抗虫转基因水稻及其杂交水稻对土壤微生物群落多样性与组成的影响

微生物是土壤物质循环与肥力演变的驱动者,其群落组成关系到土壤微生态系统的稳定与可持续性。对抗虫转基因水稻土壤微生物群落变化的研究是其环境安全性评价的重要内容。本研究基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的高通量测序,分析了田间试验中抗虫转基因水稻‘MFB’及其转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’与非转基因常规水稻‘闽恢3301’及杂交水稻‘天优华占’的土壤微生物群落多样性与组成的差异,并得出以下结果。首先,与两个非转基因水稻品种相比,抗虫转基因水稻及转基因杂交水稻均能显著增产(P<0.05)。同时,高通量测序结果表明,除水稻成熟期的土壤真菌群落外,与‘闽恢3301’相比‘MFB’的土壤细菌或真菌群落的α-多样性指数Chao1、Observed_species和Shannon均有所提高,且分别在水稻成熟期或分蘖期达到显著性水平(P<0.05);水稻齐穗期转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤细菌及真菌群落的多样性指数Shannon均介于‘MFB’与‘天优华占’之间;微生物群落β-多样性分析结果表明,本田间试验中不同品种水稻土壤细菌或真菌的群落组成均没有显著差异。但与‘闽恢3301’相比,稻田土壤细菌中丰度最高的变形菌门的相对丰度在‘MFB’土壤中明显增加,且在水稻分蘖期及成熟期达显著水平(P<0.05),而土壤真菌中丰度最高的子囊菌门的相对丰度在‘MFB’土壤中明显减少,且在水稻分蘖期及齐穗期差异显著(P<0.05);水稻齐穗期‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤变形菌门或子囊菌门的相对丰度也均介于‘MFB’与‘天优华占’之间。此外,通过对微生物群落的功能组成预测可见,随水稻生长,‘MFB’与‘闽恢3301’的土壤细菌群落功能组成间差异存在增大的趋势。综上所述,本研究田间试验中,抗虫转基因水稻及其转基因杂交水稻在增产的同时提高了稻田土壤细菌或真菌群落的多样性,改变了主要细菌或真菌种类的相对丰度,但对细菌或真菌的群落及功能组成的影响不显著。

基于高通量测序技术分析不同窖龄窖泥真菌群落多样性与空间异质性

利用Illumina NovaSeq高通量测序、冗余分析和FUNGuild等方法对甘肃金徽酒10a和50a窖龄窖池及其不同空间位置窖泥的真菌群落结构、真菌菌群与理化因子之间的关系以及真菌功能预测等进行研究。结果表明,随着窖池深度的增加,10 a窖池窖泥的多样性和丰富度呈现降低趋势,50 a窖池窖泥的多样性整体呈现升高趋势,而丰富度则呈现先降低后升高趋势,其中10a窖池窖壁上层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P<0.05),而50a窖池窖底层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P<0.05)。10a窖池窖壁层的多样性和丰富度显著高于50a窖池(P<0.05),而50a窖底层的多样性和丰富度明显高于10a窖池(P<0.05)。所有窖泥样品共检测到21个真菌门和520个真菌属,其中子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和罗兹菌门(Rozellomycota)4个优势真菌门以及曲霉属(Aspergillus)和哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)等多数优势真菌属的相对丰度随窖池窖龄和空间位置的变化差异显著(P<0.05)。镰刀霉属(Fusarium)、Aspergillus、Kazachstania和红曲霉属(Monascus)与水分、腐殖质、K^(+)和Ca^(2+)含量呈正相关,枝孢菌属(Cladosporium)、维希尼克氏酵母属(Vishniacozyma)与pH值呈正相关。窖泥真菌营养类型主要有腐生营养型和病理-腐生-共生营养型等7种,功能类群包括4个单一功能群和7个混合功能群。通过系统分析不同窖龄窖池和空间位置的窖泥真菌群落多样性,为明确甘肃金徽酒窖泥的真菌群落结构及空间分布规律奠定了理论基础。

油梨根际土壤微生物群落及其共生网络对根腐病的响应

【目的】为研发根腐病绿色综合防控技术提供理论依据,有效推进油梨树种产业发展。【方法】本研究以百色市林业科学研究所的健康和根腐病发病油梨植株根际土壤为研究对象,并利用基于16S核糖体RNA(rRNA)和内部转录间隔区(ITS)扩增子高通量测序技术,分析健康和染病植株根际细菌和真菌群落结构、组成及多样性差异,比较细菌和真菌群落结构及其相互作用,确定土壤病原菌和有益菌的变化。【结果】染病植株相对于健康植株,根际细菌和真菌群落结构和多样性均没有显著性变化。变形菌门Proteobacteria、酸杆菌门acidobacteria、放线菌门actinobacteria、拟杆菌门bacteroidetes和绿弯菌门chloroflexi是油梨根际土壤优势细菌类群,子囊菌门ascomycota和担子菌门basidiomycota是油梨根际土壤优势真菌类群。在门分类水平、纲分类水平以及属分类水平上,细菌和真菌群落组成有明显的变化,但随着分类水平降低,群落组成变化越明显。此外,健康和染病油梨根际细菌群落α多样性显著高于真菌群落,而健康与染病之间细菌群落结构差异小于真菌。细菌物种之间的相互作用比真菌网络物种间的相互作用更紧密,并且负连接百分比和关节类群数量更多,细菌网络的稳定性更高。同样,油梨根际土壤细菌群落相对于真菌群落表现出更高的生态位宽度和生态位重叠。对根腐病有反应的细菌和真菌,如芽孢杆菌Bacillus、假单胞杆菌pseudomonas和溶杆菌lysobacter和球囊菌纲glomeromycetes,由于其在染病油梨根际土壤中的相对丰度均高于健康土壤,可以被视为相关的生物防治菌。【结论】根腐病并不会使油梨根际细菌和真菌群落结构和多样性发生显著性变化,但会使得一些有益菌的相对丰度增加,并且细菌比真菌对根腐病具有更高的抵抗力。

种植模式对当归根际土壤真菌群落与功能类群的影响

再植障碍问题限制了当归产业健康发展。为了建立高效种植方式,在甘肃渭源县设置5种种植方式[A:豌豆-小麦-当归;B:豌豆-蒙古黄芪-当归;C:豌豆-马铃薯-当归;D:豌豆-当归-当归(对照);E:豌豆-休耕-当归],采挖期通过Illumina Hisqe 2500高通量测序平台测定了不同种植模式下当归根际土壤真菌ITS1变异区的基因序列,分析不同种植方式对当归根际土壤真菌群落和功能差异性的影响。结果表明:(1)5种种植方式下当归根际真菌多样性差异不大,较对照D处理,A、B、C和E处理的Chao1指数、Ace指数和Shannon指数较低,Simpson指数较高。(2)5种种植方式下当归根际土壤真菌群落隶属于11门167属,其中,子囊菌门(Ascomycota)、被孢菌门(Mortierellomycota)、担子菌亚门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)为优势门;被孢霉属(Mortierella)、四枝孢属(Tetracladium)为优势属。(3)冗余度分析发现:在门水平影响土壤真菌群落结构组成的主要因子为速效钾、电导率、pH值,在属水平影响土壤真菌群落结构组成的主要因子为有机质、pH值、二氧化碳呼吸速率。(4)FUNGuild预测表明:植物病原体和木质腐生真菌功能群的相对丰度较高。综上所述,不同作物轮作较当归连作,降低了当归根际土壤真菌群落的相对丰度和多样性,有利于根际土壤真菌群落向有益的方向发展。

不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响,以及与土壤养分供给的关系,本研究采用高通量测序技术对3种不同轮作模式下(水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕)土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析,并进一步探讨了微生物群落结构与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明:水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力,紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮(TN)和有效氮(AN)的含量。土壤微生物群落结构方面,不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门(Acidobacteriota)和子囊菌门(Ascomycota)等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾(TK)及速效钾(AK)等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看,水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式,能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。

生物炭对微塑料污染下普通白菜生长和土壤细菌群落结构的影响

采用盆栽试验,以四季小白菜为试材,研究了施用生物炭对不同微塑料类型(PP、PE、PVC)污染下普通白菜生长、土壤细菌群落结构和丰度的影响,并进行了功能预测分析。结果表明,微塑料污染对普通白菜鲜质量和叶片数有抑制作用,施用生物炭对微塑料污染下的普通白菜鲜质量、株高和根长均有促进作用。微塑料及其与生物炭共存处理显著增加了土壤细菌丰度,其中PER处理土壤细菌丰度最大;PE、PVC及其与生物炭共存处理均显著促进土壤细菌Chao1指数和ACE指数增加。在门水平上,放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、酸杆菌门为优势类群;微塑料及其生物炭共存处理促进了放线菌门相对丰度的增加,抑制了变形菌门、酸杆菌门相对丰度。土壤p H以及有机碳、铵态氮、硝态氮、速效钾含量是土壤细菌群落结构变化的主要影响因素。PICRUSt分析表明,施用生物炭提高了微塑料污染下土壤新陈代谢、环境信息处理和有机系统等有益细菌代谢通路的相对丰度。综上,施用生物炭对微塑料污染下土壤微生物影响较大,但其影响程度因微塑料类型而异。

不同填料生物膜对海水养殖尾水的脱氮效能及微生物群落分析

为探究不同填料生物膜对海水养殖尾水氮污染物的处理能力,分别以无填料(C)、牡蛎壳(M)、珊瑚石(S)、弹性填料(T)和悬浮球填料(F)构建5组生物滤池,比较填料生物膜成熟时间、成膜情况及对不同氮污染物的24 h去除能力,同时利用高通量测序技术分析挂膜期间(20、40、60 d)填料生物膜上微生物群落的变化。结果表明:不同填料生物膜成熟时间需要46~50 d,珊瑚石所需时间最短(46 d);扫描电镜显示,弹性填料和悬浮球填料附着生物量最多,以杆状细菌为主;对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的24 h去除率最高的填料分别是悬浮球填料(68.66%±6.27%)、珊瑚石(99.99%±0.00%)和悬浮球填料(6.73%±3.41%);高通量测序显示,随着挂膜时间延长,弹性填料生物膜上的细菌丰度显著增加,牡蛎壳和珊瑚石生物膜上的细菌多样性显著下降(P<0.05);在门分类水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)是不同填料生物膜的主要优势菌群,硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、硝化刺菌门(Nitrospinae)的相对丰度随挂膜时间延长不断升高;在属分类水平上,亚硝酸菌属(Nitrosomonas)、硝化螺菌属(Nitrospira)、硝化刺菌属(Nitrospina)和未分类_亚硝化单胞菌科(unclassified_Nitrosomonadaceae)是填料生物膜上具有硝化作用的优势菌属,这4种硝化菌属在挂膜60 d时的相对丰度总和从高到低依次为悬浮球填料(42.53%)>牡蛎壳(30.50%)、弹性填料(29.30%)>珊瑚石(11.74%),假单胞菌属(Pseudomonas)、青枯菌属(Ralstonia)、噬几丁质菌属(Chitinophaga)和草螺菌属(Herbaspirillum)等反硝化菌属在珊瑚石填料生物膜上的相对丰度高于其他填料。研究表明,珊瑚石、悬浮球填料能够实现脱氮菌属的高效富集,对海水养殖尾水具有良好的脱氮能力,是较为理想的生物填料。

生物有机肥与AM真菌配施对连作番茄品质、土壤性质及真菌群落结构的影响

基于种植番茄6年的连作土,采用棚内划区试验,设置不施化肥(CK1)、常规施肥(CK2)、常规施肥下增施AM真菌(AM)、普通生物有机肥(CF)、新型生物有机肥(NF)及AM真菌分别配施普通生物有机肥(ACF)、新型生物有机肥(ANF),探索生物有机肥与AM真菌配施对连作番茄品质、土壤性质及真菌群落结构的影响。结果表明,与CK1相比,在连作土中常规施肥处理(CK2)的番茄品质、土壤性质及真菌群落结构变化较小。与CK2相比,AM真菌-生物有机肥相关处理(AM、CF、NF、ACF、ANF)均略增加了pH值,提高了有机质(OM)、微生物量碳、速效养分(AN、AP、AK)、交换性镁(EMg)及交换性钙(ECa)含量,提升了可溶性糖、可溶性固形物及维生素C等品质参数,各指标均以AM真菌配施生物有机肥处理(ACF、ANF)的效果较佳。Illumina HiSeq测序结果表明,AM真菌-生物有机肥相关处理均降低了真菌多样性和丰富度。群落结构分析结果表明,与CK1、CK2相比,轮枝菌属(Gibellulopsis)、镰刀菌属(Fusarium)、腐质霉属(Humicola)的相对丰度显著降低,斗管囊霉属(Funneliformis)的相对丰度显著增加,整体以ANF存在极值。相关分析及RDA结果表明,除pH值外,其他土壤因子与果实品质参数均存在密切关系,且OM、MBC含量是影响斗管囊霉属的主要土壤因子,而ECa是决定轮枝菌属、镰刀菌属、腐质霉属丰度的主要土壤因子。综上,AM真菌、生物有机肥均可提高连作番茄品质、改善土壤性质及调控土壤真菌群落结构,以AM真菌配施以新型生物有机肥更适合番茄连作土的施用。

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。

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。

2017-2022年雅砻江甘孜以下干流及部分支流鱼类种类组成及群落结构

基于2017-2022年在雅砻江甘孜以下干流及部分支流的鱼类监测数据,采用多样性指数和多元统计方法分析了该流域的鱼类群落结构。通过在雅砻江干流和6条支流21个采样点的监测及相关文献调研共获得鱼类98种,包括9种国家二级重点保护鱼类和28种长江上游特有鱼类。除干流下游Margalef丰富度指数外,其他区域多样性指数值相差不大;干流上、中、下游和6条支流间鱼类生物多样性不存在显著差异。Cluster分析和NMDS分析表明鱼类群落可以分成6组,ANOSIM检验表明6组间存在显著性差异,6组在海拔和河流等级上存在极显著和显著性差异。分别计算6个聚类组的优势种和常见种,并从栖息类型、食性和产卵类型上进行分析,结果显示6组在栖息类型和产卵类型上差异显著。二滩库区和鳡鱼河静缓流河段优势种为翘嘴鲌(Culter alburnus)、尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)等,建议加强对下游流域外来物种的监测,避免发生大规模生物入侵现象。自1980s以来,雅砻江下游流域鱼类种类组成发生了明显变化,推测与梯级电站修建运行等造成生境改变有关。

2021年6月和9月唐山近岸海域浮游植物群落结构特征及影响因素

依据2021年6月和9月唐山近岸海域的生态现状调查数据,分析该海域浮游植物群落结构的时空变化特征及其影响因素。结果显示:2021年6月和9月共检出浮游植物3门39属79种;6月有4种优势种,以硅藻-甲藻混合占优;9月有5种优势种,均为硅藻;2个月无共有优势种。6月浮游植物丰度平均值为7.48×10^(4)个·m^(-3),9月为316.99×10^(4)个·m^(-3),浮游植物丰度的空间分布整体均表现出近岸高远岸低的分布趋势。聚类分析和多维尺度分析表明,2021年6月和9月唐山近岸海域浮游植物群落结构显著不同,物种演替明显,且6月浮游植物群落结构的差异性大于9月。冗余分析(RDA)显示,造成调查海域浮游植物群落结构6月和9月间存在显著差异的主要影响因素为盐度、温度、活性磷酸盐和悬浮物。6月海水环境特征为低温高盐水,磷酸盐质量浓度较低,而悬浮物质量浓度较高;9月海水环境特征为高温低盐水,活性磷酸盐较充足,悬浮物质量浓度较低。

添加短乳杆菌对紫花苜蓿半干青贮品质及微生物群落组成的影响

试验旨在探究短乳杆菌R33对苜蓿半干青贮的营养成分、发酵品质和微生物群落的影响,以提高苜蓿半干青贮品质。试验采用单因素完全随机设计,短乳杆菌(活菌数1×10^(9) CFU/mL)添加水平分别为苜蓿鲜重的1%(T1%)和5%(T5%),同时设置不加菌对照组和仅加无菌培养基对照组,室温青贮30 d后取样分析。结果表明:添加短乳杆菌R33可降低苜蓿青贮的pH和总碳量(P<0.05),提高粗蛋白质、乳酸和丙酸含量(P<0.05),但对干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量无影响(P>0.05);添加短乳杆菌后改变了微生物群落组成(P<0.05),降低了菌群多样性(P<0.05);在门水平上,使厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度升高,变形菌门(Proteobacteria)相对丰度降低;在属水平上,添加短乳杆菌后乳杆菌属(Lactobacillus)占比均超过95%。因此,添加短乳杆菌R33可以改善半干苜蓿青贮发酵品质,促进有益微生物增殖,提高苜蓿青贮品质。

南京明城墙绿带草本层自生植物群落数量分类与排序分析

探索南京明城墙绿带草本层自生植物群落类型及其分布情况,确定影响其群落分布的主要环境因子,旨在为构建南京明城墙沿线绿色生态廊道及加强对于明城墙的保护提供理论依据。以南京明城墙绿带内30个样点为研究对象,基于南京明城墙绿带的野外调查数据,以物种重要值为指标,运用α多样性指数分析草本层自生植物的物种多样性特征,采用平均聚合聚类(UPGMA)和典范对应分析(CCA)进行数量分类与排序,研究南京明城墙绿带草本层自生植物群落组成、分布及其与环境因子的关系。结果表明:1)南京明城墙绿带草本层自生植物的物种多样性指数和均匀度指数均较高,且物种分布较为均匀;2)UPGMA聚类将明城墙绿带草本层自生植物分为棕榈-常春藤婆婆纳+中华薹草+黄鹌菜群落、繁缕+紫堇+诸葛菜+阿拉伯婆婆纳群落、常春藤婆婆纳+野芝麻+繁缕+紫堇群落、鹅观草+野芝麻+诸葛菜+紫堇群落、络石-鹅观草+常春藤婆婆纳+加拿大一枝黄花群落、天葵+繁缕+野芝麻+猪殃殃群落、络石-野芝麻+诸葛菜+南赤瓟群落、蓬蘽+络石-渐尖毛蕨+鹅观草群落、野芝麻+鹅观草+求米草+青绿薹草群落、络石-野芝麻+常春藤婆婆纳+诸葛菜群落、野蔷薇+络石+厚萼凌霄-茜草群落11组类型;3)CCA排序结果显示,影响南京明城墙绿带草本层自生植物群落分布的主要环境因子是郁闭度、枯落物厚度、墙体高度及墙面朝向。

直播方式对重庆地区稻田杂草群落组成和生态位的影响

为高效绿色防除重庆地区直播稻田杂草,对淹水直播和湿润直播处理下稻田杂草的群落组成和生态位进行研究。结果表明,淹水直播和湿润直播稻田的杂草群落分别由16种(隶属于9科15属)和18种(隶属于10科17属)杂草组成,水蓼(Polygonum hydropiper)和鬼针草(Bidens pilosa)为湿润直播下特有的杂草。淹水直播和湿润直播的重要杂草群落结构分别为丁香蓼(Ludwigia prostrata)+鸭舌草(Monochoria vaginalis)+稗草(Echinochloa crus-galli)和陌上菜(Lindernia procumbens)+稗草(E.crus-galli)+看麦娘(Alopecurus aequalis)+异型莎草(Cyperus difformis)。除稗草(E.crus-galli)外,两种直播方式下重要杂草的重要值均差异显著(P<0.05)。两种直播方式共有的14种重要或主要杂草中,淹水直播下光头稗(Echinochloa colonum)、稗草、异型莎草、陌上菜、看麦娘、笄石菖(Juncus prismatocarpus)、双穗雀稗(Paspalum distichum)共7种重要或主要杂草的生态位宽度较湿润直播下显著降低,且其种间(除笄石菖与双穗雀稗外)生态位叠加值或显著降低或持平。综上,淹水直播可抑制水蓼和鬼针草的萌发,从而改变稻田重要杂草的群落结构,而且可控制光头稗、稗草、异型莎草、陌上菜、看麦娘、笄石菖、双穗雀稗的数量。

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。

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。

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。

洪湖周边三种典型养殖类型池塘浮游植物群落特征及其与环境因子的关系

不同养殖水体浮游植物群落结构和丰度的变化,可反映水质和水产品状态,认识其变化特征和驱动力,对养殖管理和尾水处理有重要的指导意义。本研究于2019-2020年在洪湖养殖区域选择了三种典型养殖类型池塘(克氏原螯虾、中华绒螯蟹、大宗淡水鱼,以下分别简称为龙虾塘、河蟹塘和鱼塘),解析了各类型池塘浮游植物的物种组成、细胞密度、生物量和多样性的季节变化趋势。结果显示:(1)共检测到浮游植物132种,隶属于7门96属。浮游植物细胞密度和生物量总体趋势为鱼塘>河蟹塘>龙虾塘,年平均细胞密度分别为1.06×10^(8)、6.04×10^(7)和2.35×10^(7)cell/L,年平均生物量(叶绿素a表示)分别为94.82、65.95和31.15μg/L。(2)三种养殖模式池塘中浮游植物群落结构具有显著性差异,并具有明显的季节演替。春夏两季中龙虾塘与河蟹塘的浮游植物群落结构组成更为相似,而秋冬两季中河蟹塘与鱼塘更为相似。龙虾塘和河蟹塘浮游植物多样性指数和均匀度指数均在收获季节(龙虾为夏季,河蟹为秋季)最低。(3)冗余分析结果表明温度(Temp)、溶氧(DO)、pH和溶解性总磷(DTP)是影响养殖池塘中浮游植物群落组成的主要环境因子。多元线性回归模型显示,不同季节中解释浮游植物生物量变化的主要因素不同,春季和秋季为总氮(TN)和养殖动物类型,冬季为TP、DTP、NH_(4)^(+)-N。鉴于各养殖类型在排水季节的浮游植物优势类群变动,建议加强养殖尾水监控,以预判尾水种源迁移对邻近水域的潜在影响。