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环境科学学报 2024年

作者：周蓓蓓干彬陈晓鹏郭江范东亮杨泽昊李文倩杨勰西安理工大学水利水电学院西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室

为了研究重金属长期污染下土壤菌群特征对土壤重金属分布的响应机制，本研究通过区域网格划分选点，取样分析了自唐朝开采的安徽大矾山矿区50个典型特征点位的土壤理化性质和重金属含量，采用潜在生态风险评价法进行土壤综合污染程度分... 详细信息

为了研究重金属长期污染下土壤菌群特征对土壤重金属分布的响应机制，本研究通过区域网格划分选点，取样分析了自唐朝开采的安徽大矾山矿区50个典型特征点位的土壤理化性质和重金属含量，采用潜在生态风险评价法进行土壤综合污染程度分级，并利用Illumina MiSeq高通量测序技术和PICRUSt功能预测探究了不同程度重金属污染水平下土壤细菌群落的多样性及生态功能.结果表明：长期超标的重金属污染显著减少了矿区土壤细菌群落的多样性，抑制了变形菌门（Proteobacteria）等环境敏感菌的生长，但随着区域土壤有机质（OM）、全钾（TK）含量的增加，部分富营养型菌群，如酸杆菌门（Acidobacteriota）获得增殖优势；受污染区优势菌门为变形菌门、酸杆菌门和厚壁菌门（Firmicutes），优势菌属为埃希氏菌属（Escherichia-Shigella）、Terracidiphilus和链球菌属（Streptococcus）. Proteobacteria环境适应性强，但在高度污染下生长受限，而Acidobacteriota和Firmicutes对重金属具有一定的耐受能力；RDA分析表明全磷（TP）、TK、pH、砷（As）和镉（Cd）是土壤细菌群落结构的主要驱动因素；土壤细菌群落的核心功能为新陈代谢和遗传信息处理，随着污染加剧，细菌群落的免疫系统、内分泌系统和次级代谢产物合成等途径被激活.该研究可为大矾山废弃矿区土壤重金属污染的修复治理提供理论依据.

关键词：重金属分布风险评价细菌群落结构生态功能功能预测

基于高通量测序解析老面发酵对小米面团的微生物多样性及功能的影响

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中国粮油学报 2024年

作者：刘俊利赵巍张爱霞李朋亮任素芬刘敬科河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所

采用高通量测序技术对老面发酵小米面团前后（SD：发酵0 h；SF：发酵2 h）的微生物多样性及代谢功能差异进行解析。结果表明，SF组和SD组相比，微生物多样性显著降低，丰度存在明显差异，表明发酵过程中存在微生物群落的演替；两组样品... 详细信息

采用高通量测序技术对老面发酵小米面团前后（SD：发酵0 h；SF：发酵2 h）的微生物多样性及代谢功能差异进行解析。结果表明，SF组和SD组相比，微生物多样性显著降低，丰度存在明显差异，表明发酵过程中存在微生物群落的演替；两组样品中优势菌属组成相似，细菌的优势菌属为乳杆菌属和片球菌属，真菌的优势菌属为酵母菌属。KEGG分析表明，代谢是细菌的主要生理活动，主要包括全局和概述图谱、碳水化合物代谢、氨基酸代谢；氧化产能、物质转换、有机物代谢是真菌的主要功能。研究结果可为老面发酵小米馒头的风味形成和品质改善提供参考。

关键词：老面发酵高通量测序微生物多样性功能预测

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喀斯特不同植被类型土壤细菌群落与功能特征

森林与环境学报 2024年第2期44卷 148-156页

作者：冯汉华吴斌伍国清谭文雄叶飞郑全胜广东省林业调查规划院广东广州510520 广州大学大湾区环境研究院广东广州510006 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室广东广州510006

为探讨不同植被类型对喀斯特地区土壤微生物的影响,进一步研究植被恢复对喀斯特地区土壤生态系统功能的影响。以粤北地区典型植被类型(针叶林、阔叶林和天然草地)土壤为研究对象,对不同植被类型土壤的理化性质和细菌群落结构与功能进行... 详细信息

为探讨不同植被类型对喀斯特地区土壤微生物的影响,进一步研究植被恢复对喀斯特地区土壤生态系统功能的影响。以粤北地区典型植被类型(针叶林、阔叶林和天然草地)土壤为研究对象,对不同植被类型土壤的理化性质和细菌群落结构与功能进行研究,分析粤北喀斯特山区中不同植被类型土壤的理化性质、细菌群落多样性和功能组成的差异。结果显示:在细菌群落多样性方面,除了针叶林的均匀度和系统发育多样性水平较低,其他无显著差异。土壤细菌的群落组成在不同植被类型中具有显著差异,土壤理化参数如pH值、含水率、铵态氮、硝态氮、总氮、总磷和有机质对土壤细菌群落组成有显著影响。草地土壤的pH值接近中性,且显著高于针叶林和阔叶林土壤,草地土壤的氮、磷、有机质含量也更高。根据原核生物分类单元功能注释功能预测结果,不同植被类型土壤中,化能异养表达量最高,氮循环相关的功能中固氮功能表达量较高,且在不同植被类型土壤中产生了显著差异,总氮、总磷、p H值和土壤含水率是导致这一差异的主要环境因子。综上,喀斯特地区的植被恢复以及林-草之间的生态演替可能会影响土壤细菌群落结构与潜在功能,进而影响土壤生态系统功能。

关键词：石漠化植被恢复土壤微生物生物多样性功能预测

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氧化乐果降解过程中核心菌群构建及功能解析

北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 367-374页

作者：宣元焱孙寓姣尹萌赵娟娟北京师范大学水科学研究院北京

现代分子生物技术可以在传统微生物研究基础上进一步对微生物群落内部信息进行分析,本文通过对氧化乐果驯化花园土过程中的微生物群落样本进行生物信息学分析,探究土壤微生物群落结构对氧化乐果的响应规律,并解析群落中核心菌群发挥的功... 详细信息

现代分子生物技术可以在传统微生物研究基础上进一步对微生物群落内部信息进行分析,本文通过对氧化乐果驯化花园土过程中的微生物群落样本进行生物信息学分析,探究土壤微生物群落结构对氧化乐果的响应规律,并解析群落中核心菌群发挥的功能.结果表明,驯化过程中群落完成了对氧化乐果降解和适应的方向转变,随降解效率逐渐提升,24 d时氧化乐果降解率达到90%以上.第18~24天群落结构在门水平结构达到了稳定的状态,此时的优势菌门为拟杆菌门、变形菌门、酸杆菌门和芽单胞菌门,属水平优势群落为黄杆菌属、狭窄滋养细胞属、假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属和硝化螺菌属等.通过共现网络模块化划分贡献度前3的模块组成核心功能菌群,推测出对群落变化起主导作用的核心菌属,其中铁杆菌属具有最大的贡献度,黄杆菌属具有最强的菌群间连接度.最后结合PICRUSt2对驯化不同阶段的优势群落和核心功能菌群分别进行功能预测发现,在一级功能层面都是以新陈代谢功能作为最主要的功能,而在二级功能层面上具有明显差异性,主要体现在核心功能菌群具有高生长传代水平和较高的次生代谢产物生物合成水平功能上,有助于实现代谢功能的差异互补.

关键词：高通量测序氧化乐果功能菌群功能预测

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挺水植物菖蒲根区沉积物细菌群落结构和功能特征分析

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环境化学 2024年第6期43卷 1942-1953页

作者：陶苗苗李亚楠宋海涯李维斌周晓红许小红江苏大学环境与安全工程学院镇江212013 江苏大学应急管理学院镇江212013

挺水植物根区是湖泊等淡水生态系统物质循环最为活跃的微生态区域之一.为了进一步明确挺水植物在不同生长阶段对根区沉积物微生物的影响,本论文以挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,构建室外盆栽实验系统,采集实验第35、105和175... 详细信息

挺水植物根区是湖泊等淡水生态系统物质循环最为活跃的微生态区域之一.为了进一步明确挺水植物在不同生长阶段对根区沉积物微生物的影响,本论文以挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,构建室外盆栽实验系统,采集实验第35、105和175天时菖蒲根区及无植物对照系统沉积物样品,研究菖蒲生长发育对根区沉积物细菌群落及功能的影响.结果表明,菖蒲根区沉积物共检测OTUs数量11659个,无植物的沉积物样品获得OTUs数量为10337个.基于OTUs结果的分析发现,菖蒲根区沉积物Shannon、Sobs、ACE和Chao指数平均值表现为CA>CK;相比于对照组而言,菖蒲根区独有的OTUs数量略高,意味着菖蒲生长可能会丰富根区沉积物细菌的物种组成,尤其是对于细菌群落中相对丰度占比较小的物种产生显著影响;通过FAPROTAX对菖蒲根区及对照系统沉积物细菌代谢及生态功能进行注释,共得到67种细菌群落功能类型,以化能异养、需氧化能异养、发酵、固氮作用、光合自养、亚硝酸盐还原功能等类群为主,菖蒲的生长将提高氮循环功能类群的相对丰度从而对沉积物氮循环过程产生一定的影响,且这种影响将随菖蒲的不同生长阶段而有所变化.沉积物理化参数是驱动菖蒲根区细菌群落的关键因子.

关键词：菖蒲根区沉积物细菌群落功能预测

增温对高寒草甸土壤微生物多样性及功能潜力的影响

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北京林业大学学报 2024年

作者：吴菲高章伟张睿博时蓉喜刘梦洁胡健汪辉周青平西南民族大学草地资源学院西南民族大学四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站福建农林大学菌草与生态学院中国科学院地理科学与资源研究所

【目的】本文旨在探明青藏高原高寒草甸生态系统不同土壤微生物类群多样性及其功能潜力对气候变暖的响应特征及机理。【方法】基于为期6年的野外增温控制试验平台，利用不同功率红外加热方式，设置3个水平的温度处理，分别是对照、增低... 详细信息

【目的】本文旨在探明青藏高原高寒草甸生态系统不同土壤微生物类群多样性及其功能潜力对气候变暖的响应特征及机理。【方法】基于为期6年的野外增温控制试验平台，利用不同功率红外加热方式，设置3个水平的温度处理，分别是对照、增低温（+1.5℃）和增高温（+2.5℃）处理。增温6年后于2020年8月采集土壤表层样品，利用微生物高通量测序手段，探讨土壤细菌和真菌群落对增温的响应特征及机制。【结果】（1）增低温和增高温处理分别使得土壤表层温度增加了1.4℃和2.4℃（P 0.05）。（3）土壤细菌群落中，碳水化合物代谢以及全局和概述图谱等功能分类在增高温处理下明显促进。然而，对土壤真菌而言，增温并未显著影响共生营养型、病理营养型以及腐生营养型的功能丰度（P> 0.05）。（4）土壤细菌功能潜力与土壤总氮含量和土壤有效磷含量呈显著正相关，真菌功能潜力仅与真菌谱系多样性呈显著正相关（P 0.05）。【结论】增温显著降低了土壤细菌α多样性以及谱系多样性，改变了其β多样性；增温通过调控土壤有效磷含量进而促进细菌群落在碳水化合物代谢等功能潜力的表达；相比之下，增温并未显著影响土壤真菌多样性、群落结构和功能潜力。研究结果表明了土壤细菌群落与真菌群落对气候变暖响应的敏感性存在差异，进而可能对生态系统功能产生不同影响。

关键词：高寒草甸细菌真菌分类多样性谱系多样性功能预测

冷季不同饲养管理模式和粗精比饲粮对牦牛瘤胃菌群结构和功能的影响

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草业科学 2024年第6期41卷 1453-1470页

作者：张振祥曹铨丁路明俞旸刘文亭杨晓霞张春平童永尚杨增增周沁苑王芳草董全民青海大学畜牧兽医科学院/青海省畜牧兽医科学院/青海省高寒草地适应性管理重点实验室青海西宁810016 西南民族大学青藏高原研究所四川成都610041

为探究饲养管理模式和不同粗精比饲粮对冷季牦牛瘤胃菌群丰度和多样性的影响,并预测菌群功能。选取2岁龄(24月龄),体重相近、体况良好的公牦牛(Bos grunmiens)24头随机分为4组,RCG1组在冬季放牧场自然放牧,RCC90、RCC70和RCC50组分别饲... 详细信息

为探究饲养管理模式和不同粗精比饲粮对冷季牦牛瘤胃菌群丰度和多样性的影响,并预测菌群功能。选取2岁龄(24月龄),体重相近、体况良好的公牦牛(Bos grunmiens)24头随机分为4组,RCG1组在冬季放牧场自然放牧,RCC90、RCC70和RCC50组分别饲喂粗精料比为90∶10、70∶30和50∶50的饲粮。试验结束屠宰后采集各组牦牛瘤胃液,利用16S rDNA高通量测序检测其菌群结构。结果表明,24份样品共检测到20696个ASVs,有4966、3069、3680和3536个ASVs分别在RCG1、RCC90、RCC70和RCC50组4组样品特异性表达。在门和属水平上,4组样品的共同优势菌为厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门,以及理研菌科RC9属、普雷沃菌属和克里斯滕森菌科_R-7菌群。RCG1组和补饲组牦牛瘤胃菌群区系和丰度差异显著(P功能差异不显著(P>0.05),均注释到营养代谢和复制与修复等生物过程。饲养管理模式和不同粗精比饲粮对牦牛瘤胃菌群结构影响显著(P功能影响不显著(P>0.05),冷季补饲10%精料可显著提高瘤胃菌群丰度和多样性(P<0.05),补饲30%高蛋白水平精料时瘤胃菌群对饲草料消化吸收最佳。本研究结果为青藏高原牦牛的合理饲养提供了数据支撑,也为研发适宜于青藏高原牦牛养殖业的管理模式,减轻放牧场压力,解决草地退化、草畜失衡及保持牦牛养殖业的健康良性发展等问题提供了理论支持。

关键词：牦牛养殖放牧管理农牧结合管理饲粮结构瘤胃微生物 16S rDNA基因高通量测序功能预测

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大豆和玉米茬口对冬小麦根际土壤细菌群落结构和功能的影响

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河南农业科学 2024年

作者：郭辉连延浩赵志博任永哲王志强林同保河南农业大学农学院河南农业大学农学院

为探明黄淮海地区玉米茬口和大豆茬口微生物遗留效应的差异，于2023年在长达4 a（2019—2023年）的长期定位试验田中采集冬小麦拔节期的根际土壤样品，采用16S高通量测序技术并结合Tax4Fun2功能预测分析，研究玉米茬口（M）和大豆茬口（... 详细信息

为探明黄淮海地区玉米茬口和大豆茬口微生物遗留效应的差异，于2023年在长达4 a（2019—2023年）的长期定位试验田中采集冬小麦拔节期的根际土壤样品，采用16S高通量测序技术并结合Tax4Fun2功能预测分析，研究玉米茬口（M）和大豆茬口（S）下冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构及功能对不施氮（N0）和常规施氮(N240，纯氮240 kg/hm2)共4个处理（MN0、SN0、MN240、SN240）的响应。结果表明，门水平下，变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和放线菌门（Actinobacteriota）为冬小麦拔节期根际优势菌门，优势菌门相对丰度占比为66.66%～69.56%。N0施氮量S茬口的拟杆菌门相对丰度比M茬口显著增加了19.10%（P＜0.05）；N240施氮量S茬口的变形菌门相对丰度比M茬口显著增加了11.90%（P＜0.05）。目水平下，Vicinamibacterales与伯克氏菌目（Burkholderiales）为优势菌目，优势菌目相对丰度占比为18.42%～19.68%。N0施氮量S茬口的Vicinamibacterales相对丰度比M茬口显著减少了13.69%（P＜0.05）；相反，伯克氏菌目相对丰度显著增加了11.31%（P＜0.05）。通过Tax4Fun2功能预测，与KEGG数据库对比发现，N0施氮量下新陈代谢分类中的7个二级功能途径相对丰度存在显著差异（P＜0.05）；进一步通过相关性分析发现Vicinamibacterales和伯克氏菌目与氨基酸代谢途径存在极显著相关关系（P＜0.01）。冬小麦土壤细菌有26个功能基因参与土壤氮循环途径，其中反硝化功能基因相对丰度占比最多。N0施氮量M茬口的norB、norC、nirS型反硝化功能基因相对丰度显著高于S茬口（P＜0.05）。综上，不同施氮量下茬口均造成冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构发生变化，不同茬口通过改变根际土壤细菌群落结构进一步影响细菌群落氮代谢功能。

关键词：冬小麦大豆茬口玉米茬口根际土壤细菌群落结构功能预测氮循环

宁夏设施栽培对土壤真菌群落结构和功能的影响

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生态学报 2024年

作者：谢祎闫元元田兴武曲继松张丽娟朱倩楠赵军张金波蔡祖聪黄新琦南京师范大学地理科学学院宁夏吴忠国家农业科技园区管理委员会宁夏农林科学院园艺研究所江苏省土壤利用与农业可持续发展工程研究中心江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心

为研究集约化设施栽培对土壤真菌群落结构和功能的影响，本研究选取宁夏设施蔬菜集约种植区采集设施栽培土壤和临近的露天大田土壤，以露天大田土壤为对照。采用Illumina高通量测序结合FUNGuild工具，分析设施土壤与大田土壤真菌群落结... 详细信息

为研究集约化设施栽培对土壤真菌群落结构和功能的影响，本研究选取宁夏设施蔬菜集约种植区采集设施栽培土壤和临近的露天大田土壤，以露天大田土壤为对照。采用Illumina高通量测序结合FUNGuild工具，分析设施土壤与大田土壤真菌群落结构、多样性、功能类群及其主要影响因素的差异。结果表明：（1）设施栽培导致了土壤真菌群落α多样性的降低，与大田土壤相比，设施土壤Pielou均匀度指数、Shannon多样性指数、平均最近分类单元距离和平均成对距离分别显著降低了20.54%、21.92%、29.82%和16.35%;(2)设施栽培显著改变了土壤真菌群落组成与结构，且该变化具有地区化差异，设施土壤中赤霉菌属（Gibberella）、鬼伞属（Coprinellus）等真菌属相对丰度显著降低，闭小囊菌属（Kernia）、腐质霉属（Humicola）、小囊菌属（Microascus）、镰刀菌属（Fusarium）和新赤壳属（Neocosmospora）等真菌属相对丰度显著增加；（3）设施栽培降低了土壤真菌网络的复杂性和稳定性。与大田土壤相比，设施土壤真菌共现网络节点数、边数、直径、平均度、平均路径长度、聚类系数和模块化程度分别降低了30.20%、79.68%、45.57%、70.89%、37.26%、47.43%和10.00%，鲁棒性降低43.75%，最大易损度增加72.51%;(4)设施栽培显著改变了土壤真菌功能类群的组成与结构，病理营养型、共生营养型、病理-腐生营养型真菌和丛枝菌根真菌相关功能类群在设施土壤中相对丰度显著降低，病理-腐生-共生营养型真菌和植物病原真菌相关功能类群在设施土壤中显著富集；（5）设施栽培改变了影响土壤真菌群落多样性的关键环境因子，年均温是设施土壤真菌群落多样性最重要的影响因素，硝态氮是大田土壤真群落多样性最重要的影响因素。本研究结果有助于深入了解高强度人为干扰下的设施栽培对土壤真菌群落结构和功能的影响，为设施土壤可持续利用提供理论参考。

关键词：设施栽培真菌群落结构多样性功能预测