茶白星病不同病情等级下叶际细菌群落多样性与功能预测

茶白星病是一种多年来严重为害高海拔茶园的叶部病害,为了突破该病害生物防控的技术瓶颈,明确不同茶白星病病情等级下叶际细菌群落具有重要意义。运用高通量测序方法比较分析3个不同发病等级的茶白星病叶片(BCK、B2和B4)中细菌群落组成,结果发现:在门水平上,3个病情等级下优势门均为Acidobacteria (酸杆菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Proteobacteria(变形菌门)和Firmicutes(厚壁菌门),其中Proteobacteria(变形菌门)占总数的73.53%～90.25%。相对丰度多样性与茶白星病的发病病情等级呈正相关的为Acidobacteria(酸杆菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门)。在属水平上,随着病情等级升高,叶际细菌群落整体OTUs、差异OTUs及其多样性均上升。优势属Methylobacterium(甲醇杆菌属)与Hymenobacter(膜杆菌属)的相对丰度与病情等级呈正相关,而Ralstonia(雷氏菌属)与Stenotrophomonas(寡养单胞菌)则相反,表明茶白星病菌与叶际细菌存在协同作用,细菌群落在3个不同病情等级下存在差异,为进一步研究茶叶叶际微生态防控茶白星病提供了科学依据。

永乐环礁表层海水细菌群落多样性及功能预测

为探究永乐环礁表层海水环境中细菌群落结构组成以及差异性,采集了6个岛礁的表层海水样品,利用高通量宏条形码测序技术分析了不同岛礁海水细菌的群落结构组成差异,并探索了环境因子对细菌群落结构的影响,同时对菌群功能基因进行了预测分析。共获得优化序列891 892条,聚类为7 499个操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs),隶属于49个门、144个纲、392个目、663个科和1 274个属。优势细菌类群主要包括变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、放线菌门(Actinobacteriota)、髌骨细菌门(Patescibacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。通过冗余分析发现主要的环境影响因子为电导率、pH值和温度。PICRUSt功能预测结果显示不同岛礁中细菌主要涉及6个生物代谢通路及46个子功能,共得到399个三级通路相关功能基因,其中代谢途径和次生代谢产物等方面的功能基因较为丰富。本文初步揭示了永乐环礁6个岛屿表层海水微生物群落组成与基因功能预测,可为研究永乐群岛岛礁生态及环境保护提供一定的参考,并为后续进一步的微生物资源调查和开发利用提供基础研究数据。

自然发酵转化板栗废弃物堆肥的细菌群落多样性特征

为探究自然发酵转化板栗废弃物堆肥的细菌群落多样性特征,在利用外源氮素改善堆料起始C/N,自然发酵板栗废弃物转化堆肥的基础上,通过高通量测序,分析了鹿粪和尿素两种氮源堆肥在发酵过程(鹿粪氮源Bff、尿素氮源Bfn)和成熟堆肥(鹿粪氮源Bmf、尿素氮源Bmn)中微生物的群落组成和结构。结果表明,添加鹿粪或尿素能使板栗废弃物自然发酵转化为成熟堆肥。鹿粪N源堆肥(Bf)和尿素N源堆肥(Bn)熟化后的主要性状评价指标分别为:C/N比,11.3~11.5和12.0~12.8,pH值,7.7~7.9和7.6~7.8;发芽指数,153.5%和140.1%。细菌群落物种组成方面,两类堆肥的成熟期堆肥细菌群落OTUs总数(2807)和特有OTUs比例(29.83%、29.06%)均高于发酵中期(2902、34.37%、33.70%);同一发酵时期Bf特有OTUs比例(29.83%、34.37%)高于Bn(29.06%、33.70%);放线菌门和厚壁菌门为优势菌门丰度较高,但不同时期丰度不同。细菌群落多样性方面,Bn细菌群落的物种组成和分布在发酵时期和成熟时期有显著性差异,而Bf的则差异不显著;外源氮素对同一发酵时期细菌群落多样性、丰富度和物种分配均匀度影响不显著。细菌群落网络关联方面,Bff堆肥细菌群落比Bfn更复杂、稳定。细菌群落功能性方面,发酵时期和氮源对群落功能影响较大,发酵中期两氮源堆肥细菌群落功能聚类集中,差异较小;成熟期功能聚类差异较大;同一氮源堆肥在发酵中期和成熟期的功能细菌群作用不同。研究结果为利用外源氮素调控细菌群落结构和多样性以改善和自然发酵富碳林木废弃物转化堆肥利用提供了新认识,可为农林废弃物资源转化利用技术的提升应用和工程建设提供理论参考。

减氮对麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性的影响

探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性影响,为华北地区麦玉轮作农田氮肥管理提供技术支持,本研究以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg·hm^(-2),N2)、减氮20%(纯氮240 kg·hm^(-2),N1),提取土壤DNA,用nirS(细胞色素cd1-亚硝酸还原酶)、nirK(Cu-亚硝酸还原酶)引物扩增后采用MiSeq PE300测序技术,研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性状及nirS、nirK反硝化细菌群落结构及多样性的影响。结果表明,3个处理nirS、nirK反硝化细菌α-多样性指数无显著差异,nirS反硝化细菌α-多样性高于nirK。减氮显著影响nirS、nirK反硝化细菌物种组成。减氮对nirS、nirK反硝化细菌门水平及nirK纲水平物种组成无显著影响,但显著降低了nirS反硝化细菌Deltaproteobacteria(δ-变形菌纲)相对丰度;减氮显著影响nirS、nirK属水平物种组成。硝态氮、速效磷、pH值是影响土壤nirS反硝化细菌属水平群落结构主要环境因子;pH值是影响土壤nirK反硝化细菌属水平群落结构的主要环境因子。研究表明,适量减氮不影响反硝化细菌α-多样性,但显著影响反硝化细菌属水平群落组成和群落结构,减氮主要是通过影响土壤性状及微生物群落结构进而影响农田土壤N2O排放。

基于16S rRNA测序的植茶温室土壤细菌多样性及群落结构研究

为了明确温室栽培模式对茶园土壤细菌多样性和群落结构的影响,找寻温室栽培、露天栽培模式之间的差异指示种,以更科学地为管理温室茶园提供理论依据。采用NovaSeq 6000高通量测序技术,以及主坐标分析(PCoA)、置换多元方差分析(Adonis)及LEfSe等分析方法对不同栽培模式茶园土壤细菌多样性及群落结构进行研究。结果表明,16S rRNA测序质控后,土壤样品总共获得操作分类单元(OTU)数量为11137个(497556条有效序列)。3个处理间共同含有200个OTU,温室间共同含有495个OTU。茶园土壤细菌主要优势菌门为变形菌门、酸杆菌门、放线菌门等。ACE指数、Chao1指数、Simpson指数与Shannon指数等α多样性指数均以露天栽培模式极显著高于温室。PC1和PC2主成分贡献率分别为65.10%、21.55%,共解释了86.65%(R 2=0.612,P=0.001)的信息。露天栽培处理差异指示种为酸杆菌门(Acidobacteriota)、Acidobacteriae等。温室处理指示种为罗丹诺杆菌科(Rhodanobacteraceae)、黄单胞菌目(Xanthomonadales)、弗兰克氏菌目(Frankiales)等。以上研究结果为从微生物水平上研究温室栽培模式对茶园土壤生态质量的影响提供了参考。

污水生物处理系统脱氮除磷细菌多样性及功能调控

污水处理厂生物处理单元的性能决定其对污水脱氮除磷的效率,而脱氮除磷细菌的菌群结构、代谢活性和细菌间的种间协同与竞争是生物处理单元功能发挥的关键。分析了污水生物处理系统脱氮除磷细菌的核心菌群和代谢机制,从物种水平上解析了Nitrosomonas、Nitrosospira、Nitrospira、Nitrobacter、Ca. Kuenenia、Ca. Brocadia和Thauera等主要脱氮微生物的生理特性,对除磷微生物Candidatus Accumulibacter、Dechloromonas和Tetrasphaera的生理特性进行了概述;探索了脱氮除磷菌种间协同与种间竞争关系,并从改造工艺结构、优化运行条件和人工强化3个方面对脱氮除磷细菌功能调控进行论述,以期为污水生物处理单元功能调控及污水处理厂升级改造提供理论依据。

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。

鄱阳湖南矶湿地蜘蛛及其昆虫猎物多样性季节变化与群落功能分析

研究旨在探讨蜘蛛及其昆虫猎物对湿地生态系统结构的稳定性及能量与物质循环的指示作用,为鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区生物多样性的保护与利用提供参考。结合景观生态原理,采用群落样点设置与观察、关联标本采集与鉴定等生态定量调查及多样性分析方法。本次调查共采得蜘蛛16科50属73种,得到的结论如下:1)群落结构与功能分析表明,南矶灌丛为蜘蛛繁育发生提供了庇护所,充当蛛库;南矶草甸是蜘蛛捕食行为实战与演化的平台,南矶林地是各类蜘蛛限时汇聚、适时飞航的踏板;在春夏季,南矶草甸中的水生或地栖昆虫是蜘蛛的主要偏好猎物或潜在捕食对象,进入秋冬季,南矶灌丛或林地成为不常见昆虫的汇集地;它们分别主导着南矶蜘蛛及其昆虫猎物群落丰富度、优势度、多样性和均匀度的高低起伏。2)聚类分析表明,南矶湿地各蜘蛛群落间的交流频率与连续性程度受地域异质性和空间距离的限制较为明显,群落类型的内聚作用和发散功能稳定;各昆虫猎物群落间的交流频率与连续性程度受时域同质化和季节物候的影响较为明显,群落类型的边缘差异与斑块功能稳定。3)相关分析表明,蜘蛛及其昆虫猎物群落在春夏季、秋冬季和总体上的各项多样性指数互有关联,且部分时空指数存在交错相关现象,地域与季节性温湿度等物候条件的变化是其主要驱动力。蜘蛛和昆虫是食物链中两个重要的中间环节,它们共同维持着南矶湿地生态系统的运转和平衡。

连作对甜瓜根际土壤细菌多样性及群落结构的影响

通过高通量测序研究不同连作年限甜瓜根际土壤中细菌的多样性和菌群结构,以期了解甜瓜连作的微生态机制,为连作障碍提供防治参考。研究结果表明:随着连作时间的增加,细菌多样性指数和丰富度指数先增加后下降。从4份甜瓜土壤样本中共获得35门和60属的细菌。优势门有6个,分别为:变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、放线菌门(Actinobacteria)、unclassified-Bacteria和拟杆菌门(Bacteroidota)。其中,变形菌门和拟杆菌门的丰度是先增加后下降,放线菌门丰度呈逐渐下降的趋势,酸杆菌门、芽单胞菌门和unclassified-Bacteria和绿弯菌门丰度呈先下降后上升的趋势;优势属分别为unclassified-Gemmatimonadaceae、unclassified-Bacteria、unclassifiedVicinamibacteraceae、unclassified-Vicinamibacterales、Subgroup-10、溶杆菌属(Lysobacter)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、硝化螺旋菌(Nitrospira)。

长岛毗邻水域硬骨鱼类早期资源群落结构及功能多样性

长岛毗邻水域是黄渤海鱼类洄游迁徙的生态廊道,是黄渤海鱼类连通的关键区域。基于2021年3-12月对长岛毗邻水域开展的鱼卵、仔稚鱼逐月调查,分析了长岛毗邻水域鱼类早期资源丰度时空格局、群落结构更替规律以及群落功能多样性时空差异。结果显示,共采集到36种鱼卵、仔稚鱼,其中,鱼卵和仔稚鱼种类数均为21种,鱼卵总数量为71 695粒,仔稚鱼总数量为1 161尾;主要产卵期为5-8月,主要种类为鳀(Engraulis japonicus)、黄姑鱼(Nibea albiflora)、长蛇鲻(Saurida elongata)、黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)、少鳞[鱼喜](Sillagojaponica)、白姑鱼(Pennahia argentata)、绯[鱼銜](Callionymus beniteguri)、短吻红舌鳎(Cynoglossus joyneri)等,鱼卵密集区位于调查水域东部至西南部的庙岛海峡毗邻水域;仔稚鱼主要集中于5-7月和11-12月,主要种类为鳀、白氏银汉鱼(Hypoatherina valenciennei)、大泷六线鱼(Hexagrammos otakii)、玉筋鱼(Ammodytes personatus)等,仔稚鱼密集区位于调查水域东部、西南部和西北部;春夏季(5-7月)鱼类早期资源群落功能丰富度、均匀度和离散度指数最高,高值区主要分布在调查水域东北部和西南部。长岛毗邻水域鱼卵及仔稚鱼丰度、群落结构及功能具有明显的时空异质性,鱼类繁殖群体的洄游迁徙对长岛毗邻水域鱼类早期资源群落产生深刻影响。

不同基质配比下黄瓜根际细菌群落结构及多样性分析

分析菇渣、锯末不同比例配比下黄瓜植株根际细菌群落结构特征发现,菇渣和锯末复配基质可替代常规商品基质泥炭(CK)栽培黄瓜,为新型基质栽培模式的应用提供依据。与CK相比,用菇渣、锯末按照3种不同比例复配组成的基质栽培黄瓜,其产量、根际细菌多样性和丰富度指数间均显著提高,同时还影响根际细菌的代谢功能,其中菇渣与锯末比例为1∶1时(T2)表现最佳。在门分类水平上,菇渣、锯末复配基质栽培条件下黄瓜植株根际中变形菌门(Proteobacteria)细菌丰度占比均低于CK,但拟杆菌门(Bacteroidota)细菌丰度占比均高于CK,且拟杆菌门(Bacteroidota)是菇渣、锯末复配基质栽培共有的优势细菌门类。在属分类水平上,unclassified_c__Gammaproteobacteria、利姆诺杆菌属(Limnobacter)和朱氏杆菌属(Chujaibacter)是CK条件下黄瓜植株根系特有的优势细菌属;慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、Dokdonella属是菇渣与锯末比例为1∶3(T1)处理下特有的优势细菌属;菇渣与锯末比例分别为1∶1(T2)和3∶1(T3)条件下黄瓜植株根际未发现特有的优势细菌属。通过物种Venn分析,在种分类水平上,菇渣与锯末复配比例在1∶3(T1)、1∶1(T2)和3∶1(T3)处理下均增加了黄瓜植株根际细菌种分类水平数量,提升了根际细菌丰富度和多样性。

硒砂瓜根系不同生态位细菌群落多样性及结构分析

【目的】分析硒砂瓜根系不同生态位细菌群落结构及多样性,为了解硒砂瓜根系微生物组成规律,挖掘微生物资源,维持硒砂瓜根系土壤健康及微生物生态系统稳定提供理论参考。【方法】采用五点取样法采集根围、根际、根表和根内4个生态位土壤样品,分别标记为SRW、SRJ、SRB和SRN,通过使用Illumina Miseq测序平台对硒砂瓜根系不同生态位细菌群落进行解析,探究硒砂瓜细菌群落Alpha多样性指数,包括Sobs、Shannon、Simpson、Chao1和ACE指数,比较各生态位及内生菌与硒砂瓜根系其他生态位在门和属分类水平上的细菌物种差异,并进行主坐标分析(PCoA)及溯源分析。【结果】土壤中(SRW、SRJ及SRB)细菌群落Sobs、Shannon、ACE和Chao1指数均显著高于内生菌群落(SRN)(P<0.05,下同),多样性即Shannon和Simpson指数排序为SRJ>SRW>SRB>SRN,丰富度即ACE和Chao1指数排序为SRW>SRJ>SRB>SRN。硒砂瓜根系不同生态位细菌类群的优势门均为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteriota),各生态位变形菌门占比59.59%~84.62%,4个生态位的优势属均为根瘤菌属(AllorhizobiumNeorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)和固氮菌属(Azotobacter),根瘤菌属占比5.48%~15.68%。PCoA结果显示,硒砂瓜根系不同生态位的群落结构存在显著差异(R2=0.6651,P=0.001)。根系各生态位相对丰度前15的物种中,10个细菌门和8个细菌属的相对丰度存在显著差异。内生菌与硒砂瓜根系其他生态位相对丰度前15的物种中,8个细菌门和5个细菌属的相对丰度存在显著差异。溯源分析结果发现根际细菌群落中有55.70%来源于根围细菌,根表细菌群落中有65.75%来源于根际细菌,根内细菌群落中有90.75%来源于根表细菌,表明硒砂瓜根系不同生态位细菌群落来源之间存在一定相关性。【结论】宁夏硒砂瓜根系不同生态位细菌群落组成丰富,相对丰度有差异且细菌群落来源具有一定相关性,不同生态位对细菌群落具有选择及过滤作用。

秸秆还田下氮素调控对盐碱地玉米根际土壤细菌群落多样性的影响

为探明秸秆还田措施下氮素调控水平对盐碱地玉米根际土壤细菌群落多样性的影响,选取2016—2020年连续5年秸秆还田定位试验土壤,建立盆栽试验,设置不施氮(N0)、施氮量180 kg/hm^(2)(N180)、360 kg/hm^(2)(N360)、540 kg/hm^(2)(N540)4个处理,分析不同氮素调控水平下土壤关键理化因子特性及根际土壤微生物群落多样性变化。结果表明,不同氮素调控水平对土壤全盐含量、pH值及有机质含量无显著性影响(P>0.05)。其中,N360处理相比N0处理显著增加速效氮、有效磷及速效钾含量,且增加脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶的活性。基于高通量测序发现,根际土壤细菌OTU在各处理间大小依次为N180>N0>N540>N360,N180处理相比N0处理提高Chao1指数,而N180、N360、N540处理相比N0处理降低了Shannon指数;群落结构组成显示,N180、N360、N540处理相比N0处理降低门水平下优势菌群变形菌门(Proteobacteria)相对丰度,提高酸杆菌门(Acidobacteria)G6分属及芽单胞菌属(Gemmatimonas)、亚硝化球菌属(Nitrososphaera)相对丰度;冗余分析得出土壤有效磷与细菌群落间关系密切。综上,秸秆还田措施下,施氮量360 kg/hm^(2)处理提高土壤速效养分含量、酶活性,而施氮量180 kg/hm^(2)有助于增加根际土壤细菌OTU,同时能提高土壤细菌物种总数,改善土壤群落结构。

模拟氮沉降对猫儿山亚热带常绿阔叶林土壤细菌多样性和群落结构的影响

为了解大气氮沉降下猫儿山土壤细菌群落的变化规律,以猫儿山亚热带常绿阔叶林为对象,设置4种不同施氮处理[0(CK)、50(Ⅱ)、100(Ⅲ)和150(Ⅳ)g·m^(-2)·a^(-1)],采用高通量测序技术研究不同施氮量对土壤细菌多样性和群落结构的影响。结果表明,处理Ⅲ的特有土壤细菌OTU数量最多。随施氮量增加,辛普森指数降低,处理Ⅱ的辛普森指数最高;随施氮量增加,香农和Chao 1指数均呈先升后降的趋势,处理Ⅲ的香农和Chao 1指数均最高。土壤细菌群落以酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和放线菌门(Actinobacteria)为主。NMDS和聚类分析表明,不同施氮处理未造成细菌群落结构明显分离。LDA分析表明,处理Ⅲ的差异性物种数量最多,绿弯菌门可作为氮添加后的指示性物种。100 g·m^(-2)·a^(-1)施氮量最有利于土壤细菌生长,150 g·m^(-2)·a^(-1)施氮量对土壤细菌生长有一定抑制作用。

6个不同品种荔枝果肉内生细菌群落多样性的高通量测序分析

【目的】内生菌在植物生长发育中发挥重要作用,分析不同品种荔枝果肉内生细菌群落结构及多样性,挖掘和利用潜在荔枝内生菌种资源,为进一步研究荔枝与内生菌互作关系提供参考依据。【方法】以6个不同品种荔枝的果肉组织为材料,PCR扩增16SrDNA的V3~V4区,利用MiSeq高通量测序技术分析果肉组织内生细菌在门、科、属和种分类水平上的群落组成及优势菌群,结合Alpha多样性分析评估内生细菌群落多样性。【结果】对6个品种荔枝果肉内生细菌16S rDNA的V3~V4区进行扩增,共获得2139086条序列,其平均长度为376 bp。不同品种荔枝果肉内生细菌群落在相对丰度和多样性上无显著差异。在门分类水平,变形菌门为主要优势细菌门类,其次为放线菌门。在科、属和种分类水平上,不同品种荔枝内生菌群落结构相似,但相对丰度占比不同。差异菌群分析结果显示,假单胞菌属(Pseudomonas)、果胶杆菌属(Pectobacterium)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)和迪基氏菌属(Dickeya)在优良品种‘鹅蛋荔’‘糯米糍’和‘观音绿’中显著富集,根瘤菌属(Bradyrhizobium)和变形菌属(Snodgrassella)只在‘鹅蛋荔’中富集。根据菌群相对丰度进行聚类分析,‘观音绿’‘糯米糍’和‘鹅蛋荔’的相似性更高。Alpha多样性分析结果表明,6种荔枝果肉内生菌群仅在丰度和多样性上存在差异,但未达到显著水平。【结论】该研究首次分析了6个不同品种荔枝果肉内生细菌的群落结构,并在优良荔枝品种中发现特有的微生物类群富集现象,可为后续提升荔枝品质、开发利用内生菌提供理论依据和重要参考。

不同施肥年限对红壤细菌多样性及群落结构演替的影响

为探讨不同年限施肥处理对旱地红壤细菌多样性和群落结构演替的影响,基于中国科学院红壤生态实验站设置的不同秸秆还田方式长期定位试验,采集种植玉米后第1年(Y2011)、第3年(Y2013)和第7年(Y2017)的土样进行分析。试验处理分为不施肥(CK)、化肥(N)和化肥+秸秆猪粪配施(NSM)3个处理,通过高通量测序技术研究旱地红壤细菌多样性和群落结构差异。结果表明:(1)施肥处理显著提高了土壤有机碳、全氮、全磷和有效磷养分含量,NSM处理对土壤肥力的提升效果比N处理好,且随着施肥年限的延长,提升效果越显著;(2)与Y2011相比,Y2013和Y2017下CK、N和NSM处理的细菌α多样性均显著提高,且N和NSM处理细菌多样性显著高于CK处理;(3)主坐标分析和聚类分析表明,土壤细菌群落主要通过施肥年限聚类在一起,但同一施肥年限下不同施肥处理之间细菌群落结构没有显著差异;(4)土壤全磷是驱动细菌多样性和群落结构变异的最关键因子。本研究从细菌多样性增加的角度,为探索有机培肥下红壤肥力提升和生态系统健康管护提供了科学依据。

不同光伏阵列处理对滇中石漠化地区环境因子及细菌群落组成和多样性的影响

研究石漠化地区光伏电站土壤细菌群落和多样性的变化特征及其关键调控因子,对于评估光伏电站建设对生态环境的影响具有重要意义。选取云南石林光伏示范区内3种不同高度的光伏阵列(高板、中板、低板)以及未架设光伏阵列的对照区域(板外)为研究对象,采用高通量测序技术对土壤细菌进行测序,分析其在不同光伏阵列处理下的变化及对环境因子的响应。结果显示,环境因子、土壤细菌群落组成及多样性会积极响应光伏阵列高度的变化,其中,土壤含水量、pH值、全钾含量、植物多样性沿光伏阵列高度呈显著的增加趋势,而土壤有机质含量与密度呈显著的减少变化;光伏阵列高度的增加显著促进了变形菌门、放线菌门的相对丰度,但会降低酸杆菌的相对丰度。土壤细菌多样性(α和β多样性)沿光伏阵列高度呈显著的增加变化,在高板光伏阵列区域达到最大值;RDA分析和随机森林模型表明,土壤全钾和pH能够显著促进细菌的α多样性,且分别对放线菌门、酸杆菌门的相对丰度具有显著的促进作用,而含水量会显著地改变细菌的β多样性。结果表明,光伏阵列的架设主要通过改变土壤全钾含量、含水量和pH值来影响优势细菌群落和多样性变化。该研究可为石漠化地区光伏电站建设对生态环境影响的评估提供参考。

中川208烟草内生细菌微生物群落结构及其多样性

【目的】分析中川208四个器官(根、茎、叶、花)的细菌群落多样性与物种组成,为利用中川208内生细菌资源提供科学依据。【方法】以中川208的根、茎、叶、花为研究对象,采用高通量测序与生物信息学分析方法,解析中川208不同器官内生细菌的群落结构与物种组成,探讨植物养分特征对优势细菌菌群的调控作用。【结果】(1)从中川208四种样品中共获得5460条特征序列(amplicon sequence variants:ASVs),归属于19门、72纲、161目、285科和389属。(2)各样本的细菌群落多样性为根>茎≥花>叶。Beta多样性和聚类分析表明,中川208的根和叶内生细菌群落组成较相似,与花和茎有明显区别。(3)物种组成上,根、茎、叶内以变形菌门和放线菌门相对丰度最高,花中以厚壁菌门和拟杆菌门的相对丰度最高。LEfSe分析结果表明,中川208不同器官中的细菌群落构成在属水平上存在显著差异性,特别是细菌属不动杆菌、短波单胞菌、异根瘤菌、芽孢杆菌、金黄杆菌、肠杆菌、另枝菌、毛螺菌、普拉梭菌、瘤胃球菌和Rosenbergiella的相对丰度在茎、叶、花内差异显著。(4)冗余分析表明,烟株总N(R2=0.730, P <0.001)、总糖(R2=0.883, P <0.001)和Mg(R2=0.907, P <0.01)含量与各器官中的优势细菌群落分布密切相关。【结论】中川208内生细菌群落多样性自根依次向花、茎、叶呈递减趋势,且不同器官中的内生细菌群落在物种组成上具有明显差异性。中川208植物器官中存在多种显著富集的细菌菌群,值得进一步研究与开发利用。

昆嵛山常见林型土壤细菌的群落结构及多样性分析

本研究依托国家级自然保护区昆嵛山,分析其常见林型的土壤细菌群落结构与多样性,研究林分差异对土壤细菌群落的影响,为该区域森林健康和可持续发展提供理论支持,同时加深对植物与微生物之间相互作用的认识。选取赤松林(Pinus densiflora forest)、麻栎林(Quercus acutissima forest)、赤松-麻栎混交林、刺槐林(Robinia pseudoacacia forest)和杂木林为研究对象,以无林地为对照,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析了6种林型下土壤细菌多样性、群落组成的差异,及其与土壤化学性质的关系。结果显示:变形菌门(Proteobacteria)是优势菌门,其次主要类群有酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)等。不同林型显著影响土壤细菌群落丰富度、均匀度指数,其中麻栎林土壤细菌多样性指数最高,混交林土壤细菌多样性指数最低,麻栎林土壤的ACE指数和Shannon指数均显著高于赤松林、杂木林、刺槐林和混交林。不同林型土壤细菌多样性变化可能与土壤pH值差异密切相关。NMDS和ANOSIM分析显示不同林型间土壤细菌群落结构具有显著差异(P <0.05),推断不同林型间植物凋落物及根系分泌物差异可能是驱动细菌群落变化的重要原因;此外,对环境因子与土壤细菌群落结构差异的关联分析显示,土壤全磷与有效磷含量可能是影响昆嵛山不同林型土壤细菌群落结构差异的关键环境因子。本研究从细菌多样性和群落结构对林型变化响应的角度,为探索温带森林生态系统健康管理提供了科学依据。

接种自生固氮菌对玉米根际土壤酶活性和细菌群落功能多样性的影响

为了探索玉米根际土壤微生态特征对接种自生固氮菌的响应机理,在盆栽实验条件下,研究了3株自生固氮菌—褐球固氮菌(Azotobacter chroococcum YCYS)、芸苔叶杆菌(Phyllobacterium brasssicacearum QL54)和类芽孢杆菌(Paenibacillus sabinae MX31)接种盆栽玉米(Zea mays L.)之后,玉米根际土壤酶活性和细菌群落功能多样性的变化。结果表明,接种自生固氮菌对玉米根际土壤酶活性和细菌群落功能多样性产生了一定的影响,而且不同自生固氮菌之间的接种效果有一定的差异。接种褐球固氮菌(A.chroococcum YCYS)和类芽孢杆菌(P.sabinae MX31)玉米根际土壤脲酶活性分别比对照高20.55%和9.58%。然而接种处理对玉米根际土壤碱性磷酸酶活性的影响差异不显著(P>0.05)。BIOLOG结果显示,接种自生固氮菌可以提高细菌总代谢活性,其中接种褐球固氮菌(A.chroococcum YCYS)处理的AWCD是对照的1.8倍,并且细菌群落丰富度指数(R)显著高于对照(P<0.01)。不同接种处理土壤根际细菌生理碳代谢优势群落结构不同。主成分分析(PCA)表明接种自生固氮菌可以调控根际土壤细菌群落功能多样性。