养殖水体Biolog Eco板培养时间对微生物多样性分析结果的影响

为了确定Biolog Eco方法分析养殖水体微生物多样性时合适的培养时间点,分别以1个鲢鱼单养池塘和4个南美白对虾精养池塘水样为研究对象,考察水样微生物群落颜色平均变化率(average well color development,AWCD)、6类碳源利用情况、多样性指数和主成分分析达到没有显著差异的时间点,以及不同时间点对5种水样的区分情况.结果显示,每个水体样品微生物群落的AWCD、6类碳源利用情况、多样性指数和主成分分析达到没有显著差异的时间不同.5种水样微生物群落各项功能指标均没有显著差异的时间点分别为144、192、168、168和120 h,均为水样AWCD值达到没有显著性差异的时间点或之后的24~48 h.ANOSIM分析证实72~192 h各时间点5种水样的群落底物利用特征(community substrate utilization profile,CSUP)均存在显著差异(P<0.05),5种水样均可被区分.SIMPER分析表明随着培养时间的延长各水样之间CSUP的差异百分比逐步降低.总之,微生物群落的各项功能指标在AWCD值达到没有显著差异的时间点趋于稳定,AWCD曲线指数增长期时间点水样的差异度高于稳定期.

小麦蚕豆间作对蚕豆根际微生物群落功能多样性的影响及其与蚕豆枯萎病发生的关系

通过田间小区试验,研究了小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发生和根际微生物代谢功能多样性的影响。结果表明,小麦与蚕豆间作使蚕豆枯萎病的发病率和病情指数分别比单作显著降低20%和30.4%。与单作相比,间作处理显著增加了蚕豆和小麦根际微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD),其中间作蚕豆的AWCD值最高,比单作增加82.7%,单作蚕豆最低。间作蚕豆和间作小麦根际微生物的Shannon多样性指数与丰富度指数均显著高于单作,间作使蚕豆和小麦的丰富度指数分别增加29.2%和30.3%。根际微生物对6类碳源的利用强度百分比以糖类、羧酸类和氨基酸最高,分别为41.96%,19.80%和18.13%。主成分分析表明,小麦与蚕豆间作改变了根际微生物的群落组成;相关分析表明,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的主要碳源,其中氨基酸类碳源是最敏感的碳源。小麦与蚕豆间作增加了根际微生物活性,提高了Shannon多样性指数和丰富度指数,改变了微生物群落功能多样性,是抑制蚕豆枯萎病的有效措施为阐明根际微生物功能多样性变化在间作体系病害控制中的作用与机制奠定了理论基础。

养殖池塘水质理化因子与微生物群落碳代谢的定量关系

应用Biolog Eco微板技术和统计学方法,分析了循环水养殖池塘水质理化因子与微生物群落碳代谢特性的关系。结果显示:水质理化因子主成分分析表明循环塘与对照塘具有不同的水质理化特征;池塘水体总氮TN、总磷TP、细菌总数BN与微生物代谢活性正相关,TN、BN与微生物代谢多样性Shannon指数、Simpson指数、McIntosh指数正相关;冗余分析表明,循环塘的微生物群落代谢活性与对照塘具有明显的差异,且TN、化学需氧量COD Mn、总溶解固体TDS、TP等环境因子对养殖池塘微生物群落代谢的差异性贡献最大。

绿肥套作对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响

以Biolog技术研究了套作绿肥对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响,为绿肥与烟草套作栽培模式的应用提供理论依据,结果表明:团棵期和成熟期表征土壤微生物碳代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)均为套作草木犀>套作黑麦草>对照,说明套作绿肥对土壤微生物利用碳源的能力影响显著。土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为套作草木犀>套作黑麦草>对照,且套作草木犀的土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为最大值,说明套作绿肥影响了植烟土壤的微生物群落结构,提高了植烟土壤微生物群落多样性。不同碳源的代谢强度分析表明,不同绿肥及不同生长时期土壤微生物对氨基酸类、羧酸类和糖类的利用程度明显高于氨/胺类、其他化合物类和聚合物类碳源。主成分分析表明,套作绿肥及不同生长期植烟土壤的微生物群落功能多样性具有明显的差异,糖类、其他化合物类和羧酸类对微生物碳代谢差异起主要作用。套作绿肥增强了土壤微生物对碳源的利用能力,提高了植烟土壤的微生物群落结构和群落功能多样性,并且套作草木犀的效果更为明显。

树脂膜和硫膜控释尿素对小麦近根区土壤微生物多样性的影响

利用Biolog ECO微孔板技术,从微生物功能多样性的角度,通过田间试验研究树脂膜和硫膜控释尿素对小麦近根区土壤微生物多样性的影响。研究结果表明:硫膜控释尿素在培养初期提高了小麦近根区土壤微生物利用单一碳源的能力,但随着时间延续逐渐降低,而树脂膜控释尿素则越来越强;在N300 kg/hm2条件下,硫膜控释尿素对全部碳源利用能力最高,在N210 kg/hm2条件下树脂膜控释尿素最高;在两种施氮量条件下,培养初期均为硫膜控释尿素有利于提高小麦近根区土壤微生物群落的多样性。

秭归张家冲坡耕地作物类型对土壤微生物功能多样性的影响

湖北省秭归县张家冲小流域位于三峡库区,土地资源贫瘠,生态环境脆弱。为探讨相似土壤环境下,种植不同作物的坡耕地土壤微生物的碳源代谢是否有差异,我们选择该地水土保持站试验田坡耕地3种典型作物(柑橘、茶树、花生)及有无树篱搭配共计6种处理的6块样地,采得18个土样,测定了土壤理化性质,通过Biolog ECO微平板技术研究土壤微生物功能多样性,并运用多元统计方法,探索土壤微生物功能多样性与土壤理化性质的关系。结果表明,土壤理化性质及土壤微生物受种植作物类型的影响。花生样地速效养分含量最低(P<0.001)。柑橘无树篱样地土壤微生物活性最高,即Biolog培养的平均颜色变化率(AWCD)最大(P<0.05)。不同作物样地土壤微生物功能多样性顺序为:柑橘地>花生地>茶树地(P<0.05)。总体来看,样地土壤微生物主要代谢碳源类型为多聚物类和氨基酸类。芳香类和胺类碳源代谢在不同作物样地间存在显著差异(P<0.05),有无树篱对糖类和羧酸类碳源代谢有较大的影响(P<0.01)。柑橘样地土壤微生物碳源代谢受土壤理化因子影响较小,茶树样地土壤微生物的代谢与土壤pH、碱解氮、速效磷等相关性较高,而花生样地土壤微生物的代谢却与总氮、速效钾相关性较高。研究表明:在该地贫瘠的土壤中,不同作物土壤理化性质、土壤微生物代谢活性、多样性及碳源代谢类型存在差异;土壤微生物代谢特征与土壤理化性质有关。

微生物多样性对土壤碳代谢特征的影响

土壤微生物群落在生态系统过程中发挥着重要的作用,而关于土壤微生物多样性对生态系统功能的影响无一致结论.为了研究微生物多样性对土壤碳代谢特征的影响,将稀释10^(-1)、10^(-3)和10^(-5)倍(D1、D3和D5)的庞泉沟阔叶混交林土壤悬浮液接种在灭菌的土样中.通过碱式滴定法和Biolog Eco板等实验方法测定了不同多样性梯度下土壤碳矿化速率和碳代谢利用模式的变化.结果表明培养6周后,D1处理的碳矿化速率、累积碳矿化量、平均孔颜色变化率(AWCD)和多样性指数(Shannon、Mc Intosh和丰富度指数)均显著高于D5处理.且相关分析表明,累积碳矿化量和AWCD与丰富度呈显著负相关.对碳源吸光度做主成分分析(PCA)和单因素方差分析发现微生物多样性梯度的土壤碳源利用模式也存在差异.因此,微生物多样性下降影响土壤的碳矿化速率和碳源利用模式,导致陆地生态系统的功能发生改变,在森林土壤管理中,应重视土壤微生物物种多样性变化对生态系统功能的影响.

海南岛不同林龄的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性

为研究不同林龄木麻黄(Casuarina equisetifolia)林地土壤微生物功能多样性的动态变化,通过Biolog系统对海口市桂林洋开发区滨海不同林龄(幼龄林(林龄5–8年)、中龄林(林龄15–20年)和成熟林(林龄30年及以上))的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性进行了分析。结果表明:(1)对照裸地和成熟林林地土壤微生物对所使用的Biolog-ECO微孔板中的31种碳源的利用率和对这31种碳源的各分类碳源的利用率高于中龄林与幼龄林林地;(2)Shannon-Wiener指数(H′),McIntosh、Simpson多样性指数随着林龄增大而增大,不同林龄林地间的H′差异显著,幼龄林和中龄林的McIntosh、Simpson多样性指数无显著差异;(3)主成分分析结果表明,在主成分分离中起分异作用的主要碳源为单糖和氨基酸。林地土壤微生物群落多样性随着林龄增加而增高,这可能是林分凋落物、植物根系分泌的次生代谢物、土壤养分、林地土壤特异性微生物等共同作用的结果。