危害油樟的东方绢金龟肠道细菌多样性分析及功能菌株筛选

本文以危害油樟的东方绢金龟为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术与纯培养技术相结合的方法,分析东方绢金龟肠道细菌的多样性和群落结构,并利用不同的功能选择培养基筛选功能菌株,丰富特有的功能菌种资源。Illumina Miseq测序结果表明,东方绢金龟肠道细菌隶属于15门、25纲、57目、98科、141属、188种,优势门为厚壁菌门,优势属为毛螺菌科的未分类属与丹毒杆菌属;可培养肠道细菌结果分析表明,128株菌隶属于4门、5纲、6目、7科、10属,优势门为朊细菌门,优势属为沙雷氏菌属;运用功能选择培养基筛选出19株产蛋白酶功能菌、13株产酯酶功能菌、9株产脂肪酶功能菌。研究结果解析了东方绢金龟肠道细菌的多样性,为今后深入了解东方绢金龟肠道细菌在调控东方绢金龟与寄主植物油樟互作关系中的作用奠定基础。

行NOTES保胆治疗患者术后3个月内肠道菌群的变化

目的探讨行自然腔道内镜手术(natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES)保胆取石(或取息肉)治疗对胆囊良性病变患者肠道菌群的影响。方法纳入诊断为胆囊良性病变并拟行消化内镜下微创保胆治疗的患者15例,分别采集围手术期术前1周内和术后3个月内的粪便样本。利用Illumina Miseq测序平台,对细菌的16S rRNA基因V3~V4可变区进行高通量测序,并对测序结果进行生物信息学分析。结果患者术后3个月内与术前1周内肠道菌群相比,多样性显著减少,与营养代谢吸收相关的拟杆菌门显著增加,厚壁菌门/拟杆菌门(F/B)比率显著降低,肠道菌群结构仍存在明显差异,主要体现为:一些与胆汁酸代谢相关菌如脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)显著增加;部分与肥胖相关的菌属如布雷德菌属(Bulleidia moorei)、长链多尔氏菌(Dorea longicatena)显著减少,部分与短链脂肪酸代谢相关菌如灵巧粪球菌(Coprococcus catus)、产气柯林斯菌(Collinsella aerofaciens)、甲酸芽殖菌(Gemmiger formicilis)、粪罗斯氏菌(Roseburia faecis)显著减少;部分有害菌如哈氏梭菌(Clostridium hathewayi)、韦荣氏球菌属(Veillonella)显著增加。结论胆囊良性疾病患者行NOTES保胆取石(或取息肉)治疗术后3个月内,肠道菌群多样性仍显著减少、胆汁酸代谢相关菌增加、短链脂肪酸产生菌减少、部分有害菌增加。总体上,肠道菌群尚未完全恢复,仍处于失调状态。

不同地点和复垦方式煤矸石山土壤中丛枝菌根真菌群落变化

以山西省大同市晋华宫人工复垦和自然恢复煤矸石山以及忻州窑自然恢复煤矸石山为研究对象,采用IlluminaMiSeq高通量测序技术对三座煤矸石山土壤AM真菌群落组成进行分析,并测定其土壤理化性质,以探究不同地点煤矸石山不同复垦方式下土壤中丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)群落组成的差异及其土壤影响因子。结果表明:晋华宫人工复垦煤矸石山和忻州窑自然恢复煤矸石山AM真菌多样性指数(Chao指数和香农-威纳指数)存在显著差异,但晋华宫人工复垦和自然恢复煤矸石山AM真菌群落的多样性指数差异不显著。试验共检测到67个AM真菌OTUs,可鉴定到3个AM真菌属级分类单元,其中球囊霉属(Glomus)在晋华宫人工复垦煤矸石山、晋华宫自然恢复煤矸石山和忻州窑自然恢复煤矸石山中均为最优势菌,多样孢囊霉属(Diversispora)、类球囊霉属(Paraglomus)仅出现在晋华宫自然恢复煤矸石山。多元置换方差分析和多维尺度分析结果表明,晋华宫两种恢复方式的煤矸石山之间AM真菌群落组成差异不显著,而晋华宫与忻州窑两个地点的煤矸石山AM真菌群落组成差异显著。AM真菌群落差异与土壤全氮、有机碳含量和AM真菌孢子密度相关。综上,晋华宫人工复垦(10~20a)煤矸石山土壤AM真菌群落可达到与自然恢复(50~60a)煤矸石山较为一致的效果。两个地点煤矸石山土壤AM真菌群落差异较大,土壤全氮、有机碳含量和AM真菌孢子密度是驱动AM真菌群落组成差异的主要因子。

白芨滩地区不同生物土壤结皮类型对微生物群落结构和组成的影响

白芨滩国家级自然保护区及其周边植被恢复有利于改善区域生态环境,而植被恢复良好的区域内镶嵌分布着大面积藓结皮和藻结皮,其在防风固沙、改善荒漠生态系统地表土壤质量等方面发挥着重要作用。为深入了解该区域不同生物土壤结皮中微生物群落结构及其差异,选取藓结皮和藻结皮镶嵌分布的地表覆盖区设置取样点,分别对藓结皮和藻结皮进行细菌和真菌的Illumina MiSeq测序。结果表明,不同生物土壤结皮中细菌群落和真菌群落α多样性趋于一致,仅反映细菌群落丰富度的ACE和Chao指数在藓结皮中显著高于藻结皮。不同生物土壤结皮形成以微枝形杆菌属、红色杆菌属、地嗜皮菌属、芽球菌属、鞘氨醇单胞菌属、土壤红杆菌属、微红微球菌属、类诺卡氏菌属和苔藓杆菌属等为主要类群的细菌群落结构以及以赤霉菌属、Knufia、被孢霉属、石果衣属、链格孢属、Bahusakala、Phaeomycocentrospora、光黑壳属和Omphalina等属为主要已知类群的真菌群落结构。藓结皮中,红色杆菌属细菌相对丰度显著低于藻结皮,而苔藓杆菌属细菌相对丰度显著高于藻结皮。藓结皮中,Knufia、Bahusakala、Omphalina、Lamprospora、Vishniacozyma、Phoma、Entoloma和Trichoderma等属真菌相对丰度显著高于藻结皮;而藓结皮中,Powellomyces、Sporormiella、Thielavia、Iodophanus、Agaricus和Acrophialophora等属真菌相对丰度显著低于藻结皮。生物土壤结皮类型对细菌和真菌群落结构均产生显著影响,分别能够解释不同生物土壤结皮细菌和真菌群落结构差异的14%和8%。这些结果可为深入认识该区域不同生物土壤结皮在荒漠生态系统恢复过程中所具备的生态功能提供微生物多样性数据支撑。

基于Illumina MiSeq高通量测序的燕麦种带细菌多样性及功能分析

采用高通量测序法,分析7份来自不同地区的燕麦种带细菌群落的细菌丰度、Alpha多样性、Beta多样性和物种组成差异,并采用PICRUSt和FAPROTAX功能预测的方法分析了各种带细菌间的丰度差异。结果显示:1)7份燕麦中共获得5187个细菌可操作分类单元(OTUs),主要归属于33个门、180个目和435个属。2)基于OTUs的丰度及注释信息,7份燕麦种带细菌群落中变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、放线菌门和蓝菌门为优势菌门,立克次氏体目和鞘脂单胞菌目为优势菌目,鞘氨醇单胞菌属、Solibacter和假节杆菌属为优势菌属。3) Alpha多样性和Beta多样性表明不同燕麦品种的细菌群落多样性和群落结构具有较大差异,其中LXY-5具有最大的Alpha多样性。LEFSe分析更进一步显示不同的燕麦品种生物标记的物种不同。4) PICRUSt和FAPROTAX功能预测分析表明,燕麦种带细菌群落主要有代谢、有机系统和人类疾病3个代谢通路,分属于有42个KEGG和24个COG的二级代谢途径;FAPROTAX功能注释后共获得52个生态功能。研究结果为明确燕麦种带细菌多样性及开发新型基因资源提供了理论依据。

贝莱斯芽孢杆菌D61-A对水稻根际土壤细菌群落结构的影响

为探究贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)D61-A对水稻促生长作用及对根际细菌群落结构的影响,通过菌悬液灌根处理,并于水稻苗期采集水稻样品,测定株高、根长、鲜重及干重,分蘖期采集根际土壤样品,提取土壤中的总DNA并使用高通量测序(Illumina MiSeq)技术对水稻根际细菌群落结构进行分析。结果显示:D61-A对水稻有促生长作用,D61-A处理组茎长和鲜重显著大于对照组,分别增加了23.19%和15.02%;经D61-A处理的水稻根际土壤细菌Sobs指数、Chao指数、Shannon指数和Coverage指数均高于对照组,且Sobs指数和Chao指数显著高于对照组,表明D61-A处理后水稻根际细菌群落多样性更丰富;PCoA分析结果显示处理组和对照组的细菌群落组成存在明显差异;土壤细菌群落结构分析和多物种差异性检验显示,经D61-A处理后细菌数目显著增加,丰富了根际土壤细菌的群落结构,其中绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)为水稻根际土壤的主要优势菌群。结果表明贝莱斯芽孢杆菌D61-A具有较大的生防潜力。

基于Illumina MiSeq的麋鹿粪样菌群多样性分析

为探究麋鹿(Elaphurus davidianus)肠道菌群的结构和组成,为麋鹿消化道疾病防治提供有价值的基础数据,应用Illumina MiSeq对4个麋鹿栖息地32只麋鹿粪便样本的16S rRNA的V3—V4可变区进行扩增,结合样本的OTU种类及丰度,用R软件进行聚类和主成分分析(PCA),并计算多样性指数。结果表明:共获得1 438 677条有效序列,平均每个样品有(44 959±12 153)条有效序列;将序列拼接优化,在97%相似度条件下获得31 459个物种分类的OTUs,平均每个样品为(983±240)个OTUs;平均读长为426 bp。对测序数据注释后共获得11个门和74个属,在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌群;优势菌属(相对丰度大于1%)一共有15种,占89%。Alpha多样性物种指数范围区间较大,香农指数为2.42~5.83,辛普森指数为0.007 3~0.148 6,表明不同麋鹿的细菌多样性存在差异。运用主成分分析,将4地的麋鹿粪便样品聚为3个群落,其中石首麋鹿国家级自然保护区、大部分辽宁辽阳千山鹿场样品分别聚在一起,而北京麋鹿生态实验中心、河北滦河上游国家级自然保护区和少量辽宁辽阳千山鹿场样品聚在一起。研究表明,随麋鹿迁出时间的延长,麋鹿肠道菌群聚类分析的远近越明显,可能与迁出地的麋鹿饮食改变有关。

碱性植烟土壤微生物群落对深耕培肥的响应特征研究

为构建山地植烟土壤良好耕层,在保山市碱性植烟土壤区域设置随机区组大田试验,以深耕(30 cm)为主处理,不同培肥模式为副处理,于耕作前和烤烟收获后测定主要土壤理化性质,采用Illumina MiSeq测序技术分析微生物多样性、种群丰度、群落结构和功能类群特征,探讨深耕培肥对碱性植烟土壤质量改善效果。多样性分析结果显示,深耕配施生物有机肥和化肥处理的微生物种群的Chao指数和Shannon指数差异性不显著,但促进了微生物尤其是真菌群落组成结构差异性增强。微生物群落组成分析结果表明,与耕作前相比,化肥处理的Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Mortierellomycota(被孢霉门)和Basidiomycota(担子菌门)的丰度显著增加,Actinobacteria(放线菌门)和Ascomycota(子囊菌门)种群丰度显著降低;增施生物有机肥处理的Proteobacteria和Mortierellomycota的丰度显著增加,Chloroflexi、Acidobacteria和Basidiomycota的丰度显著下降;与化肥处理相比,增施生物有机肥处理的Actinobacteria、Proteobacteri和Ascomycot种群丰度显著增加,Chloroflexi、Acidobacteria和Basidiomycot丰度显著降低。BugBase表型预测和FUNGuild功能预测结果表明,深耕配施生物有机肥和化肥处理的致病性细菌和真菌丰度显著下降,显著提高土壤微生物功能类群丰度。相关性结果表明,土壤容重和有机质是影响土壤微生物群落结构的主要理化因子,深耕配施生物有机肥和化肥通过改善土壤理化性质而调节土壤细菌和真菌群落结构组成,提升有益微生物种群丰度、降低病原菌丰度。

大于80年自然风干保存土壤中甲烷氧化菌的复苏与富集

本研究通过对长期保存的土壤标本中甲烷氧化菌的复苏和富集培养,明确了活性甲烷氧化菌类群及其氧化甲烷潜力,同时分析了对长期干旱胁迫有较强抗逆性的甲烷氧化菌种类。研究主要针对自然风干保存83~87年的采集自福建龙岩荒地、江西南昌水田、四川华阳旱地、甘肃榆中林地、青海湟源和青海都兰牧场的6个土壤标本进行了高浓度甲烷条件下的微宇宙培养,利用气相色谱法测定了甲烷气体浓度动态变化情况以研究其甲烷氧化能力;在获得富集培养物后提取基因组DNA,利用16S rRNA和pmo A基因高通量测序分析了整体微生物和甲烷氧化菌的群落结构;同时,利用两种基因的长片段克隆测序对优势甲烷氧化菌序列进行了系统发育分析。结果显示:经过短暂的复苏,6例土壤档案样品均表现出强烈的甲烷氧化活性,前两代富集液甲烷氧化速率较慢,甲烷氧化速率仅为1.4~3.8μg/(mL·h),而第三代富集液的甲烷氧化速率达到了4.9~7.7μg/(mL·h)。其中,福建龙岩、江西南昌、青海都兰3个样品的富集物还可以将高浓度甲烷持续氧化到大气甲烷浓度(1.8μL/L)以下。高通量测序结果表明,6种富集物中甲烷氧化菌在细菌总量中的占比为39%~85%;pmoA功能基因分析表明,富集物中的优势甲烷氧化菌均为Methylocystis(TypeⅡa)。克隆序列的系统发育分析表明,富集到的Methylocystis种类和已知的Methylocystis rosea strain BRCS1亲缘关系最近,16S rRNA基因相似性为99.86%,pmoA基因相似性为99.05%。可见,TypeⅡa型Methylocystis属甲烷氧化菌具有强大的抗干旱胁迫的能力,经80年的风干保存后其活性仍可以迅速恢复,TypeⅡ甲烷氧化菌在未来将拥有更大的应用空间和价值。此外,长期保存的土壤档案样品仍具有较高的潜在生物活性,因此风干保存的土壤样品同样具有重要的微生物学研究价值。

间作柿子树对苹果根际土壤微生物群落结构和功能的影响

【目的】揭示柿子树与苹果树间作体系下,苹果根际土壤的微生物群落结构和理化性质。【方法】以间作(I)和非间作(NI)的苹果根际土壤为材料,采用高通量测序技术,对苹果根际土壤微生物群落结构进行分析。【结果】间作柿子树增加了苹果根际土壤有机质(OM)、水解性氮(AN)、全磷(TP)含量,降低了土壤中有效钾(AK)含量。Alpha多样性分析表明,间作对苹果根际土壤细菌丰富度指数和多样性指数无显著影响,但显著降低了根际土壤真菌的Ace指数(P=0.03)。β多样性分析表明,间作和非间作土壤细菌和真菌群落结构都存在显著差异。LEfSe分析发现,间作显著增加苹果根际土壤中17个细菌属丰度,分别为Sporacetigenium、Tepidisphaera、Agromyces、Alkanindiges、Phycisphaera、假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas)、Terrimonas、Pseudohaliea、Paenisporosarcina 9个已知属,8个未知属;显著降低4个细菌属丰度,分别为Sporichthya、Methylocystis、Devosia、Altererythrobacter。间作显著增加1个真菌属丰度,为Arthrographis;降低3个真菌属丰度,分别为柱孢属(Cylindrocarpon)、Metacordyceps、外瓶霉属(Exophiala)。Spearman相关性分析表明,根际细菌属Pseudomonas与有效磷(AP)、全磷(TP)呈显著正相关,真菌属Naganishia与有效磷(AP)呈显著正相关;真菌属Polyscytalum、Minimedusa与有效磷(AP)呈显著负相关。PICRUSt2结果显示,间作显著降低了根际细菌碳水化合物运输和代谢以及胞外结构两大类功能丰度;FUNGuild功能分析显示,间作显著降低了病原-腐生过渡型真菌在苹果根际土壤的丰度。【结论】苹果与柿子树间作可提高苹果根际土壤OM、AN、TP含量,显著增加根际有益微生物的相对丰度,减少病原真菌微生物的相对丰度,为探讨间作抗病机理提供数据参考。

高通量测序解析烟草苗床期基质细菌和真菌群落结构与多样性变化

【背景和目的】烟苗的生长发育状况与育苗基质微生物密切相关,为了解烟苗育苗阶段基质细菌和真菌群落结构与多样性特征。【方法】采用IlluminaMiSeq高通量测序对育苗基质中细菌和真菌群落进行测序与分析。【结果】不同育苗阶段基质(播种后第10~66 d)真菌和细菌在菌群结构及相对丰度均存在差异。基质中优势细菌门均为变形菌门Proteobacteria(65.60%~72.80%)、拟杆菌门Bacteroidetes(16.75%~21.35%)和酸杆菌门Acidobacteria(1.38%~4.67%);优势细菌属均为德沃斯氏菌属Devosia(4.81%~14.20%)、罗河杆菌属Rhodanobacter(1.60%~6.19%)、戴氏菌属Dyella(0.38%~8.92%)等,其中,德沃斯氏菌属和罗河杆菌属在播种第66 d的相对丰度较第10 d分别降低8.6%和3.31%。播种第38 d基质细菌Shannon多样性指数和ACE丰富度指数最低,分别为7.25和1161.10;播种第24 d和66 d基质细菌Shannon多样性指数最高,分别为8.15和8.01。基质中优势真菌门均为子囊菌门Ascomycota(16.84%~23.55%)、担子菌门Basidiomycota(4.93%~11.95%)和Aphelidiomycota(0.04%~5.32%);优势真菌属均为假裸囊菌属Pseudogymnoascus(0.42%~11.63%)、节丛孢属Arthrobotrys(0.28%~14.29%)、革菌属Tomentella(0.21%~8.96%)等,其中,节丛孢属和革菌属在播种第52 d的相对丰度较第10 d分别提高14.01%和8.57%。播种第24 d基质真菌Shannon多样性指数最低,为3.93;播种第10 d和52 d基质真菌Shannon多样性指数最高,分别为5.57和5.86。功能预测显示,播种66 d内烟苗基质细菌主要功能分布在代谢类、遗传信息处理类和环境信息处理类等;真菌主要功能分布在腐生类和外生菌根类。【结论】烟草苗床期基质细菌和真菌群落种类无显著变化,但其相对丰度与多样性指数在不同育苗阶段存在差异。

基于Illumina Miseq高通量测序技术探究藏茶发酵过程中微生物菌群变化

应用Illumina Miseq高通量测序技术,研究藏茶毛茶(MC)、发酵阶段(S1~S5)及成品茶(S6)中的微生物的多样性与群落结构,并从成品茶(S7)中分离纯化出三株优势曲霉进行鉴定。结果表明,在S1~S5阶段,真菌丰度和多样性先降低后增加,而细菌丰度和多样性先增加后减少;β多样性分析表明,S1~S5阶段藏茶中微生物组成趋于相近,而毛茶与成品茶均与S1~S5阶段有明显区分。优势真菌为子囊菌门曲霉属,经分离纯化鉴定为冠突曲霉、泡盛曲霉和米曲霉;细菌以变形杆菌、厚壁菌、放线菌和拟杆菌为优势菌,发酵全过程无稳定的优势细菌。

基于Illumina MiSeq技术的冷鲜肉食品微生物群落多样性分析

为了分析冷鲜肉在冷冻过程中微生物群落变化,选取不同冷冻时间的冷鲜肉作为样品,采用Illumina MiSeq技术解析微生物结构,并获取微生物群落多样性分析结果;随着冷鲜肉冷藏时间的增长,样品OTU数量从209下降至98~125。通过分析Chao index与Shannon index的计算结果可知,冷冻时间较短的试验D组具有更高值。冷鲜肉微生物群落结构中,样品中嗜冷菌属和Oceanisphaera的相对丰度超过89%。微生物群落主成分分析时,冷冻时间较短的样本点与冷冻时间最长的样本点,在PC1水平上处于两个极端,菌群结构变化显著。随着冷鲜肉冷冻处理时间的增长,食品微生物群落多样性大幅下降,但是嗜冷菌属与Oceanisphaera作为优势菌数量开始增加。结果表明,在冷鲜肉食品微生物检测过程中,该方法可以获得更加全面的微生物群落多样性分析结果,快速得出冷鲜肉处理过程中影响较大的优势腐败菌,为后期食品质量提升提供依据。

稻油轮作农田土壤碳氮微生物群落多样性特征

在洱海流域水稻-油菜轮作农田设置不同有机碳源相同施用量的7 a长期定位试验,该文基于土壤碳氮转化功能基因cbbL和nifH,运用Illumina-MiSeq高通量测序技术,解析土壤固碳和固氮功能厌氧微生物群落Alpha多样性、Beta多样性及种群组成对有机碳源输入的响应特征。结果表明,有机碳源对土壤碳转化功能厌氧微生物群落的Alpha多样性影响不显著(p≥0.05),而显著降低氮转化功能厌氧微生物的Observed species指数和Shannon指数(p<0.05)。有机碳源输入可促进土壤碳氮转化功能厌氧微生物群落差异性增强,显著提高了变形菌门和放线菌门种群的相对丰度(p<0.05)。在土壤环境因子中,土壤有机质含量对固碳厌氧细菌群落的解释度最高,全氮含量对厌氧固氮细菌群落的解释度最高。有机碳源的外源输入主导了氮转化功能厌氧微生物种群的生理生态功能,进而对氮转化作用的过程产生影响。研究结果有助于准确了解土壤厌氧微生物结构变化对土壤碳氮素变化产生的影响及其途径,为区域农田生态系统优化管理及合理保护提供理论支撑。

山羊瘤胃与粪便微生物多样性

本试验旨在应用高通量测序技术比较山羊瘤胃和粪便微生物的结构与组成。选取6只10月龄波尔山羊,饲喂精粗比为3∶7的饲粮14 d后采集瘤胃液（R组）和粪便样品（F组）（每组6个重复,每个样品为1个重复）。提取总DNA后用古菌/细菌16S rRNA通用引物扩增V4~V5区,并用Illumina Mi Seq平台测序。结果表明：1）共获得有效序列227 729条,聚类后得13 601个运算分类单位（OTU）。2）所得OTU经物种注释99.337%被归类为细菌界,F组相对丰度最高优势菌门为厚壁菌门（65.400%）,R组相对丰度最高优势菌门为拟杆菌门（60.188%）。3）从所有样品中共检测到129个科,F组中相对丰度最高为瘤胃球菌科（37.705%）,极显著高于R组（P〈0.01）,而R组中,相对丰度最高的为普雷沃氏菌科（29.959%）,极显著高于F组（P〈0.01）。4）在粪便样品和瘤胃液样品种共检测到258个属,F组相对丰度最高的属为瘤胃球菌科未分类的属（26.914%）,R组相对丰度最高为普雷沃菌属（28.621%）。5）所有12个样品间共发现了14个共享属,其中相对丰度最高的为厚壁菌门下的梭菌属4（Clostridium_Ⅳ,1.748%）。本试验结果表明瘤胃和粪便中微生物组成存在着较大差异,瘤胃中还有许多未被分类鉴定且相对丰度较高的微生物,需要进一步研究。

基于Illumina MiSeq技术分析腌干鱼加工过程中微生物群落多样性

为研究传统和乳酸菌法加工腌干鱼过程微生物的变化规律,为优化腌干鱼工艺提供理论依据,采用MiSeq测序技术,研究腌干鱼在不同加工阶段的细菌多样性,结果表明:腌干鱼加工过程微生物种类丰富,主要分为三大类:拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变性菌门(Proteobacteria);蓝圆鲹初始菌相中优势细菌为肠杆菌科(Enterbacteriaceae)、肠球菌科(Enterococcactae)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)和希瓦氏菌科(Shewanellaceae);海鲈初始菌相中优势菌主要是气单胞菌科(Aeromonadaceae)、芽孢杆菌科(Bacillaceae)、葡萄球菌科(Staphylococcaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、肠杆菌科(Enterbacteriaceae)、肠球菌科(Enterococcaceae)、摩式摩根菌科(Moraganellaceae)、链球菌科(Streptococcaceae)等。传统腌制加工过程中菌相比较单一,优势菌主要是弧菌科(Vibrionaceae)、葡萄球菌科(Staphylococcaceae)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)和动性球菌科(Planococcaceae);而接种乳酸菌发酵后,加工过程中细菌多样性呈现增加趋势,并且乳酸菌成为优势菌,促进了微杆菌科(Exiguobacteracea),葡萄球菌(Staphylococcaceae)等优势菌的繁殖;此外还检测到气单胞菌(Aeromonadaceae)和乳杆菌(Lactobacillaceae)等传统蓝圆鲹腌制加工过程中没有出现的菌。海鲈在腌制加工过程中细菌多样性明显高于蓝圆鲹,乳酸菌法腌制加工过程中细菌多样性明显增加。

马尾松人工林干扰对土壤微生物群落结构的短期影响

【目的】揭示马尾松林土壤微生物群落结构对不同干扰的响应特征,初步探究响应机制,评估不同干扰方式对地下生态系统的影响。【方法】对马尾松人工林样地分别采取除灌、轻度干扰(清除少量非马尾松乔木)、重度干扰(清除较大胸径马尾松),以未经处理的样地为对照。对每个样地多点混合采集0～10 cm表层土壤,采用Illumina Miseq高通量测序方法,获取并分析了不同干扰方式下土壤微生物群落组成与结构的响应特征,并结合相似性和系统发育指数初步探究微生物响应机制。【结果】1)马尾松人工林土壤中细菌的优势菌群主要是变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等;真菌的优势菌群是担子菌门、子囊菌门、接合菌门。在门水平上对细菌群落相对丰度进行组间差异显著性检验表明,拟杆菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度的组间差异显著(P<0.05)。不同干扰方式分别与对照样地的土壤微生物比较:轻度干扰样地的变形菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度显著降低;重度干扰样地的拟杆菌门、δ-变形菌门相对丰度显著降低(P<0.05);而除灌样地在门和纲水平上都无显著变化。2)主成分分析结果表明不同样地的土壤微生物(细菌和真菌)群落结构能够明显分开,非参数多元方差分析表明不同样地的土壤细菌与真菌的群落结构整体差异显著(P<0.05);不同样地土壤微生物的群落结构与对照相比,只有除灌样地土壤的细菌群落无显著差异,而轻度干扰和重度干扰样地有显著差异(P<0.05);除灌、轻度干扰和重度干扰样地土壤的真菌群落结构与对照均有显著差异(P<0.05)。3)与对照相比,细菌的相似性在轻度干扰和重度干扰时显著降低(P<0.05),真菌的相似性在除灌、轻度干扰和重度干扰均产生显著差异(P<0.05)。4)基于零模型的差异分析表明,只有轻度干扰样地土壤的微生物群落谱系多度和谱系多样性变化达到显著水平(P<0.05)。【结论】马尾松人工林的干扰措施显著影响土壤微生物群落的组成和结构特征,降低了土壤养分有效性;显著降低了土壤微生物群落的相似性,导致土壤微生物群落稳定性下降;改变了土壤微生物谱系多样性,即土壤微生物的养分含量和生态位多样性,降低了生态系统的稳定性。轻度干扰和重度干扰都显著降低了土壤质量,导致土壤养分含量下降,因此,不宜进行轻度和重度干扰。

长期施用氮肥和磷肥对东北黑土丛枝菌根真菌群落组成的影响

【目的】丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在促进作物养分吸收、提高作物抗病和抗逆性等方面具有重要意义,探讨长期施用化学氮肥和磷肥对东北黑土AM真菌的影响及其主效环境因子,为进一步揭示AM真菌对化肥的响应机制,指导农田施肥以及利用AM真菌提高土壤养分有效性提供依据。【方法】以长期定位试验为平台,选取5种不同处理:不施肥(CK),单施常量氮肥(N_1),混施常量氮肥和磷肥(N_1P_1),单施2倍常量氮肥(N_2),混施2倍常量氮肥和磷肥(N_2P_2)。采用Illumina Miseq高通量测序技术研究连续施用37年氮肥和磷肥的AM真菌群落组成差异,并对AM真菌群落组成与环境因子进行相关性分析。【结果】随着氮、磷施用量的增加,黑土p H和速效钾含量显著降低,而全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量显著提高。单施氮肥(N_1和N_2)对黑土中AM真菌多样性影响不显著(P>0.05);然而氮、磷混施(N_1P_1和N_2P_2)显著降低黑土中AM真菌多样性(P<0.05)。土壤中AM真菌以Glomeraceae科为主,占AM真菌45.5%。在属水平上,施肥降低Funneliformis和Septoglomus丰度,而提高Paraglomus丰度;在N_1和N_2基础上施磷显著提高Glomus和Funneliformis丰度,而降低Gigaspora和Paraglomus的丰度。非度量多维度分析表明,长期施用氮、磷肥改变了土壤中AM真菌群落组成。不施肥处理、单施氮肥处理和氮、磷混施处理AM真菌群落差异显著,且磷肥影响较为显著。冗余分析表明,土壤p H,有效磷含量是影响黑土中AM真菌群落组成的主效环境因子(P<0.05)。【结论】长期施用氮肥以及氮、磷肥混施改变了黑土中AM真菌群落组成,单施氮肥对黑土中AM真菌多样性影响不大,而氮、磷肥混施降低其多样性,施肥导致的土壤p H和有效磷含量变化是主要因素。

采用Illumina MiSeq测序技术分析断奶幼兔盲肠微生物群落的多样性

本试验旨在采用Illumina MiSeq测序技术分析断奶幼兔盲肠微生物群落的多样性。选取30窝同日出生、胎次相同和平均窝重相近的健康新生仔兔,于14日龄开始补饲,断奶当日(30日龄)从30窝仔兔中选取48只体重相近的健康幼兔作为试验兔,饲喂不添加抗生素的基础饲粮。分别于断奶当日及断奶后1、2和3周随机选取6只健康幼兔屠宰,无菌采集盲肠内容物,从中选取3个样本提取微生物基因组总DNA,采用Illumina MiSeq测序技术检测其中的微生物群落多样性。结果显示:1)健康幼兔盲肠微生物群落α多样性指数指标(ACE值、Chao1值、Shannnon值)随日龄的增长有升高的趋势(P<0.10)。2)不同日龄健康幼兔盲肠微生物各菌门的相对丰度差异不显著(P>0.05),且均主要由厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和疣微菌门组成;在科水平上,厚壁菌门主要由瘤胃球菌科和毛螺旋菌科组成,拟杆菌门主要由拟杆菌科和紫单胞菌科组成;在属水平上,拟杆菌属、Barnesiella、Akkermansia、普雷沃氏菌属和4种未知菌属为优势菌属;拟杆菌属和Parabacteroides在断奶当天的相对丰度较高,且与其他日龄组差异显著(P<0.05)。3)健康幼兔盲肠中均存在乳杆菌属,且相对丰度在各日龄组间差异不显著(P>0.05)。由此得出,断奶时健康幼兔盲肠微生物区系已基本建立,相对丰度最大的优势菌属为拟杆菌属,但断奶后随着日龄的增长,微生物组成趋于复杂。

西兰花残体还田对棉花黄萎病防治效果及其对不同生育时期土壤细菌群落的影响

【目的】研究土壤中添加西兰花残体(broccoli residues,BR)对棉花黄萎病及不同生育时期土壤细菌群落结构的影响,为棉花黄萎病的绿色生态防控和化学农药的减量施用提供新途径和思路。【方法】通过田间小区试验,分别以西兰花残体还田和不含有西兰花残体(CK)的耕层土壤中播种的棉花为试验对象,监测不同处理的棉花黄萎病的发生动态。采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和高通量测序(Illumina MiSeq)技术分别测定不同时期土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)DNA拷贝数量和土壤细菌群落,进而分析西兰花残体还田对土壤中病原菌数量变化和土壤细菌群落的影响。采用主成分分析探索西兰花残体还田对不同生育时期土壤细菌群落在门和属水平的结构变化特征与规律。【结果】西兰花残体还田后棉花黄萎病的发病率和病情指数均呈现出下降趋势,且发病高峰时间推迟,在发病高峰期对黄萎病的防治效果达到70.77%,建立了整个生育期内病情指数-时间病程发展曲线,平均防治效果为57.21%。与空白对照相比,西兰花残体还田处理在棉花生长季和非生长季的4个阶段土壤中大丽轮枝菌DNA拷贝数量分别降低了10.96%、11.11%、25.95%和11.25%。高通量测序分析表明,不同生育时期西兰花残体还田处理显著提高了土壤细菌多样性,丰富度指数Chao1均显著上升,ACE指数在播种前期、花铃期和吐絮期显著上升。与空白对照相比,在不同生育时期内,西兰花残体还田后土壤中的放线菌门(Actinobacteria)菌群的相对丰度呈现显著上升。同时研究表明,西兰花残体还田后优势菌群组成在不同生育时期存在差别,在播种前期和苗期,厚壁菌门(Firmicutes)菌群上升为优势菌群;在蕾期和花铃期,蓝藻细菌门(Cyanobacteria)菌群成为优势菌群。主成分分析表明,西兰花残体还田改变了苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的细菌群落结构。进一步分析表明,西兰花残体还田显著增加了链霉菌属(Streptomyces)和芽孢杆菌属(Bacillus)菌群的相对丰度。【结论】西兰花残体还田能够有效抑制棉花黄萎病的发生,降低土壤中大丽轮枝菌DNA拷贝的数量,改变土壤细菌群落结构,增加有益微生物的相对丰度,是一种有效控制棉花黄萎病的绿色措施。