乙酰化葡萄糖施用对盐碱土土壤肥力和细菌群落结构的影响

[目的]乙酰化葡萄糖是一种新型绿色盐碱土改良剂,研究乙酰化葡萄糖对盐碱土土壤肥力和细菌群落的影响,探索乙酰化葡萄糖改良盐碱土的可能作用机制,可为采用乙酰化葡萄糖改良盐碱地提供理论依据。[方法]选取山西省定襄县盐碱土为供试土壤,进行大豆盆栽试验,设置了对照(CK)、3个水平乙酰化葡萄糖处理T1(0.31 g·kg^(-1))、T2(0.62 g·kg^(-1))、T3(0.92 g·kg^(-1))和3个水平葡萄糖处理T4(0.31 g·kg^(-1))、T5(0.62 g·kg^(-1))、T6(0.92 g·kg^(-1)),分析比较不同处理大豆农艺性状、土壤化学性质及酶活性变化,并采用高通量测序技术对大豆根际土壤细菌16S rRNA基因V3-V4区进行多样性测序和分析。[结果]施用乙酰化葡萄糖后,大豆株高、主茎节数、地上部干重、根干重、单株粒数和单株粒重均显著高于对照。土壤pH和电导率分别比对照显著降低了0.21~0.34和8.91%~16.74%,土壤阳离子交换量、有机质含量则显著升高了8.52%~16.43%、4.78%~74.82%;土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性显著增强。大豆完熟期根际土壤放线菌门的相对丰度显著提高;在属水平上,节杆菌属、斯科曼氏菌属、考克氏菌属的相对丰度显著增加。相关性分析结果显示,节杆菌属、斯科曼氏菌属与土壤pH、电导率显著负相关,与土壤有机质、阳离子交换量显著正相关;考克氏菌属也与土壤pH显著负相关,与阳离子交换量显著正相关。[结论]施用乙酰化葡萄糖能有效降低供试盐碱土碱性和土壤含盐量,提高土壤肥力和营养物质保持能力,改善根际土壤细菌群落结构,促进土壤中有益菌的活动,并进一步促进大豆生长,对于盐碱土改良具有明显作用。

蚯蚓联合生防细菌Bacillus velezensis改善连作百合土壤细菌群落结构及防治枯萎病的效果

【目的】从土壤理化性状和微生物群落结构及多样性角度,研究蚯蚓联合生防细菌改善百合连作障碍的机理和效果,为湖南百合产业化种植提供技术措施。【方法】采用盆栽试验方法,在湖南长沙连续种植了两季百合(Lilium lancifolium Thunb.)。供试土壤为红壤,生防菌为Bacillales velezensis YFB3-1菌液(菌体浓度为10^(9) CFU/mL),蚯蚓为赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)。试验设单施菌液(T1)、只接种蚯蚓(T2)、同时使用菌液和蚯蚓(T3) 3个处理,以不使用菌剂和蚯蚓为对照(CK)。调查了两茬百合产量和枯萎病病情指数,分析了第二茬百合根际土壤理化性质、细菌群落结构和多样性,以及连作百合产量与根际土壤理化性质、细菌群落和枯萎病的相关性。【结果】与第一茬相比,同一处理的第二茬百合产量都显著下降。两年连作百合产量都以同时使用菌液和蚯蚓(T3)处理为最高,分别为16464、15674 kg/hm^(2),都显著高于同年份其他处理。两年连作百合枯萎病发病率和病情指数都以T3为最低,都显著低于同年份其他处理,T3处理百合枯萎病病情指数分别为18.15(2019年)、25.00 (2020年),并且两年的防治效果(T3)都明显优于单施菌液(T1)和接种蚯蚓(T2)。相比于对照(CK),2019、2020年T3处理百合枯萎病防治效果分别为44.55%、37.66%,分别增产15.05%、14.78%。蚯蚓联合生防菌YFB3-1增加了根际土壤Rhizobiales、Flavobacteriales、Pseudomonadales、Bacillales等有益微生物的种群丰度,蚯蚓与生防菌YFB3-1在抑制连作百合枯萎病方面具有显著的互作效应,因而缓解连作百合产量下降的效果最佳。【结论】在施用芽孢杆菌生防菌剂防治连作百合枯萎病的同时,可以增施有机肥(牛粪)来提高土壤中蚯蚓数量,有效预防百合枯萎病发生,减少连作百合产量损失。

镉污染对滨海滩涂围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构的影响

研究镉(Cd)污染对滩涂湿地围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构的影响,探求有益于Cd污染农田土壤修复的耐Cd细菌菌群。采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析Cd浓度分别为0,3.5,60 mg·kg^(-1)时对台州湾滩涂湿地围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构和多样性指数的影响。结果表明:所有样品中检测到的细菌菌群分属于35门、97纲、205目、315科、506属。低浓度Cd污染时,西兰花根际土壤细菌Chao 1指数和Shannon指数与对照相比大幅度升高,而高浓度Cd污染时,土壤细菌Chao 1指数和Shannon均大幅度下降。随着Cd污染程度的增加,西兰花根际土壤放线菌门和浮霉菌门相对丰度呈一直下降的趋势,拟杆菌门和芽单胞菌门相对丰度呈一直升高的趋势。土壤变形菌门和髌骨菌门相对丰度呈先下降后上升的趋势,而土壤酸杆菌门、棒状杆菌门、疣微菌门、硝化螺旋菌门和厚壁菌门相对丰度呈先上升后下降的趋势。变形菌门、拟杆菌门、髌骨菌门和芽单胞菌门在高浓度Cd污染下为农田土壤细菌群落的主体。土壤罗思河小杆菌属相对丰度在低浓度Cd污染时呈下降趋势,而在高浓度Cd污染时呈升高趋势,土壤鞘氨醇单胞菌属的相对丰度在低浓度Cd污染时呈上升趋势,在高浓度Cd污染时呈下降趋势。土壤罗思河小杆菌属、马赛菌属、黄杆菌属和杜擀氏菌属可以被认为是西兰花根际土壤高抗Cd污染的细菌菌属。研究结果可为滨海滩涂地西兰花重金属污染土壤微生物修复提供依据。

作物轮作对多年连作棉田土壤细菌群落结构的影响

新疆棉田连作问题突出,作物轮作是缓解棉田连作障碍的有效措施。通过对长年连作棉田轮作苜蓿、大豆、花生等六种作物后土壤进行细菌群落结构分析,评价六种作物对棉田土壤微生态的影响程度,筛选能够显著改善提升连作棉田土壤微生态的作物。结果表明:大豆、花生、苜蓿三种豆科作物根际的土壤细菌群落结构与棉花相似性较高,对棉田土壤细菌ACE指数、Chao1指数虽有提升但无显著差异。而番茄、玉米、甜菜三种作物对棉田土壤细菌群落结构影响较大,显著降低了棉田土壤细菌Alpha多样性及不同分类水平细菌种群的数量。在物种组成方面,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中优势细菌门,变形菌门在番茄根际土壤的丰度最高(58.4%),在苜蓿根际最低(40.5%);放线菌门在苜蓿根际丰度最高(15.8%),在番茄根际最低(6.5%);酸杆菌门在大豆根际丰度最高(10.2%),在番茄根际最低(5.5%)。土壤中显著差异细菌种群主要富集在苜蓿、大豆根际,但是不同作物单季轮作未对土壤中主要有益细菌种群的相对丰度产生显著影响。综合看,大豆、花生、苜蓿三种豆科作物单季轮作对棉田土壤细菌群落结构的影响较小;番茄、玉米和甜菜能够显著降低棉田土壤细菌多样性和种群数量,其中甜菜的影响作用最显著。

不同种植年限川党参根际土壤细菌群落结构研究

为了探究生长年限对川党参根际土壤细菌群落结构特征及其多样性的影响,阐明细菌群落变化规律,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对1年生、2年生、3年生和4年生的川党参根际土壤细菌16S rRNA序列进行测序分析。结果表明:(1)生长年限显著影响川党参根际土壤细菌群落多样性,其OTU数、Alpha多样性指数均随生长年限增加呈先升高后降低的趋势;(2)生长年限改变了细菌群落组成,但在门水平上优势菌门(相对丰度>5%)相对稳定,均为变形菌门(Proteobacteria)、未分类细菌门(unclassified_Bacteria)、酸杆菌门(Aci-dobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi),其相对丰度总和占85.71%~91.39%;在属水平上优势菌群相差较大,仅有全噬菌属(Holophaga)和念珠菌属(Candidatus Udaeo-bacter)是4个年限所共有的优势菌属,革兰氏阴性菌cTPY-13(Gram-negative bacterium cTPY-13)则为2年生独有优势菌属,其余则分别为不同年限有相应共有优势菌属;(3)PCoA分析与UPGMA聚类分析显示,各生长年限间细菌群落差异明显,随生长年限增加,不同组间细菌群落结构差异先增大后逐渐减小,细菌群落在2~3年生时演变较为剧烈;(4)土壤速效养分是影响根际土壤细菌群落的主要环境因子,其程度大小为水解氮(HN)>有效磷(AP)>速效钾(AK),优势菌门中酸杆菌门与AP、AK呈显著负相关(P<0.05),拟杆菌门与AP、AK呈显著正相关(P<0.05),而绿弯菌门与HN呈显著负相关(P<0.05)。综上所述,川党参生长年限延长会影响根际土壤细菌群落结构和多样性,从而改变其根际微生态系统。

不同产地烤烟细菌群落组成与结构研究

为研究不同产地C2F等级烤烟表面细菌微生物的组成和结构,利用高通量测序技术测试了6个不同产地的C2F等级烤烟在醇化初期烟叶表面可培养细菌的组成和结构。结果表明:6个不同产地的烟叶样品表面分别检测到55、39、33、26、24和15个OTU,其中6个烟叶样品共同的OTU为6个。在属分类水平上,大部分烟叶表面可培养的优势细菌微生物是芽孢杆菌属(Bacillus),部分烟叶表面活跃着肠杆菌属(Enterobacter),伯克霍尔德菌属(Burkholderia)和罗尔斯通菌属(Ralstonia)。不同品种和产地的烤烟表面细菌结构具有明显差异,同一品种不同产地的烤烟表面细菌结构也存在明显差异。研究结果为利用细菌微生物醇化不同产区烟叶,提高烟叶品质、优化烟叶醇化流程提供理论依据。

不同覆盖处理对菠萝园土壤代谢物和细菌群落结构的影响

【目的】探测不同覆盖处理对菠萝园土壤微生态环境的影响。【方法】以未覆盖为对照(CK),比较研究了聚乙烯地膜(PM)、无纺布(NW)和可降解地膜(BF)覆盖下菠萝营养生长期土壤理化性状、酶活性以及细菌群落结构、代谢物的差异。【结果】与CK相比,NW土壤中有效磷以及BF土壤中全氮含量显著提高;3种覆盖下土壤的过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著降低,但PM土壤的蛋白酶、BF的酸性磷酸酶活性显著提高。与CK相比,PM土壤的放线菌数量减少;NW的细菌数量增多,放线菌减少;BF土壤的真菌和细菌数量增多,放线菌减少。16S测序表明3种覆盖的细菌菌群多样性均低于CK,其中BF的菌群丰度相对最高。与CK相比,PM、NW、BF土壤共筛选到17种显著差异代谢物,主要包括糖类、有机酸、含氮化合物和醇类代谢物,3种覆盖处理中BF土壤的糖类代谢物积累最高。CCA分析表明,pH影响土壤菌群结构发生分异,土壤养分、酶活性与细菌群落结构存在正相关。【结论】3种覆盖处理中NW有利于维持营养生长期菠萝园土壤相对稳定的微生态环境。

不同底质条件下苦草根部细菌群落的组装模式

通过室内试验模拟不同底质条件,研究了苦草根部细菌群落的组装模式和功能变化。结果表明:底质条件的改变对苦草根际细菌群落产生了显著影响(p=0.003),特别是在添加有机质和植物根际促生菌的底质条件下;尽管根际细菌群落与根内生菌群落存在较强联系,但根内生菌群落组装过程拥有更高的确定性,而根际细菌群落组装过程更易受到植物宿主以外叠加的环境因素影响;功能预测结果表明在添加有机质和植物根际促生菌的条件下,苦草根部细菌群落拥有更高的代谢活性,更有利于有益细菌群落在苦草根部的富集。

施用生物炭对烟叶品质和土壤及其细菌群落结构的影响

【目的】研究施用生物炭对烟叶品质、土壤养分和土壤细菌群落结构的影响。【方法】以云烟87为试验材料,大田随机区组试验,设置4个处理(SWT1:常规施肥;SWT2:常规施肥+生物炭1500 kg/hm^(2);SWT3:常规施肥+生物炭2250 kg/hm^(2);SWT4:常规施肥+生物炭3000 kg/hm^(2)),测定各处理烤后烟叶化学成分和感官质量,分析成熟期植烟土壤养分和烤烟根际土壤细菌群落结构。【结果】施用生物炭对植烟土壤养分和烤后烟叶化学成分无显著影响;相比SWT1处理,施用生物炭各处理烤后烟叶感官质量显著提高,其中SWT3处理的香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、使用价值和总得分分别提高13.85%、6.56%、10.87%、8.70%、4.62%、12.31%和6.25%,表现最优;相比SWT1处理,随着生物炭施用量的上升,烟株根际土壤细菌丰富度(Chao1指数)、多样性(Shannon指数)、总ASV数(扩增子序列变异体,Amplicon sequence variants)和独有ASV数呈下降趋势,与SWT1处理的微生物群落结构组成差异随生物炭施用量的提高而增加;变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等为各处理的优势菌门,门分类水平下,不同处理的群落结构无显著差异;施用生物炭提高f__Rhizobiaceae、g__Allorhizobium、g__Neorhizobium、g__Pararhizobium、g__Rhizobium等固氮菌以及f__uncultured_Actinobacterium、f__Burkholderiaceae、f__Pseudomonadaceae、o__Pseudomonadale、g__Pseudomonas、g__Sphingopyxis、g__Dyella、g__Massilia等促生菌的相对丰度,降低s__unclassified_Anaerolineaceae、g__unclassified_Caulobacteraceae等反硝化细菌的相对丰度;ASV分类水平下,AN(碱解氮)含量是影响土壤细菌群落结构变化的最主要土壤因子。【结论】施用生物炭提高烤后烟叶感官质量,其中2250 kg/hm^(2)处理表现最优;施用生物炭降低根际土壤细菌α-多样性,提高根际土壤固氮菌、促生菌、反硝化细菌等有益菌相对丰度,有利于增加土壤养分,促进植物生长。

药隔期倒春寒对小麦根际细菌群落结构的影响

以抗倒春寒性强的小麦品种烟农19(YN)和抗倒春寒性弱的小麦品种新麦26(XM)为实验材料,于小麦幼穗分化的药隔形成期利用智能超低温培养箱进行4℃(T1)和-4℃(T2)低温胁迫处理,以15℃作为对照(CK),利用高通量测序技术对开花期小麦根际土壤细菌群落进行测定,研究药隔期倒春寒对小麦根际细菌多样性和群落结构的影响。结果表明:(1)倒春寒危害后两品种小麦根际土壤细菌的ACE指数较CK均有所降低,且对抗倒春寒性弱的品种XM影响显著(P<0.05)。(2)两品种小麦根际土壤细菌群落主要由变形菌门(53.20%~57.55%)、放线菌门(13.34%~21.69%)、拟杆菌门(10.56%~12.37%)和芽单胞菌门(6.17%~9.19%)等33个门及819个属的细菌组成,且不同程度倒春寒处理间各菌门相对丰度表现出差异性,其中放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在YN中升高9.79%~19.11%,在XM中降低26.43%~38.47%。(3)根际土壤细菌功能预测分析显示,药隔期倒春寒提高了膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、复制与修复功能基因在YN根际土壤中的相对丰度,降低了其在XM根际土壤中的相对丰度。综上所述,药隔期倒春寒降低了小麦根际土壤细菌群落的丰富度,改变了细菌群落结构,影响了细菌群落的膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢和复制与修复功能。

田间老化生物质炭对茶园土壤氮素形态和细菌群落的影响

【目的】研究田间老化生物质炭对酸性茶园土壤氮素形态和细菌群落结构的影响,探讨土壤氮素形态与微生物群落结构及多样性之间的关系,从而为评估生物质炭在茶园生态系统的长期效应提供科学数据。【方法】2010年在福建省农业科学院茶叶研究所试验基地,试验设置5个生物质炭施用量:0、8、16、32和64 t·hm^(-2),依次记为CK、B1、B2、B3和B4处理。2022年(第12 a)春茶采收后,采集0~20 cm土层土壤,探究不同生物质炭用量对土壤氮素形态及细菌群落结构的影响,并分析其影响因素。【结果】与CK相比,施用生物质炭处理12a后土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、有效钾、pH、砂粒含量分别增加了7.95%~21.40%、11.69%~25.54%、53.45%~115.84%、1.13%~38.86%、28.49%~114.13%、5.51%~12.46%和21.11%~67.88%;碱解氮、有效磷、黏粒和粉粒含量分别下降了11.97%~17.25%(B1处理除外)、15.18%~50.36%、15.64%~38.21%和8.57%~30.63%。生物质炭处理可提高土壤细菌Alpha多样性,增加了变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)和粘球菌门(Myxococcota)的丰度,减少绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)的丰度。非度量多维尺度和线性判别分析结果显示,B0和B4之间有比较明显的分离,B4处理下产生了19种显著差异的微生物类群。相关分析和冗余分析结果表明,土壤有效磷、速效钾、硝态氮、黏粒是驱动土壤细菌群落结构变化的关键环境因子。【结论】生物质炭施用12a后,仍然能够增加土壤碳氮和速效养分养分含量,改善土壤质地结构,从而提高了土壤细菌群落多样性,64 t·hm~(-2)生物质炭用量可长期提高土壤供氮能力。

网箱养殖对喀斯特深水型湖泊水体细菌群落结构的影响--以万峰湖为例

微生物群落结构的变化可反映养殖环境的变化,研究水体微生物群落结构组成及功能对管理和维护湖泊生态环境具有重要意义。2019年6月,在贵州省万峰湖(104.5~105.1°E,24.7~24.9°N)网箱上游1000 m处(对照点)、网箱内、网箱下游200、400、600、800 m处设置采样点,每个采样点均采集表层、中层(25 m)、底层(50 m)水体水样。利用高通量测序技术分析水样中细菌群落多样性,结果显示:18个水样中共鉴定出细菌38门、699属,其中Flavobacterium(黄杆菌属)和Pseudomonas(假单胞菌属)是万峰湖水体中优势菌属,网箱底层水体中分布有Lactobacillus(乳杆菌属)、Barnesiella、Shewanella(希瓦氏菌属)、Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)等特异性优势菌属。对不同采样点细菌多样性分析表明:万峰湖水体与网箱的水平距离是影响细菌群落结构的关键,影响范围在800 m以内。网箱养殖造成了底层水体大量特异性细菌种属的产生。pH、总磷和化学需氧量是影响网箱水体细菌群落的关键因子。研究结果可为湖泊渔业养殖可持续性发展和湖泊生态环境保护提供参考。

种苗期川党参根际土壤细菌群落变化研究

目的:研究川党参种苗期根际土壤细菌群落的结构特征和多样性变化,掌握种苗期土壤微生物群落的演替规律,为川党参连作障碍的防治提供理论依据。方法:采集1年生(Op1)和2年生(Op2)的川党参根际土壤,采用Illumina MiSeq高通量测序技术进行细菌16S rRNA序列V3-V4区的高通量测序,对种苗期根际土壤细菌群落变化进行分析。结果:通过MiSeq测序共得到882369条优化序列,其中1年生注释到9926个OTU,2年生注释到7560个OTU。种苗期随生长年限的增加,川党参根际土壤速效养分、细菌群落丰富度和多样性均呈增加趋势。在细菌门分类水平上,1年生有5个优势菌群(相对丰度均大于5%),2年生有7个优势菌群,共有优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes);在属分类水平上排名前五菌群中只有全噬菌属(Holophaga)与念珠菌属(Candidatus Udaeobacter)为共有优势菌群,且1年生有11个独有菌群。PCoA分析与UPGMA聚类分析表明1年生与2年生川党参根际土壤细菌群落具有显著差异,随生长年限延长根际土壤细菌群落结构演变明显。结论:川党参种苗期根际土壤速效养分、土壤细菌群落多样性呈递增变化,细菌群落结构相似性呈递减变化。研究为揭示川党参种植和连作障碍形成的原因提供了理论依据。

淡水生态系统细菌群落多样性和结构研究进展

人类活动和气候环境对淡水生态系统的影响越来越显著。细菌通常占淡水生态系统中微生物总量的90%以上,淡水生态系统中细菌群落多样性和群落结构的改变显著影响其在生物地球化学过程和生态动力学中的作用。通过对比不同淡水生态系统(河流、湖泊等)、不同环境介质(水体、沉积物、河岸土壤等)中细菌群落多样性和结构,分析了影响细菌群落结构的物理化学因素,介绍了现有研究细菌群落的分子生物学方法。已有的研究表明,未来还需对多种淡水生态系统和其他环境介质中的细菌群落展开系统测量和研究,为环境监测和保护淡水生态系统提供基础信息。

覆土细菌群落在双孢菇栽培过程中的动态变化

微生物尤其是细菌,是双孢菇Agaricus bisporus栽培覆土的重要组成部分,对双孢菇菌丝体和子实体的生长发育有深远影响。利用16S rDNA测序技术,快速、准确检测不同生长阶段的双孢菇覆土中细菌生态群落动态变化,探究其中变化规律。在所有阶段覆土样品中,变形菌门Proteobacteria占据绝对主导地位,占菌群组成的38.67%~47.93%;其次是拟杆菌门Bacteroidetes,占总丰度的18.13%~37.80%。主要细菌组成较为稳定,有金黄杆菌属Chryseobacterium、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas、黄杆菌属Flavobacterium、丛毛单胞菌属Comamonas、节杆菌属Arthrobacter等。总丰度占比最高的金黄杆菌属Chryseobacterium,在0 d覆土中丰度较低,覆土4 d时其丰度显著上升,8 d后呈下降趋势,并在培养结束前保持稳定。整个过程中,细菌属丰度变化分为3个阶段:0 d、4~17 d和17 d以后,4~17 d的苯基杆菌属Phenylobacterium丰度较高,而0 d的unclassified_Rhizobiales丰度较高。所有细菌属中,苯基杆菌属Phenylobacterium对土壤微生物菌群关联影响最大。

保护性耕作模式对黑钙土农田养分含量、细菌群落结构及多样性的影响

为验证轮耕制度下的保护性耕作长期效应,并快速推广秸秆原位还田,基于土壤化学分析和Illumina高通量测序技术,比对了保护性与传统耕作模式下土壤养分指标和细菌群落组成的差异,探究保护性耕作模式对黑钙土农田养分含量和细菌群落结构及多样性的影响。结果表明,保护性耕作模式下的碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量较传统模式显著提高17.75%、10.98%、7.62%和12.89%;细菌群落多样性和均匀度显著提高;保护性耕作模式优化了细菌群落结构,富集了具有促进氮素转化、提高作物抗旱、抗逆作用的变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、硝化螺菌门(Nitrospirae)、Rokubacteria和浮霉菌门(Planctomycetes),以及在植物固氮和营养转化方面具有重要作用的慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、Rhodanobacteria、KD4-96、红色杆菌属(Rubrobacter)和中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),这些优势类群与环境因子和玉米产量显著正相关,可以提高土壤肥力,进而增产。

基于高通量测序的鸡粪堆肥过程细菌群落结构分析

为通过相关功能微生物的应用,提高鸡粪堆肥效率及产品质量,本研究以鸡粪和菌渣进行好氧堆肥35 d,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析鸡粪堆肥过程中细菌的群落结构动态变化。结果表明,在细菌门分类水平上,鸡粪堆肥过程中主要有厚壁菌门、拟杆菌门和盐厌氧菌门,其中厚壁菌门的相对丰度在鸡粪堆肥各时期均占主导地位,腐熟期相对丰度最高,拟杆菌门在腐熟期相对丰度最低,盐厌氧菌门在降温期相对丰度最高;在细菌纲分类水平上,鸡粪堆肥过程中主要有梭菌纲、芽孢杆菌纲和拟杆菌纲;α多样性相关分析表明,高温期堆肥中细菌菌群丰富度最高,群落多样性最大。综上,在鸡粪堆肥期间,细菌群落结构发生了明显变化。

河西旱区番茄潜叶蛾中肠细菌群落结构多样性

为了分析番茄潜叶蛾Tuta absoluta(Meyrick)不同地理种群中肠内共生菌多样性及相对丰度,本研究通过16S rDNA高通量测序技术分析了番茄潜叶蛾中肠内共生菌多样性及相对丰度,并通过KEGG分析了内共生菌生物群落基因代谢途径差异。结果表明,酒泉种群的丰富度、多样性、均匀度和进化多样性等方面均相对高于张掖。两个地理种群丰度前20的中肠细菌分别隶属于放线菌门Acfinobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes、厚壁菌门Firmicutes、变形菌门Proteobacteria和疣微菌门Verrucomicrobia,其中均以厚壁菌门和变形菌门细菌相对丰度较高。张掖地理种群相对丰度最高的为沃尔巴克菌属Wolbachia(16.06%),隶属于变形菌门;酒泉地理种群相对丰度最高的为乳杆菌属Lactobacillus(13.75%),隶属于厚壁菌门;两个地理种群相对丰度总和最高且差异最大的为沃尔巴克菌属,张掖地理种群的相对丰度为酒泉地理种群的18.89倍。另外,本研究对微生物群落的33种基因功能进行了预测,主要群落基因功能表现为代谢功能,其中碳水化合物代谢功能最强,且种群间没有显著差异;两个地理种群间代谢功能差异最显著的为异生物降解和代谢功能,以酒泉种群相对较强。总体而言,两个地理种群的中肠细菌多样性差异较小,其中寡养单胞菌属Stenotrophomonas细菌可能与害虫抗性密切相关,沃尔巴克菌属细菌可应用于害虫生物防治,前景良好。

林龄对刺槐人工林土壤团聚体、有机碳和细菌群落的影响

探究刺槐人工林土壤团聚体、有机碳及细菌群落的变化特征,可为提升土壤质量与功能提供理论依据。以黄土高原沟壑区不同林龄刺槐人工林(8年生、18年生和30年生)和刚撂荒的农耕地(CK)为研究对象,利用最适湿度筛分法获得不同粒径团聚体,测定其有机碳含量和细菌群落结构特征。结果表明:(1)各林龄土壤团聚体均以>0.25 mm粒径为主,含量为92.74%—95.78%。土壤团聚体稳定性随着林龄的增加显著提高,以30年生林地最高,团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别较CK显著增加48.19%和91.38%(P<0.05)。(2)各林龄均以<0.25 mm粒径有机碳含量最高。土壤有机碳含量和>2 mm粒径团聚体有机碳含量均随着林龄的增长而显著增加。(3)团聚体细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)组成。随着林龄的增加,各粒径团聚体中放线菌门相对丰度先降低后增加,18年生林地最低。酸杆菌门变化趋势与放线菌门相反。变形菌门无明显变化。土壤有机碳、pH、全氮和全磷是影响团聚体细菌群落的主要因素。(4)>2 mm和2—0.25 mm粒径团聚体中,己科河菌门(Rokubacteria)对团聚体稳定性影响最大,既对团聚体稳定性产生直接正效应,又通过增加有机碳的含量间接提高团聚体稳定性。在<0.25 mm粒径团聚体中,有机碳含量对其稳定性的影响最大,有机碳含量越高,团聚体稳定性越强。综上,营造刺槐人工林有利于提高土壤团聚体稳定性,促进土壤有机碳的积累,可作为该区域生态恢复的有效措施。在生长发育过程中,人工林可通过改变土壤团聚体细菌群落和有机碳含量从而影响团聚体的稳定性。

黄龙病发病芦柑根际土壤细菌群落组成与多样性特征

【目的】本研究旨在研究福建南平地区芦柑(Citrus reticulata)植株根际土壤细菌群落,并分析黄龙病对其细菌群落的影响,为南平地区芦柑黄龙病的防控提供科学依据。【方法】采用五点法采集了健康和黄龙病发病的芦柑植株根际土壤样本,通过扩增子测序技术和生物信息学方法,深入研究了黄龙病发病芦柑根际土壤细菌群落的多样性和组成变化,分析了土壤理化因子与细菌群落的关联性。【结果】研究结果表明,黄龙病发病的芦柑植株根际土壤细菌群落的多样性略高于健康植株。黄龙病发病芦柑根际土壤中的变形菌门相对丰度明显升高,而放线菌门相对丰度显著降低。在属水平上,与健康植株相比,黄龙病发病芦柑植株根际土壤细菌群落中蔷薇属和嗜酸性杆菌属的相对丰度显著增加,与速效钾、有效磷以及有机质呈现显著负相关,而与pH值呈现显著正相关。相反地,康奈斯氏杆菌属和褚氏杆菌属的相对丰度明显低于健康植株,并与速效钾、有效磷以及有机质呈现显著正相关,同时与p H值呈现显著负相关。【结论】黄龙病菌感染改变了柑橘土壤理化特性,并显著减少根际土壤中有益细菌的相对丰度,从而导致了芦柑植株根际细菌群落的多样性和组成出现显著变化。与此同时,黄龙病发病的芦柑植株可能通过招募固氮和促进植物根际生长的有益细菌来对抗病原菌的侵害。