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不同时期艾比湖湿地盐角草群落土壤固氮微生物的多样性分析

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微生物学报 2019年第8期59卷 1600-1611页

作者：靳希桐胡文革贺帅兵周婷婷王月娥钟镇涛石河子大学生命科学学院

[目的]研究新疆艾比湖湿地不同季节盐角草根际和非根际土壤固氮微生物的多样性和丰富度与环境因子的相关性,以期探究在荒漠化和盐渍化不断严重的艾比湖湿地中随着季节变化的固氮微生物群落对恢复生态功能起到的潜在作用,为后续的湿地保... 详细信息

[目的]研究新疆艾比湖湿地不同季节盐角草根际和非根际土壤固氮微生物的多样性和丰富度与环境因子的相关性,以期探究在荒漠化和盐渍化不断严重的艾比湖湿地中随着季节变化的固氮微生物群落对恢复生态功能起到的潜在作用,为后续的湿地保护和退化恢复工作提供理论支持和数据基础。[方法]应用Illumina HiSeq PE250测序技术,分析6个土壤样本固氮微生物的多样性,结合相关的理化因子并利用RDA分析法探究土壤理化性质和固氮微生物菌落结构及丰富度的相关性。[结果]艾比湖湿地盐角草植物根际土壤的固氮微生物多样性高于非根际土壤,7月的土壤固氮微生物多样性高于10月和4月的土壤。土杆菌属(Geobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、固氮菌属(Azotobacter)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)等为盐角草根际和非根际土壤中的共同优势菌属。这些固氮微生物优势菌属隶属于变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria),且相对丰富度占比为85%和10%,其余各菌门共占比较少,仅为5%。土壤中固氮微生物的优势菌群与碱解氮(AN)、全氮(TN)、速效钾(AK)和有效磷(TP)呈显著相关。[结论]随着时间的推移土壤样本中固氮微生物的多样性和群落结构也发了改变,同一时期植物根际与非根际土壤中固氮微生物的群落结构并不相同。土壤的环境因子与固氮细菌的群落结构和丰富度的相关性研究可以为艾比湖湿地的退化恢复提供数据基础和理论支持。

关键词：艾比湖湿地固氮基因(nifH) 固氮微生物多样性环境因子

艾比湖湿地盐节木根际土壤氨氧化微生物多样性和丰度及其与环境因子的相关性分析

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环境科学学报 2017年第5期37卷 1967-1975页

作者：何园胡文革马得草杨扬兰鸿珠高岩石河子大学生命科学学院石河子832003

氨氧化反应是硝化作用的关键步骤,参与这一反应的微生物是氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA).对新疆艾比湖湿地盐节木根际和非根际土壤的氨氧化微生物进行群落结构和丰度分析,并探究其与土壤理化因子的相关性.同时,以氨单加氧酶基因(amo... 详细信息

氨氧化反应是硝化作用的关键步骤,参与这一反应的微生物是氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA).对新疆艾比湖湿地盐节木根际和非根际土壤的氨氧化微生物进行群落结构和丰度分析,并探究其与土壤理化因子的相关性.同时,以氨单加氧酶基因(amo A)为分子标记,构建克隆文库和测序并与q-PCR法结合研究AOA、AOB的群落结构和丰度,利用Pearson相关分析法探究其与环境因子的相关性.结果表明,根际土壤中AOB的多样性高于AOA,amo A基因序列多属于土壤/水体沉积物分支,AOB克隆文库中的所有序列均属于亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas).根际土壤中AOA amo A和AOB amo A的数量分别为2.09×104和2.91×105copies·g^(-1),AOB/AOA的比值为13.9;非根际土壤中AOA amo A和AOB amo A的数量分别为3.85×104和4.76×105copies·g^(-1),AOB/AOA的比值为12.36.相关分析显示,氨氧化微生物的群落结构和丰度与电导率(EC)、有机质(OM)、速效氮(AN)、氨氮(NH_4^+-N)和总氮(TN)等环境因子显著相关.这些结果表明,根际土壤中AOB的群落多样性高于AOA,根际和非根际土壤中AOB的丰度均高于AOA,说明在艾比湖湿地AOB是氨氧化微生物的优势种群,且EC、OM、AN、NH_4^+-N和TN可能会影响氨氧化微生物的群落结构和丰度.

关键词：氨氧化细菌(AOB) 氨氧化古菌(AOA) 克隆文库 q-PCR 根际土壤

Illumina高通量测序揭示艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落组成及多样性

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微生物学报 2021年第12期61卷 3965-3976页

作者：张雪陈婷牛艳慧李杨胡文革石河子大学生命科学学院新疆石河子832000

【目的】通过研究新疆艾比湖湿地不同盐生植物根际土壤真菌的多样性和群落结构,为艾比湖湿地退化恢复工作和真菌深入研究提供理论支持。【方法】利用高通量测序技术对真菌扩增子ITS1区进行测定,从而分析艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤... 详细信息

【目的】通过研究新疆艾比湖湿地不同盐生植物根际土壤真菌的多样性和群落结构,为艾比湖湿地退化恢复工作和真菌深入研究提供理论支持。【方法】利用高通量测序技术对真菌扩增子ITS1区进行测定,从而分析艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落多样性,并结合相关土壤理化因子分析环境与真菌群落多样性和丰富度的关联。【结果】艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落多样性及丰富度存在差异,碱蓬根际土壤真菌多样性最高,芦苇根际土壤真菌群落丰富度最高。真菌群落组成分析表明,土壤样品中真菌菌落主要隶属于子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),其中子囊菌门为主要优势菌门;链格孢霉属(Alternaria)是6种植物共有的优势菌属,但是其在不同植物之间的丰度存在差异,在戟叶鹅绒藤中的丰度最高,在准噶尔大戟中的丰度最低。pH与真菌多样性呈显著负相关,全磷(TP)与真菌群落丰富度呈显著正相关,pH、电导率(EC)和有机质(OM)对优势菌属的影响最大。【结论】艾比湖湿地6种盐生植物根际土壤真菌群落组成及多样性具有显著差异,碱蓬和芦苇根际土壤真菌的多样性和丰度高于其他植物,子囊菌门和链格孢霉属是艾比湖湿地的主要土壤真菌门属。研究结果可为艾比湖湿地的生态修复提供理论指导。

关键词：艾比湖湿地根际土壤真菌土壤环境因子多样性及丰富度

艾比湖湿地芦苇根际土壤氨氧化古菌的多样性和群落结构

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微生物学报 2019年第8期59卷 1576-1585页

作者：贺帅兵胡文革靳希桐周婷婷钟镇涛王月娥新疆石河子大学生命科学学院

[目的]旨在揭示耐盐植物芦苇根际与非根际土壤AOA群落结构间的差异,为深入研究盐生植物根际土壤微生物与耐盐性之间的关系提供理论基础。[方法]应用高通量测序技术以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记,对新疆艾比湖湿地荒漠生态系统不同季... 详细信息

[目的]旨在揭示耐盐植物芦苇根际与非根际土壤AOA群落结构间的差异,为深入研究盐生植物根际土壤微生物与耐盐性之间的关系提供理论基础。[方法]应用高通量测序技术以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记,对新疆艾比湖湿地荒漠生态系统不同季节(春、夏、秋)芦苇根际与非根际土壤氨氧化古菌(AOA)的多样性和群落结构进行研究。[结果]结果表明,不同季节芦苇根际土壤AOA多样性和丰富度存在差异,相比非根际土壤,夏季和秋季芦苇根际土壤AOA多样性较低丰富度较高,春季多样性较高丰富度较低。芦苇根际土壤中AOA的多样性为春季>夏季>秋季。AOA群落组成分析表明,土壤样品中AOA群落主要集中在泉古菌门(Crenarchaeota)和奇古菌门(Thaumarchaeota),其中泉古菌门为主要优势菌门。RDA分析表明,含水量(SM)、有机质(SOM)、总氮(TN)和pH是影响芦苇根际土壤AOA群落多样性和丰富度的主要环境因子。[结论]不同季节芦苇根际土壤AOA多样性及丰富度存在差异,相比非根际土壤,芦苇根际土壤AOA更丰富。

关键词：艾比湖湿地根际土壤氨氧化古菌(AOA) 多样性及丰富度相关性分析

艾比湖湿地盐节木土壤固氮微生物群落结构和丰度的环境异质性特点

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微生物学通报 2019年第7期46卷 1597-1610页

作者：兰鸿珠胡文革杨扬何园高岩石河子大学生命科学学院

【背景】新疆艾比湖湿地国家自然保护区作为国内最典型的温带干旱区湿地荒漠生态系统,对于富集生物多样性、平衡生态环境等方面存在着非凡的意义。目前关于艾比湖湿地根际与非根际土壤固氮微生物群落结构和丰度的相关研究还未见报道。... 详细信息

【背景】新疆艾比湖湿地国家自然保护区作为国内最典型的温带干旱区湿地荒漠生态系统,对于富集生物多样性、平衡生态环境等方面存在着非凡的意义。目前关于艾比湖湿地根际与非根际土壤固氮微生物群落结构和丰度的相关研究还未见报道。【目的】通过分析新疆艾比湖湿地盐节木根际和非根际土壤固氮菌nifH基因的群落结构和丰度的环境异质性特点,及探讨微生物群落对国内极端干旱区脆弱敏感的艾比湖湿地生态系统循环过程中的作用,为改善荒漠化的艾比湖湿地环境提供理论依据。【方法】采用构建克隆文库和q-PCR的方法,并利用冗余分析法(Redundant analysis,RDA)探究土壤理化性质与固氮微生物群落结构及丰度的相关性。【结果】艾比湖湿地盐节木非根际土壤中nifH的多样性高于根际土壤,盐节木根际土壤的nifH序列优势种属主要为固氮根瘤菌属(Azorhizobium)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio);非根际土壤的nifH序列优势种属主要是固氮弧菌属(Azoarcus)、太阳杆菌属(Heliobacteriummodesticaldum)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。盐节木根际土壤nifH数量为4.08×10^4copies/g,盐节木非根际土壤中nifH的数量为5.52×10^3copies/g,根际土壤nifH的丰度高于非根际土壤。相关性分析显示,根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3^--N)、速效氮、总钾、含水量等因子显著相关,非根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3^--N)、速效氮、总磷、总钾、总氮呈显著相关。【结论】在盐节木根际土壤中nifH的丰度高于非根际土壤,而多样性则低于非根际土壤,而且硝态氮(NO3^--N)、速效氮、总磷可能会影响固氮微生物的群落结构和丰度,这些特点为湖泊湿地的退化恢复提供理论和数据基础。

关键词：艾比湖湿地固氮菌(nifH) 多样性丰度根际非根际土壤

艾比湖湿地建群植物根际固氮微生物的时空分布格局及嗜细菌粘细菌的分离鉴定

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艾比湖湿地建群植物根际固氮微生物的时空分布格局及嗜细菌粘细菌...

作者：靳希桐石河子大学

学位级别：硕士

【目的】研究新疆艾比湖湿地7月、10月、4月四种建群植物(花花柴、盐角草、植物群落、盐节木)根际和非根际土壤固氮微生物的多样性和优势菌群与环境因子的相关性,分析随着时间变化和植被的不同固氮微生物群落在艾比湖湿地生态功能恢复... 详细信息

【目的】研究新疆艾比湖湿地7月、10月、4月四种建群植物(花花柴、盐角草、植物群落、盐节木)根际和非根际土壤固氮微生物的多样性和优势菌群与环境因子的相关性,分析随着时间变化和植被的不同固氮微生物群落在艾比湖湿地生态功能恢复中可能起到的潜在作用。首次尝试对艾比湖湿地嗜细菌粘细菌进行分离鉴定,以期丰富我国干旱盐碱环境粘细菌资源库,为今后的粘细菌研究工作打好基础。【方法】本文采集了7月、10月、4月艾比湖湿地建群植物盐角草、盐节木、花花柴和芦苇根际与非根际的土壤。通过测定不同时间土壤的理化因子来了解艾比湖湿地土壤环境状况的动态变化特征;通过Illumina HiSeq PE250高通量测序技术,分析固氮微生物的多样性和群落结构特征的时空差异;通过RDA分析探究土壤理化性质和固氮微生物多样性及菌群结构的相关性。使用大肠杆菌划线法、兔粪诱导法分离艾比湖湿地嗜细菌粘细菌,通过菌落形态观察、分子测序、生理生化鉴定等方法对分离出的粘细菌进行分类鉴定。【结果】艾比湖湿地土壤pH值为7.42.97,平均为7.83,四种植物土壤的碱化程度为7月>4月>10月,均为碱性土壤。含水量为4.30%4.38%,平均为8.62%,且4月>7月>10月,含水量低于正常湿地水平。电导率为0.16ms/cm2.40ms/cm,平均为4.68ms/cm。土壤含盐量在季节方面的差异变化为7月>10月>4月,根际土壤盐含量高于非根际土壤。土壤的理化性质在各时期7月、10月、4月之间存在显著差异。艾比湖湿地土壤中nifH基因的Chao1指数、ACE指数、Shannon-Wiener指数根际土壤均高于非根际土壤。艾比湖湿地中的优势固氮微生物共分为8个菌门,其中Proteobacteria是艾比湖湿地固氮微生物的第一固氮微生物优势菌门,Geobacter、Pseudomonas和Bradyrhizobium是艾比湖湿地不同样本中共有的优势菌属,艾比湖湿地中的优势固氮菌属在7月、10月、4月间存在差异。RDA结果显示土壤的全氮、速效钾、碱解氮、有效磷与固氮微生物的多样性和丰富度有关。通过大肠杆菌划线法获得两株粘细菌YJC9和HHC2,对这两株粘细菌菌落形态观察、分子鉴定、生理生化反应将菌株YJC9和HHC2归属于粘球菌属。【结论】艾比湖湿地土壤属于盐碱土,土壤含水量低,土壤养分等级评价低,属于营养贫瘠的土壤。艾比湖湿地植物根际土壤固氮微生物多样性高于非根际,7月的土壤固氮微生物多样性高于10月和4月。电导率、含水量、碱解氮等可能影响土壤中固氮微生物的多样性和群落结构。干旱盐碱的艾比湖湿地存在嗜细菌粘细菌资源,但可能由于其土壤性质的特殊性,其粘细菌含量较少。

关键词：艾比湖湿地固氮微生物时空差异影响因素粘细菌

艾比湖湿地三种植物根际土壤氨氧化细菌群落的多样性

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微生物学报 2015年第9期55卷 1190-1200页

作者：王翠华武菲胡文革莫超张晓红石河子大学生命科学学院新疆石河子832000

【目的】以艾比湖湿地盐节木(Halocnemum strobilaceum)、芦苇(Reed)及盐角草(Salicornia)三种植物为对象,研究其根际土壤氨氧化细菌(AOB)的群落多样性。【方法】利用PCR-RFLP的方法,构建氨氧化细菌amo A基因克隆文库,进行系统发育分析... 详细信息

【目的】以艾比湖湿地盐节木(Halocnemum strobilaceum)、芦苇(Reed)及盐角草(Salicornia)三种植物为对象,研究其根际土壤氨氧化细菌(AOB)的群落多样性。【方法】利用PCR-RFLP的方法,构建氨氧化细菌amo A基因克隆文库,进行系统发育分析。结合三种植物根际理化因子特点,探讨三种植物根际AOB群落结构组成的特点。【结果】通过序列多态性分析表明,三种植物根际土壤AOB amo A基因克隆文库中的所有序列均属于β亚纲(β-Proteobacteria)中的亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)及Nitrosomonas-like,未发现亚硝化螺菌属(Nitrosospira)。三个AOB amo A基因克隆文库分别包括9个OTUs、12个OTUs和7个OTUs,其文库覆盖度均达99%以上,代表性强。三个文库的丰富度、Chao1指数、ACE指数、Shannon指数均为R>H>S。【结论】三种植物的AOB多样性为芦苇>盐节木>盐角草,并且其最优氨氧化菌群各不相同。本研究为系统认识艾比湖湿地植物根际氨氧化细菌群落多样性和结构组成提供了基础。

关键词：根际氨氧化细菌 amoA基因 PCR-RFLP 克隆文库

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艾比湖湿地根际放线菌多样性及其环境响应

环境科学与技术 2015年第12期38卷 22-30,134页

作者：张晓红胡文革莫超王翠华武菲郭飏新疆石河子大学新疆石河子832003

分别在春、夏、秋3个季节采集新疆艾比湖自然保护区盐节木、芦苇以及盐角草3种不同植被的根际土壤,利用PCR-DGGE技术研究土壤放线菌群落结构及多样性,同时测定7个理化因子,并对放线菌多样性与土壤理化因子的相关性进行分析。结果表明,... 详细信息

分别在春、夏、秋3个季节采集新疆艾比湖自然保护区盐节木、芦苇以及盐角草3种不同植被的根际土壤,利用PCR-DGGE技术研究土壤放线菌群落结构及多样性,同时测定7个理化因子,并对放线菌多样性与土壤理化因子的相关性进行分析。结果表明,艾比湖湿地不同植物根际、不同季节的放线菌多样性存在明显差异,其中盐角草群落放线菌的多样性最高,芦苇群落次之,盐节木群落最低;在盐节木和芦苇根际土壤中放线菌的多样性为夏季>秋季>春季,而盐角草根际土壤放线菌的多样性随春夏秋季节的变化依次增大。DGGE图谱中共测序22个条带,主要为放线菌亚目、微球菌亚目、弗兰克氏菌亚目、酸微菌亚目、棒杆菌亚目、动孢菌亚目和细菌域的未知类群。Shannon指数与土壤有机质含量、含水量呈显著正相关;与电导率、pH值、速效钾、有效磷和碱解氮等呈负相关。

关键词：艾比湖湿地放线菌多样性理化因子变性梯度凝胶电泳相关性

新疆艾比湖湿地博乐河入口处土壤细菌多样性分析

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微生物学通报 2014年第11期41卷 2244-2253页

作者：韩晶胡文革王艳萍武菲张晓红王翠华石河子大学生命科学学院新疆石河子832003

【目的】了解新疆艾比湖湿地国家级自然保护区非培养土壤细菌群落组成及多样性。【方法】采用非培养法直接从湿地土壤提取总DNA进行16S r RNA基因扩增,构建细菌16S r RNA基因克隆文库。使用MspⅠ和AfaⅠ限制性内切酶对阳性克隆进行16S r... 详细信息

【目的】了解新疆艾比湖湿地国家级自然保护区非培养土壤细菌群落组成及多样性。【方法】采用非培养法直接从湿地土壤提取总DNA进行16S r RNA基因扩增,构建细菌16S r RNA基因克隆文库。使用MspⅠ和AfaⅠ限制性内切酶对阳性克隆进行16S r RNA基因扩增片段的限制性酶切分析(Amplified r DNA restriction analysis,ARDRA),挑取具有不同双酶切图谱的克隆进行测序,序列比对并构建16S r RNA基因系统发育树。【结果】从土壤细菌的16S r RNA基因文库中随机挑取75个不同谱型的克隆子,共得到58个OTUs,系统发育归类为8个细菌类群:绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomicrob)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)。其中,变形菌门为第一优势菌群,拟杆菌门为第二优势菌群,两者约占总克隆的65%。【结论】艾比湖湿地博乐河入口处土壤细菌多样性丰富,且存在一定数量的潜在微生物新种。

关键词：细菌多样性 16S r RNA基因克隆文库艾比湖湿地限制性酶切分析