大黄鱼鱼卵鱼露快速发酵过程中细菌多样性及PICRUSt基因功能预测

为探究鱼露快速发酵过程中细菌多样性的变化,以大黄鱼鱼卵为研究对象,通过酶解和加曲的方式快速发酵鱼露,采用16S rDNA高通量测序技术分析大黄鱼鱼卵鱼露快速发酵过程中细菌群落结构的变化,并开展基因功能预测分析。结果显示,未灭菌组(K组)和灭菌组(M组)鱼露的优势菌门均为厚壁菌门和变形菌门。葡萄球菌属是鱼露发酵过程中的优势菌属,相对丰度高的菌属有链球菌属、糖芽孢杆菌属、类芽孢杆菌属和希瓦氏菌属。PICRUSt (phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)基因功能预测显示,鱼露细菌基因功能涉及遗传信息处理、代谢等6类一级生物代谢通路,以及辅助因子与维生素的代谢、能量代谢等35个二级功能层。M组鱼露在发酵第5、10天时的细菌组成与组内其他发酵时间的样本存在明显差异,这可能是因为M组发酵前期含有相对丰度较高的芽孢杆菌属及更为丰富的二级功能预测基因。在M组鱼露发酵后期,复合曲的加入使细菌菌落发生了改变。本研究结果可为筛选功能菌、改善鱼露品质提供依据。

梵净山同域分布黔金丝猴与藏酋猴的肠道微生物结构差异

肠道微生物与动物的健康密切相关,动物肠道微生物伴随宿主进化并与胃肠道构成复杂的微生态系统。为探究梵净山同域分布的黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)和藏酋猴(Macaca thibetana)的肠道微生物组成和功能差异,本研究采集两个物种冬季粪便样本进行16S rRNA基因高通量测序。结果显示,藏酋猴肠道微生物Chao1和Shannon指数都显著高于黔金丝猴(P<0.05),基于bray-curtis距离矩阵的β多样性分析发现两者的肠道微生物群落结构存在一定相似性和差异性。门水平,厚壁菌门(Firmicutes)占两者肠道微生物的绝对优势,且藏酋猴相对丰度高于黔金丝猴;属水平,除相对丰度较高的不动杆菌属(Acinetobacter)和颤螺旋菌属(Oscillospira)外,其他优势菌属类群均不相同。LEfSe分析发现粪球菌属(Coprococcus)、布劳特氏菌属(Blautia)、阿克曼菌属(Akkermansia)等与代谢通路功能相关的微生物在两者之间差异显著。PICRUSt功能预测分析表明,两者肠道微生物与新陈代谢、基因信息处理、环境信息处理和细胞过程等功能相关,Level 2水平,有3类代谢通路具有显著性差异(P<0.05)。黔金丝猴与藏酋猴肠道微生物组成和群落特征差异较大,可能是由于同域觅食灵长类的种类、数量及食物来源不同。同时,PICRUSt功能预测揭示了两者肠道微生物功能基因丰度的显著差异,表明两者可以通过调整自身肠道微生物组成来适应外界食物资源变化带来的挑战。该结果可为生态位高度重叠的两种灵长类肠道微生物的深入研究提供一定科学依据,也对两者开展野外人工保护干预措施的建立具有一定参考价值和现实意义。

有机-无机肥配施对麦玉轮作土壤中细菌氮循环功能基因的影响

为探讨有机-无机肥配施对小麦-玉米轮作土壤细菌氮循环功能基因的影响,设置单施化肥(NPK)、化肥配施玉米秸秆(NPKS)和化肥配施有机肥(NPKO)3种施肥方式,采用16S rRNA基因的高通量测序技术并结合PICRUSt功能预测分析,探明不同施肥方式下小麦和玉米土壤细菌关键氮循环功能基因的变化特征。结果表明:对于KEGG的二级功能分类,NPKS处理下小麦土壤细菌排泄系统的相对丰度较NPK处理显著提高8.73%,而NPKO处理显著降低了辅酶和维生素代谢的相对丰度,降低幅度达到0.90%;NPKS、NPKO与NPK处理间玉米土壤细菌功能相对丰度差异均不显著。有机-无机肥配施下小麦土壤细菌中具有显著差异的三级功能分类数量明显多于玉米土壤细菌。与NPK处理相比,NPKS处理显著降低了小麦土壤细菌的氨基酸糖与核苷酸糖代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,硫胺素代谢,脂多糖生物合成,核黄素代谢和长寿调节途径的相对丰度和玉米土壤细菌Glioma和神经营养素信号通路的相对丰度,但显著提高了玉米土壤细菌突触囊泡循环的相对丰度;NPKO处理显著降低了小麦土壤细菌Cell cycle-Caulobacter、硫胺素代谢和核黄素代谢的相对丰度及玉米季甲烷代谢的相对丰度,但显著提高了小麦土壤细菌碱基切除修复的相对丰度。小麦和玉米土壤细菌均有23个功能基因参与氮循环的KO通路。小麦土壤细菌氮循环功能基因丰度与土壤SOM和TN显著正相关,与土壤NH+4-N显著负相关;玉米土壤细菌氮循环功能基因丰度与土壤TN和TP显著正相关。综上所述,小麦和玉米土壤细菌具有功能上的多样性,有机-无机肥配施下小麦土壤细菌发挥的代谢作用更为强烈。小麦和玉米土壤细菌的氮异化还原和氮同化还原潜力最高,反硝化潜力和固氮潜力次之,硝化潜力最弱。土壤细菌氮循环功能基因受轮作体系影响,SOM和TN促进小麦土壤细菌氮循环过程,而NH4^+-N对氮循环过程产生负面影响;TN和TP在玉米土壤细菌氮循环过程中发挥积极作用。

南亚热带马尾松-红椎混交林及其纯林土壤细菌群落结构与功能

营建乡土阔叶树种人工纯林和针阔混交林是我国亚热带地区森林经营的发展趋势,但对人工纯林和针阔混交林土壤细菌群落结构及功能知之甚少。本研究以南亚热带乡土针叶树种马尾松、阔叶树种红椎人工纯林及二者的混交林为对象,运用细菌16S rRNA基因高通量测序技术和PICRUSt基因功能预测,分析了3种人工林不同土层(0~20、20~40和40~60 cm)土壤细菌群落的结构与功能。结果表明:混交林和马尾松林土壤细菌群落结构相似,但与红椎林差异显著,红椎林土壤细菌群落多样性、生物通路代谢功能和氮循环功能低于马尾松林和混交林;土壤全氮、硝态氮和C/N是导致红椎林与马尾松林和混交林土壤细菌群落结构及功能差异的主要土壤理化因子。就土壤细菌群落结构与功能而言,在该地区营造红椎和马尾松针阔混交林要优于红椎纯林。