检索结果-南通市图书馆

作者：王家昕中南民族大学

学位级别：硕士

采用Bead beating法提取了不同生态条件和耕作制度的烟田土壤微生物总DNA,以细菌16S rDNA V3区通用引物对进行降落PCR扩增,产物进行变性凝胶梯度电泳(DGGE),经过对不同生态条件和耕作制度烟田土壤DGGE指纹图谱的分析,主要结论如下:Bead ... 详细信息

采用Bead beating法提取了不同生态条件和耕作制度的烟田土壤微生物总DNA,以细菌16S rDNA V3区通用引物对进行降落PCR扩增,产物进行变性凝胶梯度电泳(DGGE),经过对不同生态条件和耕作制度烟田土壤DGGE指纹图谱的分析,主要结论如下:Bead beating法提取土壤微生物总DNA,既保证了DNA不受机械损伤,又兼顾了DNA的质量,提取的微生物DNA可直接用于后续酶反应。单一施用有机肥对土壤微生物多样性影响最大。施用75%无机肥配25%有机肥利于较快提高土壤中微生物多样性。单一施用无机肥降低根际土中微生物多样性,能提高非根际土中微生物多样性。在烟草生长过程中,连作土壤中微生物种群变化幅度最大,微生物多样性最高,其次为间隔2年土壤样品;间隔4年土壤中微生物多样性随烟草生长降低。海拔746m土壤中,非根际土微生物多样性从旺长期到采收期呈降低趋势,根际土相反。海拔933m和海拔1095m土壤中微生物多样性从旺长期到采收期升高,其中海拔1095m的土壤微生物多样性大于海拔933m土壤。随海拔升高,非根际土与对应根际土的相似性降低。海拔越低,旺长期土壤与采收期该土壤的相似性越高。黄棕壤非根际土移栽期时微生物多样性最低,根际土移栽期微生物多样性最高,微生物多样性从烟草旺长期到采收期变化较小。紫色土微生物多样性低于黄棕壤。从旺长期到采收期紫色土微生物多样性降低明显。黄棕壤旺长期与采收期的相似性大于紫色土旺长期与采收期的相似性。

关键词：土壤微生物多样性 PCR-DGGE 耕作制度生态条件

石羊河流域及乌鞘岭土壤微生物多样性及应用研究

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石羊河流域及乌鞘岭土壤微生物多样性及应用研究

作者：毛燕琴中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)

学位级别：硕士

土壤是微生物最适宜的生长环境,石羊河流域及乌鞘岭囊括了流石滩、高寒草甸、针叶林、阔叶林、草地及沙漠等温带气候带的各种典型生态系统。环境的多样性造就了多样的土壤微生物种群,是开展微生物资源调查的优良区域。所以本论文以石羊... 详细信息

土壤是微生物最适宜的生长环境,石羊河流域及乌鞘岭囊括了流石滩、高寒草甸、针叶林、阔叶林、草地及沙漠等温带气候带的各种典型生态系统。环境的多样性造就了多样的土壤微生物种群,是开展微生物资源调查的优良区域。所以本论文以石羊河流域及乌鞘岭代表性的生态系统土壤为研究对象,运用传统和高通量测序技术,研究典型生态系统中土壤微生物的多样性,同时对分离出来的可培养微生物进行应用价值的研究。成功分离到一株对金黄色葡萄球菌具有抑制作用的野生菌株,并对该菌株进行分离鉴定、高产菌株的诱变选育及发酵培养基优化。主要研究结果如下:1石羊河流域及乌鞘岭土壤微生物多样性的研究以石羊河流域及乌鞘岭的典型生态系统的土壤微生物为研究对象,运用传统和高通量测序技术,研究典型生态系统中土壤微生物的多样性,研究结果如下:(1)各取样地土壤中可培养微生物数量基本符合细菌>放线菌>真菌的规律。(2)土壤微生物含量、种类和多样性与地上植被类型及水分状况高度相关。总体而言,土壤微生物含量、种类和多样性基本上符合森林生态系统>草甸生态系统>草地生态系统>沙漠生态系统的规律,同时也受到微环境的影响,差异较大。(3)在所有样地均出现的细菌为136个,真菌为8个,各样地中的优势微生物种群类型较一致。细菌主要是放线菌(Actinobacteria)、变形菌(Proteobacteria)和酸杆菌(Acidobacteria),其次是拟杆菌(Bacterioidetes)、绿弯菌(Chloroflexi)和芽单胞菌(Gemmatimonadetes)。真菌主要是不可培养真菌(Unclassified)、子囊菌(Ascomycota)和担子菌(Basidiomycota)。(4)草地生态系统中存在沙漠生态系统与森林生态系统之间的过渡微生物群落。2可培养微生物应用价值的研究利用传统分离法对土样中的微生物进行分离,并筛选出石羊河流域典型生态系统中的代表性可培养真菌(F1-1、F4-8和F13-10)。对这3株真菌进行了C离子束和紫外线的耐受性研究,以及对金黄色葡萄球菌的抑菌实验。结果发现,相比于菌株F4-8孢子,F1-1孢子和F13-10孢子在C离子束、紫外线辐照环境下均具有较高的存活率,但这两株真菌的辐射耐受力远远低于目前已知耐辐射真菌。抑菌实验显示,F1-1比另外两株真菌更能明显抑制金黄色葡萄球菌的生长。经鉴定,F1-1为产黄青霉(Penicillium chrysogenum),其抑菌活性产物为青霉素G。综合比较这3株真菌的特性后发现,F1-1因为其抑菌效果更明显而具有更高的应用潜力。3产黄青霉F1-1的诱变筛选及发酵培养基优化为了选育高产青霉素的生产菌株,本研究利用C离子束辐照诱变产黄青霉野生菌株F1-1,并进行了高产菌株的发酵培养基优化。C离子束辐照产黄青霉孢子悬液后进行初筛,同时统计存活率、正负突变率。结果发现,辐照剂量为150 Gy时正突变率最高,为8.82%,负突变率相对于其他辐照剂量较低,存活率为24.09%,较有利于筛选高产的突变体。最终从168株菌中筛选出15株正突变菌株,经过摇瓶复筛,获得了两株高产青霉素突变菌株C12和D28,摇瓶发酵6d后,其青霉素产量分别为413.02 U/mL、414.56 U/mL,相较于野生菌株分别提高了11.36%、11.78%。通过调整碳源和添加前体进行发酵培养基优化,发现D28菌株的最适碳源为蔗糖(11%),同时在添加前体的条件下可以有效提高青霉素产量(486.60 U/mL,提高了17.38%)。本项工作在野外考察取样的基础上,利用重离子辐照技术,对分离出的目标菌株进行了应用价值的研究。所获得的目的菌株经鉴定为产黄青霉(Penicillium chrysogenum),是一株具备应用潜力的青霉素生产菌,该菌株虽然相较于目前成熟的青霉素生产菌没有任何生产优势,但它丰富了产抗微生物资源。因此已经报请中国工业微生物菌种保藏管理中心保藏(保藏号为MT341466-MT341467)。

关键词：石羊河流域乌鞘岭土壤微生物多样性诱变育种

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艾比湖盐渍化对土壤微生物多样性影响研究

艾比湖盐渍化对土壤微生物多样性影响研究

作者：邵亮新疆大学

学位级别：硕士

为了研究艾比湖干涸湖底形成的自然盐梯度对土壤中细菌多样性造成的影响，分别采集艾比湖西北部湖滨A-J10个不同样点土壤样品，对所采土样进行了总盐、电导率和pH值的测定结果显示从湖内部向外的样点土壤pH值在8.0~9.0之间，呈现弱碱性... 详细信息

为了研究艾比湖干涸湖底形成的自然盐梯度对土壤中细菌多样性造成的影响，分别采集艾比湖西北部湖滨A-J10个不同样点土壤样品，对所采土样进行了总盐、电导率和pH值的测定结果显示从湖内部向外的样点土壤pH值在8.0~9.0之间，呈现弱碱性，土壤中电导率和可溶性总盐的结果由湖底向外一致呈现逐渐降低的趋势。选择了A、D、G和I4个间隔较大，且总盐浓度差别较大的土样进行16S rDNA文库的构建及RFLP分析。对A、D、G和I4个样点的细菌16S rDNA文库进行RFLP分析，结果显示RFLP带型明显不同，证明盐浓度梯度确实对土壤中微生物多样性产生了影响。对艾比湖湖底沉积物A点土样16S rDNA文库进行测序分析，结果显示艾比湖湖底沉积物细菌分为4个门，分别为拟杆菌门（Bacteroidetes）;变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）;酸杆菌门（Acidobacteria）;此外1个OTUs无法归类到已知的类群中，其中拟杆菌门和变形菌门为两个重要类群。研究结果表明，新疆艾比湖沉积物中细菌种类较为稀少，并且大量为未知类群，所获得的细菌全部都是嗜盐种类，并且在艾比湖湖底沉积物中含有一些可进行光合作用的细菌种类，同时存在可代谢含碳化合物的细菌种类，推断在缺少植物和动物的艾比湖湖底，不同种类的细菌通过行使不同的生理功能以维持一个小的生态环境，从而达到能量物质代谢的平衡。

关键词：艾比湖盐渍化盐梯度土壤微生物多样性

高碳基肥减氮施用对丰都植烟土壤微生物多样性和烟叶品质的影响

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高碳基肥减氮施用对丰都植烟土壤微生物多样性和烟叶品质的影响

作者：苏梦迪河南农业大学

学位级别：硕士

以重庆市丰都县大田试验为基础,以提升丰都烟叶云烟品牌工业可用性为目标,于2020～2021年研究了高碳基肥减氮施用对土壤养分、土壤微生物多样性、烤烟生长发育及烟叶品质的影响,以期探明最适合丰都县的高碳基肥料与减氮施用配比,为研究... 详细信息

以重庆市丰都县大田试验为基础,以提升丰都烟叶云烟品牌工业可用性为目标,于2020～2021年研究了高碳基肥减氮施用对土壤养分、土壤微生物多样性、烤烟生长发育及烟叶品质的影响,以期探明最适合丰都县的高碳基肥料与减氮施用配比,为研究高碳基肥对土壤微生物影响机制提供依据。试验以云烟116为主要材料,设置6个处理。CK:常规施肥纯氮为111.00 kg/hm;T1:高碳基肥料450 kg/hm+99.90 kg/hm纯氮(减氮10%);T2:高碳基肥料600 kg/hm+94.35 kg/hm纯氮(减氮15%);T3:高碳基肥料750 kg/hm+88.80kg/hm纯氮(减氮20%);T4:高碳基肥料900 kg/hm+83.25 kg/hm纯氮(减氮25%);T5:高碳基肥料1050 kg/hm+77.70 kg/hm纯氮(减氮30%)。主要研究结果如下:1、高碳基肥减氮施用对土壤理化性质的影响高碳基肥减氮施用可以提高土壤pH和养分含量,对酸性植烟土壤改良具有较好的效果。移栽后90 d,T5处理比对照的pH提高了1.25个单位,提高幅度最大。高碳基肥减氮施用显著提高了土壤碱解氮含量。在移栽后60 d和90 d,T3处理分别比对照提高了26.74%和47.06%。高碳基肥减氮施用显著提高了烟草生长后期的土壤速效钾含量。移栽后105 d,T4处理土壤速效钾含量比对照提高了56.50%;此外,T5处理显著提高了土壤C/N,降低了土壤总氮和总硫含量。然而,高碳基肥减氮施用对土壤速效磷和总碳含量的影响不大。2、高碳基肥减氮施用对土壤微生物多样性的影响采用了16S r RNA和ITS测序技术分析了高碳基肥减氮施用对土壤微生物多样性的影响。16S r RNA测序结果显示,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是细菌群落组成中的优势类群。在门水平上,高碳基肥减氮施用提高了变形菌门和拟杆菌门相对丰度,降低了酸杆菌门相对丰度。在属水平上,移栽后30 d和60 d,T5处理在提高了鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和假节杆菌属(Pseudarthrobacter)的相对丰度;而在移栽后60 d则降低了产黄杆菌属(Rhodanobacter)的相对丰度。ITS测序结果显示,土壤真菌的优势门类是子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)。在门水平上,移栽后30 d,T3处理提高了的子囊菌门(Ascomycota)相对丰度最高,比对照提高了35.13%。移栽后90 d,高碳基肥减氮施用处理降低了担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)相对丰度,其中T5处理分别降低了35.02%和7.55%。在属水平上,移栽后60 d,高碳基肥减氮施用提高了生防菌(青霉属)相对丰度,降低了病原菌(镰刀菌属)相对丰度。本研究通过RDA分析发现,高碳基肥减氮施用通过影响土壤养分含量影响土壤微生物群落结构。其中,速效磷、总氮、碱解氮和pH是引起丰都植烟土壤细菌门水平群落结构差异的主要原因,碱解氮、速效磷、C/N、pH是引起丰都植烟土壤真菌门水平群落结构差异的主要原因。3、高碳基肥减氮施用对烟株生长发育的影响在本试验条件下,高碳基肥减氮施用促进了烟株根系的发育。移栽后60 d,T2和T3处理的根鲜重显著高于对照,分别提高了55.50%和62.08%。高碳基肥减氮施用还能够有效降低烟草花叶病发病率和病情指数。移栽后60 d,高碳基肥减氮处理的发病率和病情指数均低于对照,其中T2、T3和T5处理显著降低,发病率分别降低了40.64%、41.60%和59.36%。4、高碳基肥减氮施用对烤后烟外观质量的影响高碳基肥减氮施用对烤后烟外观质量的影响结果发现,高碳基肥减氮施用改善了B2F等级烤后烟的叶片结构、油分和光泽度,T1、T2、T3和T4处理优于对照。高碳基肥减氮施用改善了C3F等级烤后烟的颜色和油分,T3和T4处理优于对照。5、高碳基肥减氮施用对烤后烟常规化学成分的影响高碳基肥减氮施用提高了烤后烟B2F和C3F等级烟叶的总糖和还原糖含量。T2和T3处理提高了B2F、C3F等级烤后烟叶中烟碱和总氮的含量,其中烟碱含量随着高碳基肥用量和减氮比例的增加整体呈现先升高后降低的趋势,在T3处理达到峰值。各处理烤后烟叶的钾氯比均大于4,烟叶燃烧性较好。6、高碳基肥减氮施用对烤后烟中性致香物的影响高碳基肥减氮施用增加了烤后烟叶中性致香物质的含量。其中

关键词：高碳基肥减氮施用土壤微生物多样性烟叶品质烤烟

放牧与围封对呼伦贝尔针茅草原土壤微生物多样性的影响

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放牧与围封对呼伦贝尔针茅草原土壤微生物多样性的影响

作者：赵帅中国农业科学院

学位级别：硕士

放牧是天然草原最主要的利用方式之一,而围封作为草场恢复和重建的一种主要措施已为世界各国所广泛采用。本文以呼伦贝尔3类地带性针茅草原,贝加尔针茅(Stipa baicalensis)草原、大针茅(S. grandis)草原、克氏针茅(S. krylovii)草原为... 详细信息

放牧是天然草原最主要的利用方式之一,而围封作为草场恢复和重建的一种主要措施已为世界各国所广泛采用。本文以呼伦贝尔3类地带性针茅草原,贝加尔针茅(Stipa baicalensis)草原、大针茅(S. grandis)草原、克氏针茅(S. krylovii)草原为研究对象,通过野外样地监测和实验室分析,应用现代生态学原理与方法及PCR-DGGE、PLFA等现代生物学技术,研究比较了放牧与围封对呼伦贝尔针茅草原群落土壤理化性状、酶活性和土壤微生物多样性的影响,主要研究结论如下: 1、放牧和围封对呼伦贝尔3类地带性针茅草原土壤理化性状有不同的影响。围栏内外草原土壤理化性质差异显著;在放牧压力下,土壤pH值均显著升高,土壤含水量、有机质含量显著降低,大针茅草原和克氏针茅草原土壤全氮、全磷含量亦显著下降。在3类针茅草原中土壤碱性磷酸酶和转化酶放牧样地较围封样地呈现活性增加的趋势,脲酶和过氧化氢酶的活性变化因类型不同而各有差异。土壤酶活性与土壤有机质、全氮、速效磷之间具有显著的相关性。 2、放牧与围封条件下,草原土壤微生物量差异显著,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物量碳、氮放牧样地显著低于围封样地,克氏针茅草原则变化不显著。呼伦贝尔针茅草原土壤微生物量碳的含量介于166.6-703.5mg·kg之间,微生物量氮含量介于30.34-92.15 mg·kg之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原最低。 3、呼伦贝尔针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,且各类型草原细菌脂肪酸与总PLFA含量围封草原均显著高于放牧草原,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs(GP PLFAs/GN PLFAs)比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高。PLFAs主成分分析表明,不同的利用方式(放牧和围封)对呼伦贝尔针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围封处理的影响程度大于放牧处理。土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮含量显著相关。 4、放牧与围封条件下,呼伦贝尔3类针茅草原土壤细菌主要有七个菌门,且多数属无法纯培养的物种。其中变形菌门所占比例最大(39.4%),依次为拟杆菌门(24.2%)、放线菌门(15.2%)、酸杆菌门(12.1%),另外有少量芽单胞菌门、梭杆菌门和厚壁菌门细菌克隆。在变形细菌的序列中包括α、β、δ、ε4个类型,比例分别为18.2%、12.1%、6.1%和3.0%,表明呼伦贝尔针茅草原土壤优势细菌类群为变形菌与拟杆菌。放牧和围封下,各类型草原的土壤细菌群落相似性较高,群落结构较为稳定,但是细菌多样性指数、丰富度和均匀度的变化均有所不同。

关键词：呼伦贝尔针茅草原放牧与围封土壤理化性质酶活性土壤微生物多样性

转线虫Mg289和MgGPP基因的RNA干扰表达载体水稻对土壤微生物多样性的影响

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转线虫Mg289和MgGPP基因的RNA干扰表达载体水稻对土壤微生物多样...

作者：普佳华南农业大学

学位级别：硕士

拟禾本科根结线虫（Meloidogyne graminicola）是水稻上重要的病原线虫之一,每年给水稻产业造成极大的损失,通过构建in planta RNAi转基因水稻,能有效抵抗拟禾本科根结线虫的侵染。随着转基因作物种植面积的逐步扩大,研究转基因作物种... 详细信息

拟禾本科根结线虫（Meloidogyne graminicola）是水稻上重要的病原线虫之一,每年给水稻产业造成极大的损失,通过构建in planta RNAi转基因水稻,能有效抵抗拟禾本科根结线虫的侵染。随着转基因作物种植面积的逐步扩大,研究转基因作物种植期间对土壤微生物的影响情况是评价转基因作物是否安全的重要内容。本实验以两种in planta RNAi转基因水稻,Mg289 RNAi和MgGPP RNAi转基因水稻为研究对象,验证它们对拟禾本科根结线虫的抗性,并通过高通量测序技术探究这两种RNAi转基因水稻对土壤微生物多样性和群落结构的影响,旨在为评价这两种转基因水稻的环境安全性提供理论依据。主要研究结果如下:1、对Mg289 RNAi转基因水稻和MgGPP RNAi转基因水稻进行接种拟禾本科根结线虫实验,发现Mg289 in planta RNAi转基因水稻与非转基因水稻相比,根部雌虫数量下降了50-59%;MgGPP in planta RNAi转基因水稻与非转基因水稻相比,根部雌虫数下降了20-42%,两种RNAi转基因水稻能有效抵抗拟禾本科根结线虫的侵染。2、采用16SV4区和ITS1区扩增子测序技术分别对种植两种转基因水稻的土壤细菌、真菌群落多样性进行研究,并与非转基因水稻相比较,发现三种水稻土壤中细菌OTU数量整体变化趋势一致,随着水稻的生长发育逐渐增加,变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）为三种水稻土壤主要细菌门类。三种水稻土壤中真菌OTU数量变化趋势一致,即OTU数先增加后降低,在水稻抽穗期,土壤真菌种类达到最多,子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）为三种水稻土壤主要真菌门类。3、研究两种转基因水稻对土壤细菌群落多样性影响中,在水稻抽穗期和采收期,Mg289 RNAi转基因水稻各类多样性指数与非转基因水稻相比无显著差异,但在水稻分蘖期,非转基因水稻土壤细菌Chao1指数与Mg289 RNAi转基因水稻相比差异显著。PCA分析和Anosim分析中,水稻分蘖期和抽穗期,Mg289 RNAi转基因水稻土壤细菌群落结构与非转基因水稻相比无显著差异,但在水稻采收期,Mg289 RNAi转基因水稻土壤细菌群落结构与非转基因水稻相比差异显著,推测Mg289 RNAi转基因水稻在采收期对细菌群落结构造成了一定影响。而MgGPP RNAi转基因水稻在水稻生长的三个时期内其土壤细菌多样性指数、群落结构与非转基因水稻相比均没有显著差异,推测MgGPP RNAi转基因水稻的种植对土壤细菌群落无明显影响。4、研究两种转基因水稻对土壤真菌群落多样性影响中,在水稻生长分蘖期、抽穗期、采收期,Mg289 RNAi转基因水稻和MgGPP RNAi转基因水稻土壤真菌群落的多样性指数和群落结构与非转基因水稻相比均没有显著差异,推测两种转基因水稻的种植对土壤真菌群落无明显影响。本研究评价了在水稻生长分蘖期、抽穗期和采收期时两种RNAi转基因水稻对土壤微生物的影响情况,因为不同类型RNAi转基因水稻对土壤微生物影响不同,因此我们认为RNAi转基因植物是否会影响土壤微生物与选择的基因相关,转入不同的基因会导致不一样的结果。

关键词：拟禾本科根结线虫水稻体内RNA干扰土壤微生物多样性高通量测序

科尔沁草甸草地不同利用方式对土壤微生物多样性的影响

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科尔沁草甸草地不同利用方式对土壤微生物多样性的影响

作者：刘倩东北大学

学位级别：硕士

为探讨科尔沁草甸草地不同利用方式对土壤微生物多样性的影响,选择科尔沁草甸草地5种不同利用方式(水田、林地、天然草地、4年农田、30年农田)为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法、Biolog(ECO、GN和GP微孔板)分析法和变性梯度凝胶电... 详细信息

为探讨科尔沁草甸草地不同利用方式对土壤微生物多样性的影响,选择科尔沁草甸草地5种不同利用方式(水田、林地、天然草地、4年农田、30年农田)为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法、Biolog(ECO、GN和GP微孔板)分析法和变性梯度凝胶电泳(DGGE)等方法,对不同利用方式土壤微生物的结构多样性、功能多样性、遗传多样性进行研究,以期为科尔沁草甸草地的合理利用及恢复提供科学依据。结果表明,天然草地和林地土壤微生物种类和含量较农田和水田丰富,但优势种相似。不同利用方式之间革兰氏阴性菌的生物量差别不明显,差异主要集中在革兰氏阳性菌上。细菌与真菌的数量比(B/F)呈现出天然草地>4年农田>林地>水田>30年农田的规律,表明随着天然草地向其他利用方式的转化,微生物种群丰富度下降,土壤微生物区系由细菌型向真菌型转化。不同利用方式土壤微生物利用ECO、GN2和GP2板碳源所反映出的土壤微生物功能多样性规律不完全一致。从对ECO、GN2板的碳源利用来看,30年农田土壤微生物群落具有最强的平均代谢活性,而4年农甲则最低;而由GP2板所反映的土壤微生物群落平均代谢活性则为,林地最大,天然草地和水田次之,30年农田最小。不同利用方式土壤微生物群落对糖类、羧酸类和氨基酸类碳源的利用率显著高于聚合物类、胺/氨类和双亲化合物类碳源,而且不同种类碳源对土壤微生物群落功能多样性的贡献不同。其中氨基酸类、糖类和羧酸类代谢菌群是5种供试土样的优势菌群。科尔沁草甸草地不同利用方式条件下,土壤微生物表现出一定的遗传多态性。水田由于长期独特的耕作和管理措施,形成了不同于旱地的土壤性状,与其他各土样有较大差异。回收的16个条带中测序结果有8个为未知细菌。5种供试土样的优势菌群主要包括肠杆菌科的变形杆菌(proteobacterium)、放线菌目(Actinomycetales)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、弧菌属(Vibrio sp.)、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、肠杆菌科,志贺氏菌属(Shigella sp.)及埃希氏菌属(Escherichia sp.)。

关键词：科尔沁草甸草地土壤微生物多样性 PLFA Biolog PCR-DGGE

武夷山国家公园不同海拔植被土壤微生物多样性研究

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武夷山国家公园不同海拔植被土壤微生物多样性研究

作者：王俊奇福建农林大学

学位级别：硕士

微生物是土壤生态系统的重要组成部分,土壤微生物多样性对其各种功能的可持续发展意义重大。土壤微生物多样性和功能受海拔和植被等环境因子影响。武夷山国家公园保存了地球同纬度地区最完整、最典型和分布最广的中亚热带原生性森林生... 详细信息

微生物是土壤生态系统的重要组成部分,土壤微生物多样性对其各种功能的可持续发展意义重大。土壤微生物多样性和功能受海拔和植被等环境因子影响。武夷山国家公园保存了地球同纬度地区最完整、最典型和分布最广的中亚热带原生性森林生态系统。为了解武夷山国家公园内不同海拔和植被下微生物分布特征和功能,本研究采集了武夷山国家公园内不同海拔高度处（500 m～2100 m）具代表性的常绿阔叶林（EBF）、针阔混交林（HJ）、针叶林（CF）、亚高山矮林（DF）和高山草甸（AM）5种典型植被类型土壤,应用现代高通量测序技术,分别以16S和18S rRNA基因为分子标记,分析比较了不同海拔梯度下所生长的不同植被根际土壤细菌和真菌多样性特征,并运用Biolog ECO微平板技术,分析了相应土壤微生物碳代谢功能多样性。同时结合土壤主要理化性质,分析土壤微生物多样性及其碳代谢功能与环境因子相关关系。研究结果如下:1、Illumina Mesiq高通量测序结果表明,5个植被类型土壤共检测到有效细菌序列785556条,包括27个门、67个纲、167个目、277个科、440个属、848个种。OTU数目针阔混交林最多,有2099个;常绿阔叶林最少,为1512个。在门水平下变形菌（Proteobacteria）和酸杆菌（Acidobacteria）是各植被土壤细菌优势群落,二者丰度之和最高可达97.66%。各植被土壤细菌多样性Chao1指数表现为针叶林最高,为2011.80;常绿阔叶林最低,为1390.00。对于真菌而言,共检测出有效序列797826条,包括36个门、63个纲、91个目、118个科、135个属、194个种。OTU数目针叶林最多,有439个;常绿阔叶林最少,有345个。在门水平下子囊菌（Ascomycota）和担子菌（Basidiomycota）是各植被土壤真菌优势群落,二者丰度之和最高可达86.22%。各植被土壤真菌多样性Chao1指数表现为针叶林最高,为366.82;常绿阔叶林最低,为286.6。样本层级聚类分析和主成分分析（PCA）表明,不同海拔植被下土壤细菌、真菌群落组成结构均存在明显差异。2、经多级物种差异判别分析（LEfSe和LDA）表明,不同海拔植被下土壤中所富集的优势微生物类群不同,常绿阔叶林土壤中显著富集的细菌谱系主要包括:放线菌门（Actinobacteria）、α-变形杆菌纲（Alphaproteobacteria）、棒状杆菌目（Corynebacteria）和嗜酸栖热菌属（Acidothermus）,显著富集的真核生物包括散囊菌纲（Eurotiomycetes）、红菇目（Russulales）和刺盾炱目（Chaetothyriales）;针阔混交林土壤中显著富集的细菌主要包括Candidatus＿Solibacter属,显著富集的真核生物包括粪壳菌目（Sordariales）中的一些物种;针叶林土壤中显著富集的细菌主要包括黄色杆菌科（Xanthobacteraceae）和西索恩氏菌科（Chthoniobacteraceae）;显著富集的真核生物包括伞菌目（Agaricales）和酵母菌属（Saccharomycetales）;亚高山矮林土壤中显著富集的真核生物包括肉座菌目（Hypocreales）以及子囊菌纲（Ascomycota）中的其他物种;高山草甸土壤中显著富集的细菌主要包括克氏菌科（Koribacteraceae）和HSB＿OF53＿F07属,显著富集的真核生物包括古根菌纲（Archaeorhizomycetes）、微球黑粉菌纲（Microbotryomycetes）和白冬孢酵母目（Leucosporidiales）。3、土壤微生物群落与土壤理化因子之间关系密切,门水平下各植被土壤细菌优势群落的变形菌（Proteobacteria）皆与硝态氮（NO-N）和速效钾（AK）呈显著正相关,酸杆菌（Acidobacteria）与全磷（TP）和有机质（OM）呈显著正相关;门水平下真菌优势群落子囊菌（Ascomycota）与NO-N为显著负相关,与OM为显著正相关,担子菌门（Basidiomycota）与pH、AK、总氮（TN）表现为显著正相关关系。各植被土壤微生物的AWCD值和功能多样性指数与pH均存在负相关关系,与土壤有效磷（AP）、OM、TP、NH-N、NO-N呈正相关关系。4、土壤微生物碳代谢功能多样性分析结果表明,随时间的增长5种植被土壤微生物的AWCD值均随之不断增大,整个培养过程均表现为针阔混交林最大,亚高山矮林最小。各植被土壤微生物对糖类、氨基酸类、醇类和酯类4类碳源的利用能力差异明显,具体表现为针阔混交林利用强度最高,亚高山矮林最低。针阔混交林的Simpson、Shannon和McIntosh指数均高于其他4种植被类型

关键词：武夷山国家公园海拔和植被土壤微生物多样性高通量测序 Biolog-ECO微平板

耕地非粮化利用对土壤微生物多样性的影响机制研究 ——基于农户经济效益视角

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耕地非粮化利用对土壤微生物多样性的影响机制研究 ——基于农户...

作者：戴雯浙江财经大学

学位级别：硕士

土壤是人类赖以生存和农业发展的根本,土壤生态安全是保障整个生态环境安全及粮食安全的重要基础,对国民经济可持续发展具有重要的战略意义。随着我国耕地非粮化现象日益突出,耕地利用由粮食生产为主转变为多种农业经营方式并存,一方面... 详细信息

土壤是人类赖以生存和农业发展的根本,土壤生态安全是保障整个生态环境安全及粮食安全的重要基础,对国民经济可持续发展具有重要的战略意义。随着我国耕地非粮化现象日益突出,耕地利用由粮食生产为主转变为多种农业经营方式并存,一方面对国家粮食安全带来潜在风险,另一方面部分非粮化利用方式会破坏田间水利设施以及土壤耕作层,影响土壤养分循环和供给,使土壤微生物群落结构发生改变,威胁土壤生态环境。而土壤微生物多样性是维持土壤生产力和耕地生态循环的重要组成部分。明晰耕地非粮化利用对土壤微生物多样性的影响机理,合理引导和管控耕地非粮化利用,对提高土壤微生物多样性,保障耕地生态循环具有重要作用。但是,通过梳理目前研究发现大部分学者围绕非粮化利用对耕地影响,主要聚焦于对土壤p H值、有机质、耕作层以及重金属污染等方面的探讨,缺少研究关注耕地非粮化利用对土壤微生物多样性的影响。其次,为了防治耕地非粮化利用对土壤的不利影响,目前关于耕地非粮化治理研究大多提出采用“爪牙”行政指令措施等,少有学者从农户经济效益视角出发,结合政府管控,提出具体治理措施。如果不考虑农户经济效益,只通过政府行政指令强制清除“非粮化”,农户既面临非粮化产品毁损的直接损失,又面临未来依靠耕地种粮不能完全解决生活问题的间接损失,因此农户反对意见较大,治理效果不明显。且对于部分贫困地区,例如松阳县强制清除“非粮化”茶叶种植,会导致基础设施投资损失,上级财政投资打水漂,村集体也将失去分红,这与巩固脱贫攻坚成果相矛盾,可能会导致农户返贫,不利于共同富裕战略实施,不利于绿水青山就是金山银山的发展理念。为此,本文拟从农户经济效益视角出发,在深入分析农户经济效益、耕地非粮化利用和土壤微生物多样性三者关系的基础上,基于中介效应模型创新性地构建一个“农户经济效益——耕地非粮化利用——土壤微生物多样性”变化的理论分析框架。最后从农户经济效益视角出发提出引导耕地非粮化治理,改善土壤微生物多样性的具体管控措施。论文主要研究结论如下:(1)关于理论层面,本文运用环境经济学理论、比较收益理论和人地关系理论,从理论层面分析农户经济效益、耕地非粮化利用和土壤微生物多样性三者之间的关系,并构建“农户经济效益——耕地非粮化利用——土壤微生物多样性”的研究框架。在理论和机制分析的基础上提出了四个研究假设:(1)农户经济效益对土壤微生物多样性具有显著的影响。(2)农户经济效益对耕地非粮化利用具有显著的影响。(3)不同耕地非粮化利用对土壤微生物多样性有显著的影响。(4)耕地非粮化利用在农户经济效益与土壤微生物多样性之间具有中介效应。(2)关于实证层面,本文以浙江省10个典型县市区为研究区,选择68个样点开展实地勘察获取实证数据,并根据理论分析框架构建中介效应模型进行分析。结论如下:(1)整体上浙江省农户经济效益会对耕地土壤微生物多样性产生显著的负向影响,即农户得到金山银山的同时没有兼顾保护绿水青山,但不同地区由于土地利用方式不同对土壤微生物多样性的影响呈现不同效应。(2)农户经济效益对耕地非粮化利用有显著的正向影响,且通过控制变量发现目前基本农田保护政策对耕地非粮化利用抑制作用并不明显。(3)不同非粮化利用方式对土壤微生物多样性影响是不同的。景观苗木种植、果树种植和茶叶种植三种非粮化利用方式对土壤微生物多样性有显著的负向影响,且景观苗木种植和果树对土壤微生物多样性影响较大,茶叶种植的影响较小,而蔬菜种植可以显著促进土壤微生物多样性的提高。(4)耕地非粮化利用作为部分变量具有一定的中介效应。农户经济效益通过三种耕地非粮化利用(景观苗木、果树、茶叶)间接负向影响土壤微生物多样性。结果说明虽然农户经济效益并不完全通过耕地非粮化利用间接影响土壤微生物多样性,但耕地非粮化利用是农户经济效益对土壤微生物多样性产生间接影响的一条极为重要的途径。基于耕地非粮化利用对土壤微生物多样性影响的结果,本文从农户经济效益视角出发,结合政府管控,提出引导耕地非粮化治理,改善土壤微生物多样性的具体措施。(1)农户会为了提高经济效益而选择耕地非粮化利用,从而影响土壤微生物多样性,而土地租金的上升是目前抑制农户经济效益的重要因素,因此应该针对不同地区,研制耕地不同种植模式流转价格标准和动态监测机制,使土地租金处于合理水平,抑制耕地非粮化行为,提高土壤微生物多样性。(2)研究表明农户经济效益是促进耕地非粮化利用的重要因素之一,为了减少粮食种植与非粮化收入差距,政府应该将规划管控与农户种植经济效益相衔接,提高农户比较收益,促进土壤微生物多样性保护。(3)结果表明并不是所有非粮化利用都会负向影响土壤微生物多样性,且不同非粮化利用对土壤微生物多样性影响程度也有区别,因此应该根据不同非粮化利用的破坏程度和生产能力恢复成本两个维度分类管控,改善土壤微生物多样性。(4)建立和

关键词：耕地非粮化利用土壤微生物多样性农户经济效益中介效应模型

秸秆覆盖还田对谷子根围土壤微生物多样性的化感作用研究

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秸秆覆盖还田对谷子根围土壤微生物多样性的化感作用研究

作者：冯茹姬山西农业大学

学位级别：硕士

秸秆覆盖还田不仅能保水保墒、增加土壤有机质含量,还能影响土壤微生物多样性,秸秆被雨水淋溶后产生次生代谢物质对杂草生长有化感抑制作用。本研究设置不同质量和长度的谷子秸秆以及不同质量的3种作物(玉米、小麦、谷子)秸秆覆盖还田试... 详细信息

秸秆覆盖还田不仅能保水保墒、增加土壤有机质含量,还能影响土壤微生物多样性,秸秆被雨水淋溶后产生次生代谢物质对杂草生长有化感抑制作用。本研究设置不同质量和长度的谷子秸秆以及不同质量的3种作物(玉米、小麦、谷子)秸秆覆盖还田试验,从化感作用角度综合评价秸秆雨水淋溶物质对谷子根围土壤酶活性和微生物多样性的化感作用,筛选出有利于提高谷子根围土壤微生物多样性的秸秆长度、还田质量和还田作物,为合理的秸秆覆盖还田技术提供理论依据。本研究主要结果如下:(1)谷子秸秆覆盖还田对谷子根围土壤酶活性产生了不同影响。谷子秸秆覆盖提高了0～5 cm土层深度的土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,也提高了5～15 cm土层深度的土壤蔗糖酶活性。谷子秸秆雨水淋溶物对提高土壤微生物群落多样性、维持群落丰富度有一定影响,改善了土壤微生物群落结构。其中5 cm长、2 000 kg/hm谷子秸秆处理下化感促进效果较好,此时谷子根围土壤微生物群落最为稳定。谷子秸秆雨水淋溶物对多种与碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢有关的酶基因相对丰度产生了一定的化感作用。其中1 cm长、4000 kg/hm谷子秸秆覆盖还田对碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢通路上的相关基因表达化感抑制作用较为显著,并降低了钛、镍元素转运相关的酶基因丰度。(2)3种作物秸秆雨水淋溶物对谷子根围土壤酶活性均存在不同程度影响。0～5cm土层深度,全量玉米秸秆(12000 kg/hm)、全量小麦秸秆(9000 kg/hm)、全量谷子秸秆(8000 kg/hm)覆盖还田对土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性促进效果最明显。5～10 cm土层深度,半量玉米秸秆覆盖对土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性促进效果最佳。半量和全量小麦秸秆覆盖对土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性促进效果较好。10～15 cm土层深度,玉米秸秆覆盖处理下提高了土壤过氧化氢酶、蔗糖酶活性,抑制了脲酶活性。小麦秸秆覆盖处理下提高了土壤蔗糖酶活性,抑制了土壤过氧化氢酶、脲酶活性。谷子秸秆覆盖处理下对土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性均产生一定影响。玉米、小麦、谷子秸秆雨水淋溶物对谷子根围微生物丰度均有不同程度影响。3种作物秸秆处理均提高了谷子根围土壤细菌群落多样性,降低了谷子根围土壤真菌群落多样性和土壤微生物丰富度。半量玉米、半量小麦和四分之一量谷子秸秆覆盖还田维持土壤微生物群落丰富度、多样性在较高水平且微生物群落比较稳定。3种作物秸秆雨水淋溶物对谷子根围细菌代谢功能产生了不同影响。半量玉米秸秆覆盖还田抑制了土壤细菌氨基酸代谢、能量代谢、碳水化合物代谢通路,减少了土壤中与碳代谢及氮代谢有关的细菌类群,增强了土壤细菌外源生物降解与代谢以及脂质代谢的能力。四分之一量谷子覆盖还田显著抑制了土壤细菌氨基酸代谢、能量代谢、脂质代谢通路,显著提高了碳水化合物代谢通路,减少了土壤中与氮代谢有关的细菌类群,增加了土壤中与碳代谢有关的细菌类群,提高了土壤碳源利用能力。3种作物秸秆覆盖下,谷子根围土壤真菌营养结构产生了变化,除病理营养型、共生营养型、腐生营养型三大类外,病理-腐生营养型、病理-腐生-共生营养型等具有兼性功能真菌所占比例增加。全量谷子秸秆处理显著促进了土壤中共生营养型、病理-腐生营养型、腐生-共生营养型和病原体-腐生-共生营养型等兼性功能的真菌生长。综上所述,秸秆长度为5cm和还田质量为2 000 kg/hm的谷子秸秆、6 000 kg/hm的玉米秸秆或4 500 kg/hm的小麦秸秆有利于提高谷子根围土壤酶活性和微生物多样性,有助于提高土壤质量,利于下茬作物的生长,逐步实现碳源与碳汇中和平衡,促进农业的可持续发展。

关键词：秸秆覆盖雨水淋溶物化感作用土壤微生物多样性 16S rDNA扩增子测序 PICRUSt功能预测 FUNGuild功能预测