究难点和研究方向。

污水处理过程中微生物群落结构与功能关系研究

污水处理过程中,活性污泥系统的功能取决于占优势的微生物群落结构,而不同的污水处理系统对不同的微生物群落有富集作用。近年来针对活性污泥系统的微生物群落结构和功能不断进行研究,对提升污水处理效率有至关重要的意义。随着科技的进步,在高通量测序技术的辅助下,前人开展了大量关于活性污泥系统中微生物群落结构的研究,也获得了很多成果和关注,这些成果推动了我国的污水处理技术的提升。本文讨论了污水特征、污水处理工艺和参数对活性污泥系统中微生物群落结构和功能的影响,并且提出了提高污水处理效率的策略,旨在为提高我国污水处理技术提供一些理论性的参考。

间作与接种AMF对连作土壤微生物群落结构与功能的影响

为了探明间作种植模式和接种AMF对连作土壤的影响,试验选取马铃薯连作10年土壤为基质,采用两因素随机区组盆栽实验设计,研究间作及接种AMF对连作土壤微生物群落结构及功能的影响。结果表明:在不同间作模式及AMF接种后,连作土壤微生物群落结构、功能均有不同程度的差异。间作调控后马铃薯||玉米||蚕豆处理土壤细菌比例最高,放线菌次之,真菌最低;Biolog Eco板平均颜色变化率(AWCD)比对照高36.77%。间作并接种AMF(Gloumus etunicatum)后,土壤微生物功能多样性增强,土壤真菌的比例上升,细菌、放线菌的比例下降;马铃薯||蚕豆、马铃薯||玉米||蚕豆土壤孢子密度与其他处理有显著差异(P<0.05);马铃薯||玉米||蚕豆处理在培养96 h后的平均颜色变化率(AWCD)值比单作高48.96%。各处理土壤根际微生物群落在2种方式的调控下对碳水化合物、氨基酸碳源利用强度较高,对芳香化合物的利用能力较弱;调控后碳源利用类型开始从碳水化合物、胺类化合物向胺类化合物和多聚化合物利用类型转变。间作调控和AMF调控对土壤微生物群落功能多样性的增加可能存在一定的叠加效应。土壤微生物群落结构、功能多样性的变化是多种因子综合作用的结果。

马铃薯间作栽培对土壤微生物群落结构与功能的影响

为揭示作物种间作用对土壤微生物的影响机制,本研究通过田间定位试验,采用磷脂脂肪酸(PLFA)等方法,研究马铃薯与蚕豆、马铃薯与荞麦间作下土壤微生物群落结构及功能的变化规律。结果表明,与单作马铃薯相比,马铃薯/蚕豆、马铃薯/荞麦间作后土壤细菌、放线菌生物量均有所提高,革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌比值升高。培养120 h时,马铃薯/荞麦间作较马铃薯/蚕豆间作土壤平均颜色变化率(AWCD)高,土壤微生物对主要碳源化合物的利用能力增强;与马铃薯单作相比,马铃薯/蚕豆间作土壤微生物群落的丰富度、均匀度指数分别降低了35.6%、47.0%,但优势度指数增加了2.07倍;马铃薯/荞麦间作土壤微生物群落的丰富度指数降低了13.7%,但均匀度和优势度指数分别增加了8.8%和3.4%。多元分析(RDA)结果表明,间作栽培条件下土壤微生物群落组成及功能多样性与土壤全氮、速效磷、速效钾有相关关系。综上,马铃薯与不同作物间作栽培能够改变土壤微生态环境,影响土壤微生物群落结构及功能多样性。本研究为宁夏南部山区马铃薯合理间作作物选择提供了科学依据。

渡良濑游水地土壤微生物群落结构与功能研究

利用BIOLOG和磷脂脂肪酸(PLFA)技术,研究了受足尾铜矿废水影响下的日本西那须地区渡良濑游水地东、西两侧土壤生物学特性、微生物群落结构及功能变化。结果表明:东侧(对照区)土壤全铜含量为45.07mg/kg,有效态铜含量为0.42 mg/kg,同西侧相比,平均降低了19.32%和89.95%。土壤呼吸速率主要受土壤有效态铜、土壤有机质和C/N的影响。随土层深度增加,土壤微生物量氮和溶解性氮都迅速减小,东侧土壤具有较强的氮矿化能力。渡良濑游水地东、西两侧0-5 cm土层土壤的微生物群落生理代谢剖面在培养48 h后出现明显变化;土壤微生物群落的平均颜色变化值(AWCD)随培养时间的延长,趋于平缓增加。在48 h时培养后,西侧位点土壤的AWCD值与东侧相比,分别下降了40%,34%和16%;除B位点样品在20-40 cm土层深度的AWCD略高于其它3个位点外,其余样品的AWCD无明显差异。渡良濑游水地东侧土壤微生物对单一碳源底物的利用能力较高,土壤微生物群落利用碳源的功能多样性也较高。渡良濑游水地西侧区域C位点土壤的格兰仕阳性菌、格兰仕阴性菌、放线菌数量均显著高于东侧A位点,但渡良濑游水地东侧区域土壤3大类群微生物中细菌和放线菌比例更高。在渡良濑游水地自然恢复30多年后,东、西两侧土壤微生物群落结构与功能仍存在较明显的差异。

土壤微生物群落结构与功能对铬与总石油烃复合污染的响应机制研究

铬与总石油烃的复合污染对土壤微生物生态系统的影响研究鲜有报导。采用HiSeq高通量测序、LEfSe、Tax4Fun、关联网络等方法探究了不同污染程度铬(Cr)与总石油烃(TPH)复合污染土壤中微生物群落结构与功能特征。结果表明,Cr与TPH均会对土壤菌群结构与功能产生较大影响,二者均降低了菌群alpha多样性。重度Cr与中度TPH复合污染土壤中拟杆菌门和厚壁菌门得以富集,而TPH重度污染提升了群落中变形菌门的含量。重度Cr与中度TPH复合污染土壤中微生物群落功能中更多地富集了核酸损伤修复层面的功能网络,而单独的重度TPH污染更多的是改变土壤菌群的碳源能量的代谢方式。通过关联分析发现Parvibaculum和Rhodoferax可作为TPH污染修复候选菌,Lactobacillus和Sulfurifustis可作为铬污染修复候选菌;暂未发现同时修复Cr与TPH复合污染的修复候选菌。本文从微生态角度为筛选生物修复菌种提供了新视角。

微塑料对农田土壤理化性质、土壤微生物群落结构与功能的影响

微塑料作为一种新污染物普遍存在于各类环境介质中,土壤环境中的微塑料污染已受到全球的广泛关注。该研究围绕农田土壤中微塑料污染这一主题,在总结分析国内外最新研究进展的基础上,综述了微塑料对农田土壤理化性质、土壤微生物生物量以及微生物群落结构与功能的影响。通过农业活动等途径进入农田土壤的微塑料会在非生物和生物作用下发生风化和降解,并对土壤理化性质、养分循环和污染物相互作用产生影响,进而影响微生物生物量、微生物群落结构与多样性、土壤酶活性,以及碳、氮循环和污染物降解等土壤生物地球化学过程,且微塑料对上述指标的影响与微塑料自身性质、土壤类型和暴露条件等多种因素有关。最后,对未来土壤微塑料的研究方向做了展望,以期为后续研究提供参考和思路。

生草栽培对南丰蜜橘园土壤微生物群落结构与功能特征的影响

为探究橘园生草对土壤微生物群落结构与功能特征的影响,本研究以南丰蜜橘(Citrus reticulita Blanco cv.Kinokuni)为研究对象,设置行间播种白三叶草(Trifolium repens)、黑麦草(Lolium multiflorum)、自然生草和清耕4个处理,采用荧光定量PCR技术和Illumina HiSeq高通量测序技术,研究不同生草条件下南丰蜜橘园土壤微生物的群落结构与功能特征。结果表明,橘园生草有利于增加土壤有机质和氮、磷、钾的供应,改善土壤肥力。黑麦草处理显著提高了细菌群落ACE指数、真菌群落Chao1指数和Simpson指数,表明人工生草栽培可以提高微生物群落丰富度和多样性。橘园土壤中检测到24个细菌门类,其中变形菌门(30.94%~55.06%)、酸杆菌门(19.07%~33.14%)、绿弯菌门(7.54%~13.54%)和放线菌门(6.81%~13.41%)为优势菌门;检测到9个真菌门类,其中子囊菌门(44.94%~87.00%)、担子菌门(5.12%~12.99%)和被孢霉门(0.65%~13.46%)为优势菌门。主坐标分析结果表明,细菌和真菌群落组间差异大于组内差异。相关性分析表明,土壤有机质含量、速效磷含量、全钾含量、碱解氮含量和pH对细菌群落结构影响较大;有机质含量、速效磷含量、全磷含量、速效钾和全氮含量对真菌群落结构影响较大。综上,人工种植黑麦草和白三叶草不仅改善了土壤氮、磷、钾养分供应,而且显著提高了微生物群落丰富度和多样性,优化了土壤细菌和真菌群落结构,有利于促进南丰蜜橘产业的可持续发展。

半纤维素分解菌群HMC的微生物群落结构及功能

为明确半纤维素分解菌群HMC(hemicellulolytic microbial consortium)的微生物群落结构及其在半纤维素降解中的潜在功能;该研究测定了其在降解半纤维素主链木聚糖及玉米芯的典型理化指标,并利用16S rDNA测序技术及生物信息学手段对其微生物群落结构及功能注释进行了宏基因组学分析。结果表明,HMC在7 d内能高效降解木聚糖和玉米芯,降解率达80%,木聚糖降解产生的高值产物包括还原糖、甲酸、乳酸及乙酸,最高浓度分别为1.30、0.50、1.19与1.23 mg/mL,HMC降解玉米芯时可累积挥发性脂肪酸浓度高达3.54 mg/mL。HMC是由厚壁菌门Firmicutes的多个属的微生物组成的复合微生物菌群,宏基因组分析揭示了HMC在木聚糖降解过程中的关键碳水化合物活性酶系;HMC的半纤维素降解酶系完整,包括19个木聚糖分解及下游产物代谢相关的酶;同时涵盖了乙酸、乳酸等半纤维素关键分解产物代谢相关的通路。HMC蕴含半纤维素及玉米芯高值生物转化的潜力,该研究为深入探究半纤维素在生物降解应用中的分子机制提供了重要线索,有助于推动天然半纤维素生物降解技术的发展。

民勤绿洲退耕地土壤微生物群落结构与功能多样性特征

为明确退耕阶段对土壤微生物群落结构和功能的影响,选取3个不同退耕阶段的荒漠绿洲区土壤为研究对象,通过宏基因组测序技术来研究不同阶段退耕地中土壤微生物群落的结构和功能多样性特征.结果表明,3个阶段退耕地土壤中放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度存在显著差异,为优势菌门.与退耕前期相比,退耕修复后期增加了群体感应、卟啉与叶绿素代谢、泛酸盐和辅酶A生物合成以及苯乙烯降解的功能基因比例,且相对丰度存在显著差异(P<0.05),表明不同退耕阶段改变了土壤微生物群落营养循环与能量代谢的功能潜力. RDA结果表明电导率(EC)、速效钾(AK)和全氮(TN)对土壤微生物功能组成具有显著影响,其中EC对微生物功能组成的影响最大.不同退耕阶段对土壤微生物群落结构和功能组成多样性具有显著影响,在民勤绿洲退耕地生态修复中,微生物群落结构和功能组成对不同阶段的土壤修复敏感性可综合相关指标进行考虑.

松辽平原杨树人工林土壤微生物群落结构及其功能多样性的林龄差异

【目的】探究杨树人工林林龄变化对土壤微生物群落结构和功能群特征的影响,为杨树人工林的地力维护和可持续经营提供科学依据。【方法】以辽宁省新民市2、4、7、10和14年生欧美杨I-214杨人工林为研究对象,测定0~20 cm土层土壤理化性质,利用高通量测序技术分析不同林龄I-214杨人工林土壤细菌和真菌群落结构及其功能多样性差异。【结果】土壤有机碳、硝态氮、速效钾和有效磷含量均随林龄增长呈先降后升的变化趋势。土壤优势细菌门为变形菌门和酸杆菌门,其中变形菌门的相对丰度随林龄增长而增加;优势真菌门为子囊菌门和担子菌门,相对丰度几乎不受林龄影响。土壤细菌香农指数随林龄增长呈先降后升的变化趋势,在林龄2年时最高。冗余分析表明,土壤密度、pH和速效钾、有效磷含量显著影响土壤细菌群落,土壤全氮和硝态氮含量显著影响土壤真菌群落;土壤微生物群落功能预测表明,具有碳和氮转化功能的细菌群落相对丰度随林龄增长而增大,且土壤细菌香农指数、碳转化功能群落相对丰度以及土壤硝态氮、速效钾、有效磷养分含量均在林龄10年时开始呈现出明显降低趋势。【结论】松辽平原区I-214杨人工林土壤细菌群落较真菌群落更易受林龄影响,林龄10年时为关键转折点,土壤细菌群落多样性、碳转化功能群相对丰度以及部分养分含量下降,需考虑采取适宜经营措施,以维持土壤肥力以及微生物群落结构和功能多样性。

基于宏基因组学的中华绒螯蟹养殖池塘水体微生物群落结构和功能组成分析

养殖水体中的微生物群落结构及功能组成对养殖生态系统具有重要作用。为了全面系统评估中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)养殖中后期水体微生物群落结构和功能组成,于2022年6―10月逐月监测上海市崇明区中华绒螯蟹养殖池塘内水质指标,同时基于宏基因组学技术分析了养殖期内水体中微生物物种组成及功能结构特征,并探讨了二者与环境因子的关系。结果显示,该养殖池塘在养殖中后期主要超标水质指标为p H、高锰酸盐指数、总磷和总氮。在养殖期水体中,6―8月的微生物群落多样性以及7―8月的微生物群落丰富度处于较高水平,优势门为细菌中的变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和病毒中的尾噬菌体门(Uroviricota),而在属水平上,丰度占比前10的优势属在多组之间均存在显著差异,如7月蓝藻门微囊藻属(Microcystis)细菌和8―10月的有尾噬菌体目(unclassified_o_Caudovirales)病毒丰度明显高于其他月份。微生物的主要功能为代谢功能包括能量代谢、全局和概览图、氨基酸代谢等,不同月份的功能组成存在显著差异,尤其是6―7月代谢途径丰度明显高于8―10月,而优势细菌变形菌门、放线菌门和拟杆菌门是上述功能的主要贡献者。环境因子对微生物群落结构和功能组成的影响趋势一致,叶绿素a和pH是影响最显著的环境因子,溶解氧、总磷的影响作用稍弱。在养殖水体中,丰度占比较大的致病菌为肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)、爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。研究结果可为中华绒螯蟹养殖池塘水体微生物群落结构和功能组成研究提供基础数据,并可为养殖水质调控及生态系统构建提供理论依据。

基于高通量测序的云南雪茄烟叶微生物群落结构及功能分析

【目的】探究云南不同产地及用途雪茄烟叶农业发酵后烟叶微生物群落结构和多样性,为雪茄烟叶功能微生物筛选及提高雪茄烟叶发酵品质提供参考。【方法】以云南德宏、临沧和普洱3个产地不同用途(茄衣、茄芯、茄套)的雪茄烟叶为试验材料,基于高通量测序技术分析微生物群落结构,并分析预测微生物群落代谢功能。【结果】按照97%相似性进行操作分类单元(OTU)聚类分析,共得到2393个OTUs,各个样品OTUs数在125~442,样品之间OTU数存在较大差异。同一产地不同用途烟叶样品的Chao1指数、ACE指数和Shannon指数有所差异,均表现为茄套烟叶高于茄衣和茄芯烟叶;同一用途不同产地烟叶样品比较,德宏和普洱2个产地烟叶样品的3个指数均高于临沧产地烟叶样品,具有更丰富的微生物种类。不同产地烟叶样品微生物以细菌为主,优势菌门主要为变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。不同用途烟叶优势菌属差异明显,3个产地茄衣烟叶中克雷伯杆菌属(Klebsiella)相对丰度占比较大,临沧和普洱茄芯烟叶中泛菌属(Pantoea)占主导地位,而3个产地茄套烟叶优势菌属种类更多元化且更丰富。KEEG和COG功能预测分析结果表明,9个烟叶样品微生物功能代谢途径和功能类型基本一致,但相对丰度存在较大差异。KEEG功能预测代谢通路主要有全局和概览地图、碳水化合物代谢、氨基酸代谢等;COG功能种类预测主要分布在未知功能、氨基酸运输和代谢、转录、无机离子运输和代谢、碳水化合物的运输和代谢等。【结论】烟叶用途是影响云南雪茄烟叶微生物多样性的重要因素,烟叶产地的影响相对较小,茄套烟叶微生物丰富度高于茄衣和茄芯烟叶。

不同颜色酱香型大曲微生物群落结构及功能比较

由于固态发酵的异质性,导致酱香型大曲常常出现黑色、褐色及黄色3种不同类型大曲,为了解其质量差异,对不同颜色大曲的微生物群落结构、酶活力和挥发性风味物质进行分析,并对其进行基因功能预测。基于微生物多样性组成,利用线性判别分析研究了3种颜色大曲微生物差异,通过PICRUSt2对其功能差异进行了预测,并基于相关性分析研究了微生物与酶活力和风味之间的关系,同时,比较了理化指标差异。结果表明,黄曲的特征微生物为嗜糖假单胞菌属(Pelomonas)、副球菌属(Paracoccus)、螯台球菌属(Chelatococcus)、嗜热真菌属(Thermomyces)和unclassified_Nectriaceae,褐曲的特征微生物为被孢霉属(Mortierella),黑曲的特征微生物为嗜热子囊菌属(Thermoascus)和镰刀菌属(Fusarium);3种颜色的大曲微生物的功能差异主要体现在碳水化合物代谢和氨基酸代谢;糖假单胞菌属、副球菌属和螯台球菌属主要影响苯甲醇、苯乙醇、苯酚和邻苯二甲醚的合成;被孢霉属与十六酸乙酯和酯化力呈正相关;嗜热子囊菌属和镰刀菌属是引起大曲高酯化力的关键微生物,黑曲的淀粉含量显著低于黄曲和褐曲,而水分、总酸和还原糖含量均高于黄曲和褐曲。该研究阐明了3种颜色大曲质量差异,其结果可为评价酱香型大曲质量提供参考。

益蝽成虫肠道微生物群落结构及其碳源代谢功能

【目的】肠道微生物对宿主昆虫的代谢、生长发育及免疫等功能发挥着重要作用。本研究旨在探究益蝽Picromerus lewisi成虫肠道微生物群落结构及其碳源代谢能力。【方法】利用体外培养分离纯化益蝽成虫肠道微生物并进行分子生物学鉴定,利用Illumina高通量测序技术进行细菌16S rDNA和真菌ITS基因测序,解析益蝽成虫肠道细菌和真菌群落结构和多样性;利用PICRUSt和FUNGuild对细菌和真菌及其基因功能进行预测;利用Biolog ECO技术解析益蝽成虫肠道细菌和真菌的碳源代谢功能。【结果】共分离益蝽成虫肠道可培养优势细菌肠球菌属Enterococcus菌株10株,优势细菌为粪肠球菌E.faecalis。高通量测序结果表明,在门水平上,益蝽成虫肠道优势细菌为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度58.51%)和厚壁菌门(Firmicutes)(相对丰度38.92%);主要优势真菌为子囊菌门(Ascomycota)(相对丰度56.53%),其次是担子菌门(Basidiomycota)(相对丰度11.34%)。在属水平上,肠球菌属Enterococcus(相对丰度25.05%)为主要优势细菌属,其次是乳球菌属Lactococcus(相对丰度12.23%)、沙雷氏菌属Serratia(相对丰度11.48%)和普罗威登斯菌属Providencia(相对丰度2.38%);优势真菌属主要为Biappendiculispora(相对丰度18.30%),其次是枝孢菌属Cladosporium(相对丰度11.83%)、Vishniacozyma(相对丰度5.17%)和鬼笔属Phallus(相对丰度3.62%)。益蝽成虫肠道细菌和真菌群落结构具有较高的物种丰富度和多样性,以及较强的碳源代谢能力,可高效代谢α-环式糊精、L-丝氨酸、腐胺和D-苹果酸等27种碳源。功能预测显示,益蝽成虫肠道细菌主要分布于新陈代谢类群、环境信息处理类群和遗传信息处理类群等,真菌主要分布于未定义类群、植物腐生菌、未定义腐生菌、内生菌-植物病原菌、真菌寄生菌-未定义腐生菌、叶子腐生菌和动物病原菌-内生菌-植物病原菌-木质腐生菌类。【结论】益蝽成虫肠道细菌和真菌种类多、多样性高,在属水平,优势细菌为肠球菌属、乳球菌属、沙雷氏菌属和普罗威登斯菌属,优势真菌为Biappendiculispora、枝孢菌属、Vishniacozyma和鬼笔属,具有较强的碳源代谢能力。

清水河不同功能区水体微生物群落结构特征

微生物菌群在地表河水物质循环、能量转换和信息传递过程中起着关键调控作用。为探究清水河不同功能区水体微生物群落结构特征,维持清水河生态系统长期稳定,作者于农业区和城市区河段共采集地表河水样品20组,基于水文地球化学方法、高通量测序技术及生物信息分析,综合揭示了清水河不同功能区水体微生物群落结构及其与地表河水化学组分间相互作用关系。结果表明:地表河水总体呈弱碱性(8.35≤p H≤9.44),化学类型主要为HCO_(3)-Ca·Mg水(80%),其次为Cl-Ca·Mg水(20%)。农业区河段水化学组分主要受碳酸盐岩溶解和农业施肥排放控制,城市区河段水化学组分主要受上游水体和城市居民生活排放影响。不同功能区水体微生物群落结构存在差异,城市河道及两岸硬化导致城市区河段微生物多样性低于农业区河段。农业区河段优势菌属为Limnohabitans、Rhodobacter和Flavobacterium,城市区河段优势菌属为Cyanobium_PCC-6307、Limnohabitans和norank_f_norank_o_Chloroplast。水化学因子对微生物群落结构影响程度顺序为NO_(3)^(-)(P=0.001)>SO_(4)^(2-)(P=0.003)>DO(P=0.071)>pH(P=0.222),其中农业施肥排放的NO_(3)^(-)对微生物群落结构影响最为显著。微生物硝化作用加重了农业区河段NO_(3)^(-)污染程度,而反硝化作用有效降低了过渡区河段NO_(3)^(-)浓度。

黄精对麦曲微生物群落结构及其功能基因的影响

目的:探究分别添加2.5%及5%质量分数的黄精对麦曲微生物群落结构及功能基因的影响,在此基础上为今后黄精麦曲的选择提供理论参考。方法:通过宏基因组学技术对黄精麦曲中的微生物组成及功能基因进行注释,使用主成分分析、堆叠柱状图及聚类热图等方法分析黄精对麦曲的微生物群落结构及功能基因的影响。结果:添加质量分数为2.5%的黄精制作的麦曲(HJ100)物种丰富度及均匀度均高于质量分数为5%(HJ200)及未添加黄精的麦曲(PTMQ);三者在属、种水平上均存在差异,其中HJ100的优势属为Aspergillus、Paecilomyces、Rasamsonia、Limosilactobacillus、Rhizopus、Klebsiella、Pantoea及Puccinia;HJ200与PTMQ的优势属均为Asper-gillus、Paecilomyces及Rasamsonia;HJ100优势种为Paecilomyces varioti、Rasamsonia emersonii、Limosilactoba-cillus pontis、Pantoea agglomerans、Rhizopus microsporus及Puccinia striiformis,HJ200与PTMQ的优势种均为Paecilomyces varioti和Rasamsonia emersonii;与HJ200及PTMQ相比,HJ100所注释出的功能基因的相对丰度展现出更高的均匀性,同时又具有高丰度的与碳水化合物代谢、蛋白质和氨基酸代谢的功能基因,该基因与黄酒的品质直接相关;酿造实验表明HJ100酿造的黄酒在总糖和多糖含量等指标上均优于HJ200及PTMQ,可保障黄酒的功能性与品质,且HJ100具有与PTMQ及HJ200相同的发酵能力。结论:添加2.5%质量分数的黄精,能够提高麦曲物种丰富度及均匀度和品质,可用于今后的黄酒酿造。

不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响,以及与土壤养分供给的关系,本研究采用高通量测序技术对3种不同轮作模式下(水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕)土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析,并进一步探讨了微生物群落结构与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明:水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力,紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮(TN)和有效氮(AN)的含量。土壤微生物群落结构方面,不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门(Acidobacteriota)和子囊菌门(Ascomycota)等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾(TK)及速效钾(AK)等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看,水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式,能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。

不同施肥处理茶园土壤微生物群落结构及功能预测分析

为了探究不同施肥处理茶园土壤微生物群落结构及功能特点,依托豫南长期定位施肥茶园,设置茶叶专用肥、有机肥、缓释氮肥和不施肥等4个处理,采用Illumina Miseq高通量测序技术研究了不同施肥处理下豫南茶园土壤微生物群落结构和功能特点。结果表明,茶叶专用肥处理土壤中速效氮含量显著高于其余处理,有效磷、速效钾含量也相对较高,施肥处理土壤pH均显著低于不施肥处理。茶叶专用肥和有机肥处理茶园土壤中细菌群落多样性和均匀度显著高于缓释肥处理;茶叶专用肥、有机肥和缓释肥处理茶园土壤真菌多样性和均匀度均显著低于不施肥处理。不同施肥处理茶园土壤优势细菌、真菌门不同,施肥显著降低了被孢霉门细菌的相对丰度;茶叶专用肥和有机肥处理土壤中物种类型及相对丰度相似,不施肥和缓释氮肥处理土壤中物种类型及相对丰度相似;施肥显著提高了土壤中青霉菌属相对丰度,降低了红菇属的相对丰度;有机肥处理和茶叶专用肥处理土壤微生物新陈代谢强于缓释肥和不施肥处理。4种施肥处理土壤真菌营养类型以外生菌根、木头腐生生物、未定义腐生生物为主,而每个处理主要营养型不同。

煤矿开采区地下水微生物群落结构与功能及其对环境的响应

为揭示微生物在煤矿开采区地下水环境中的空间分布特征及受控因素,为煤矿开采区地下水污染生态修复奠定基础,以河南新密某煤矿开采区地下水微生物为研究对象,利用16S rRNA高通量测序技术,分析了饮用水井和废弃矿井地下水微生物群落的结构与功能及其对环境的响应.研究表明在属水平上饮用水井主要以不动杆菌属(Acinetobacter)、草地土杆状菌属(Chthonobacter)和黄杆菌属(Flavobacterium)为主,而废弃矿井中则以短波单胞菌属(Brevundimonas)和甲基红色杆菌属(Methylorubrum)为主.两组微生物在多种合成酶、脱氢酶以及转运系统ATP结合蛋白等方面的潜在功能上存在显著差异.分子生态网络显示,矿井水微生物不仅联系更为紧密,且种间多为正相关关系,推测物种可能通过合作来应对极端寡营养环境.该区域地下水微生物群落结构主要受溶解性总固体和硝酸盐氮含量的影响,营养条件是制约当地地下水微生物群落结构与功能的先决因素.