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共代谢作用下芦苇根际细菌多样性与群落组成

中国环境科学 2022年第4期42卷 1812-1818页

作者：洪志锋张旎晨阿丹仇荣亮林庆祺倪卓彪晁元卿中山大学环境科学与工程学院广东广州510006 仲恺农业工程学院资源与环境学院广东省普通高校农业产地污染综合防治工程技术研究中心广东广州510225 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642 华南农业大学资源环境学院广东省农业农村污染治理与环境安全重点实验室广东广州510642 中山大学环境科学与工程学院广东省环境污染控制与修复技术重点实验室广东广州510006

以对羟基苯甲酸(PHA)、对香豆酸(PCA)、咖啡酸(CA)和阿魏酸(FA)为代表性酚类根系分泌物(PREs),以对叔丁基苯酚(PTBP)作为典型烷基酚、以常见湿地植物芦苇为受试植物,结合高通量测序和生物信息学分析,研究PREs-PTBP交互作用下芦苇根际细... 详细信息

以对羟基苯甲酸(PHA)、对香豆酸(PCA)、咖啡酸(CA)和阿魏酸(FA)为代表性酚类根系分泌物(PREs),以对叔丁基苯酚(PTBP)作为典型烷基酚、以常见湿地植物芦苇为受试植物,结合高通量测序和生物信息学分析,研究PREs-PTBP交互作用下芦苇根际细菌多样性与群落组成的变化规律.结果表明,所有PREs均能有效提高根际细菌活性和有机碳降解,但只有单酚PREs(PHA、PCA、FA)可以促进PTBP的生物降解,而多酚PREs(CA)则不能.一方面,PREs作为碳源可以决定根际优势菌门,如变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等碳源利用能力较强的菌种在PREs组种丰度升高,平均占比分别增加了15.34%和4.73%;而放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)等解毒能力或耐受性较强的菌种在空白组丰度升高,平均占比分别增加了15.92%和9.99%.另一方面,PREs功能结构还可以决定根际功能菌属,如单酚PREs(PHA、PCA、FA)可以富集PTBP等单酚降解相关的假单胞菌属(Pseudomonas),占比可达1.45%~4.02%;而多酚PREs(CA)能够富集多酚降解相关的新鞘氨醇菌(Novosphingobium),占比可达3.71%.此外,PREs的结构越简单越有利于扩增序列变体(ASVs)的富集,PREs间的结构越相近则ASVs的种类越相似.不同处理组植物根际细菌群落的存在不是随机发生的,而是植物根系通过释放分泌物对根际微生物组的定向选择.

关键词：酚类根系分泌物对叔丁基苯酚芦苇根际细菌多样性群落组成

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根际细菌诱导的植物系统抗性

植物生理学通讯 2003年第3期39卷 273-278页

作者：戚益平何逸建许煜泉上海交通大学生命科学技术学院上海200240

综述根际细菌诱导ISR的机制及其信号传递途径的研究进展。

关键词：根际细菌诱导植物抗性机制信号传递途径

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西藏青稞根际细菌群落结构及多样性

微生物学报 2023年第10期63卷 4034-4050页

作者：巩文峰魏丽萍杜娟王泽莹马占鸿中国农业大学植物保护学院植物病理学系北京100193 西藏农牧学院植物科学学院西藏林芝860000 西藏农牧学院资源与环境学院西藏林芝860000

【目的】分析西藏不同种植区青稞根际土壤细菌群落结构及其影响因素,揭示特定环境下根际细菌生物标志物,为发掘研究优异根际促生菌及其作用提供参考。【方法】采用16S rRNA基因高通量测序技术和数据统计分析,比较了西藏5个市青稞种植区... 详细信息

【目的】分析西藏不同种植区青稞根际土壤细菌群落结构及其影响因素,揭示特定环境下根际细菌生物标志物,为发掘研究优异根际促生菌及其作用提供参考。【方法】采用16S rRNA基因高通量测序技术和数据统计分析,比较了西藏5个市青稞种植区根际土壤细菌群落组成和结构差异,分析了青稞根际细菌生物标志物及群落结构变化的驱动因素。【结果】通过测序45个根际土壤样品获得10715个操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),共43门、1244属、2783种,其中放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、粘球菌门(Myxococcota)和髌骨细菌门(Patescibacteria)为优势菌门,相对丰度占比94.92%‒96.56%。五个市的根际细菌群落结构存在明显的差异,组间差异大于组内差异(R=0.2269,P=0.001),其中放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和髌骨细菌门丰度存在显著性差异(P根际土壤存在潜在生物标志物,拉萨和山南只有3个和6个特有细菌进化支,共现网络更为复杂、OTUs间联系更为紧密。变形菌门、绿弯菌门、放线菌门和酸杆菌门是青稞根际土壤中主要的关键细菌门,内生菌门、Methylomirabilota和蓝细菌分别是林芝市、日喀则市和山南市的特有关键类群。青稞根际细菌群落结构的变化主要与环境因子pH、全钾(total potassium,TK)、速效钾(available potassium,AK)、碳磷比(C:P)和海拔有关,其中TK是影响根际土壤细菌群落最重要的因子(r^(2)=0.6214,P=0.001)。【结论】西藏青稞根际细菌多样性丰富,5市间存在显著差异,且不同生长区青稞根际具有特有的生物标志物,为进一步研究特有根际细菌在青稞生长和环境适应中的作用,发掘优异根际促生菌提供参考。

关键词：青稞根际细菌群落结构土壤化学特性

胡杨根际细菌提高木本植物对重金属胁迫的耐受性

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应用生态学报 2015年第9期26卷 2811-2816页

作者：陈雯欧阳立明孔沛筠杨泽宇吴蔚朱冬林张利莉华东理工大学生物工程学院上海200237 塔里木大学生命科学学院新疆阿拉尔843300

胡杨是我国西北荒漠地区特有的、对多种非生物逆境具有高抗逆性的树种,但其相关微生物的生态和生理功能研究还比较缺乏.本文从新疆沙雅地区原始胡杨林根际土壤中分离出重金属抗性细菌共72株.其中具有单一重金属(Cu2+、Ni2+、Pb2+或Zn2+... 详细信息

胡杨是我国西北荒漠地区特有的、对多种非生物逆境具有高抗逆性的树种,但其相关微生物的生态和生理功能研究还比较缺乏.本文从新疆沙雅地区原始胡杨林根际土壤中分离出重金属抗性细菌共72株.其中具有单一重金属(Cu2+、Ni2+、Pb2+或Zn2+)抗性的细菌菌株50株,有三重以上重金属抗性的菌株9株.将其中5株多重重金属抗性细菌接种至生根的竹柳插条,进行重金属胁迫下的盆栽培养.结果表明:在铜或锌胁迫下,5株多重重金属抗性细菌对竹柳的生长抑制有不同程度的缓解,其中假单胞菌Z30和贪铜菌N8菌对铜和锌两种胁迫下竹柳生物量的增长与不接菌对照相比均达到显著差异水平.说明在非重金属污染区生长的胡杨根际存在多样性的重金属抗性细菌,其中一些多重重金属抗性菌对改善重金属胁迫下植物的生长有显著作用,具有应用于木本植物-微生物联合修复环境重金属污染的价值.

关键词：重金属胡杨根际细菌竹柳植物促生菌

基于高通量测序研究甘松根际细菌及药用部位内生细菌群落结构及多样性

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中草药 2022年第3期53卷 835-847页

作者：李莹钟海蓉李奕松威则日沙李文兵刘圆西南民族大学药学院四川成都610041 四川省羌彝药用资源保护与利用工程实验室四川成都610225 青藏高原民族药用资源保护与利用国家民委重点实验室四川成都610225 四川中医药高等专科学校四川绵阳621000 凉山彝族自治州第二人民医院四川西昌615000 西南民族大学民族医药研究院四川成都610225

目的探析并比较野生甘松Nardostachys jatamansi与仿野生栽培甘松的根际细菌与内生细菌的种群组成、丰富度、多样性及差异性。方法以野生甘松和仿野生栽培甘松的根际土壤、根及根茎为研究样本,基于Illumina MiSeq第二代高通量测序技术... 详细信息

目的探析并比较野生甘松Nardostachys jatamansi与仿野生栽培甘松的根际细菌与内生细菌的种群组成、丰富度、多样性及差异性。方法以野生甘松和仿野生栽培甘松的根际土壤、根及根茎为研究样本,基于Illumina MiSeq第二代高通量测序技术对根际土壤细菌、根及根茎内生细菌的16S rDNA V4-V5区进行序列测定,并进行相关生物信息学分析。结果各组样本基因组经16S测序,细菌群落的所有序列分别进行97%的相似水平下的物种分类单元(operational taxonomic units,OUT)分类,根际细菌共涉及22门、38纲、69目、119科、254属、268种,内生细菌共涉及16门、29纲、60目、107科、199属、145种。根际、内生细菌群落中共有的序列分别为498个、177个,主成分分析的最主要2类主成分(PC1和PC2)类群的比例综合分别接近70%、60%,其中丰度排在前4位的依次为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门,其他类群的类别及相对丰度存在一定差异。优势细菌差异分析中,各组细菌群落组成及相对丰度差异很大。结论野生甘松和仿野生栽培甘松的优势促生菌群可能主要集中于变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门,可从中筛选出核心功能微生物混合菌群,对改良仿野生培育甘松土壤的微生物环境具有理论指导意义。

关键词：甘松根际细菌内生细菌群落结构多样性

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根际细菌9个菌株对南方根结线虫的盆栽防效

华中农业大学学报 2010年第6期29卷 700-703页

作者：黄金玲刘志明陆秀红刘纪霜秦碧霞乔丽娅广西壮族自治区农业科学院植物保护研究所南宁530007 广西大学农学院南宁530005 广西壮族自治区南宁市试验中心南宁530001

通过盆栽试验,观察了土壤细菌9个菌株对番茄上南方根结线虫的生物防治效果。结果表明:供试菌株能够降低番茄线虫的根结指数,且对番茄生长有一定的促进作用。119号菌株处理30 d后,防治效果最好,平均防效达57.75%;处理60 d后,平均防效达55... 详细信息

通过盆栽试验,观察了土壤细菌9个菌株对番茄上南方根结线虫的生物防治效果。结果表明:供试菌株能够降低番茄线虫的根结指数,且对番茄生长有一定的促进作用。119号菌株处理30 d后,防治效果最好,平均防效达57.75%;处理60 d后,平均防效达55.88%。333号菌株处理30 d后,番茄植株生长最好,株高达43.00 cm,株鲜质量达11.17 g,分别比对照提高了37.25%和76.46%。对单个菌株防效比较好的菌株进行初步混用试验,结果表明:部分菌株混用的防治效果不太理想,但对番茄的株高和鲜质量有促进作用,且与对照差异显著。通过16S rDNA序列分析,并结合形态学和生理生化特征试验,初步鉴定119号菌株为巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium。

关键词：南方根结线虫生物防治根际细菌番茄

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耐铜植物茵陈蒿根际细菌群落结构及影响因素

生态学报 2017年第22期37卷 7679-7688页

作者：邵宗圆王悦张菊杨程周刚杨如意安徽师范大学环境科学与工程学院芜湖241002

采用Mi Seq高通量测序技术对耐铜植物茵陈蒿根际的细菌16S r DNA基因V3—V4区片段进行了测序,研究了细菌群落结构的变化,并分析了其与土壤环境因子的关系。研究表明,采样点Cu3中细菌群落的多样性、丰富度、均匀度、ACE指数、Chao1指数... 详细信息

采用Mi Seq高通量测序技术对耐铜植物茵陈蒿根际的细菌16S r DNA基因V3—V4区片段进行了测序,研究了细菌群落结构的变化,并分析了其与土壤环境因子的关系。研究表明,采样点Cu3中细菌群落的多样性、丰富度、均匀度、ACE指数、Chao1指数等均显著低于Cu1和Cu2,但Cu3的覆盖度高于Cu1。排名前10的优势细菌门总相对丰度均在95%以上,其中8个优势细菌门在3个采样点中是相同的,包括Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Verrucomicrobia(疣微菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)和Unclassified(未分类门)等。采样点Cu1中变形菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门的相对丰度显著高于其他两个采样点,而酸杆菌门、放线菌门、疣微菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)和未分类门则刚好相反,表明细菌对胁迫环境的适应能力有明显差异。主坐标和冗余分析表明,3个采样点的细菌群落结构发生了明显改变。土壤环境因子与细菌群落的变化关系密切,8个因子的特征值共解释了97.5%的总方差。其中,总铜、总磷、p H、有效磷和有机质为显著性因子,可以解释93.9%的群落变化,但影响不同采样点细菌群落的主导因子有所差异。

关键词：重金属污染土壤植物修复根际细菌群落结构高通量测序

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根际细菌群落结构对黄瓜幼苗干旱胁迫的响应

西南农业学报 2024年第1期37卷 92-100页

作者：王灿赵文麟张新梅许彬罗文解志强张应华许俊强云南农业大学/云南省滇台特色农业产业化工程研究中心昆明650201 文山州农业科学院云南文山663000 云南农业大学云南省蔬菜生物学重点实验室昆明650201

【目的】了解根际细菌群落结构和功能对黄瓜幼苗干旱胁迫的响应。【方法】采用盆栽控水法设置干旱处理D和正常处理N,利用Illumina NovaSeq测序技术测定黄瓜幼苗根际细菌群落结构和多样性。【结果】处理N的叶绿素和可溶性糖含量分别是2.... 详细信息

【目的】了解根际细菌群落结构和功能对黄瓜幼苗干旱胁迫的响应。【方法】采用盆栽控水法设置干旱处理D和正常处理N,利用Illumina NovaSeq测序技术测定黄瓜幼苗根际细菌群落结构和多样性。【结果】处理N的叶绿素和可溶性糖含量分别是2.440和10.380 mg/g,显著高于处理D的1.547和8.356 mg/g;处理D的脯氨酸和丙二醛含量分别为51.807μg/g和54.848 nmol/g,显著高于处理N的32.628μg/g和29.005 nmol/g;处理N的根系活力为32.670μg/(g·h),显著高于处理D的20.714μg/(g·h);处理N的SOD含量为324.826 U/g,显著低于处理D的578.363 U/g;黄瓜幼苗根际细菌群落中,门分类水平下丰度前5位的是变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Ac⁃tinobacteriota);α多样性指数(Chao1、Shannon、Simpson)中各处理间无显著差异,但PCoA分析显示,两处理间细菌群落结构差异显著;处理N与处理D相比,芽单胞菌显著升高,而拟杆菌和厚壁菌则显著下降;LEfSe结果显示,处理D显著富集以拟杆菌门和厚壁菌门为主的Muribaculaceae、梭菌纲(Clostridia)、芽孢杆菌纲(Bacilli)等有益细菌;根际细菌群落功能分析发现,处理D显著增加RNA加工和修饰、染色质结构和动力学、转录、氨基酸运输和代谢、碳水化合物的运输和代谢等相关功能的丰度,并上调与硫胺素等次级代谢物相关的合成途径及以糖类、氨基酸为主的降解代谢途径。【结论】干旱胁迫对黄瓜幼苗根际细菌群落结构有显著影响,促进根际土壤中以拟杆菌和厚壁菌为主的有益微生物显著富集,并对其细菌群落生命活动产生诱导和促进作用,使与硫胺素等次级代谢物相关的合成途径和以糖类、氨基酸为主的降解代谢途径丰度显著上调。以期为挖掘在干旱胁迫下对黄瓜秧苗生长可能有正向作用的土壤有益菌互作机制研究提供新思路。

关键词：黄瓜幼苗干旱胁迫根际细菌群落结构

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蒜头果根际细菌群落结构与功能特征对其健康状态的响应

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植物生态学报 2023年第7期47卷 1020-1031页

作者：张仲富王四海杨卫陈剑云南省林业和草原科学院云南省森林植物培育与开发利用重点实验室昆明650201 国家林业和草原局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室昆明650201

为了解蒜头果(Malania oleifera)植株根际微生物组成和功能特征与蒜头果健康状态的关系,该研究采集了阔叶林、人工种植林和喀斯特森林下的5种不同生境的健康和非健康蒜头果植株根际土壤样品,运用Illumina高通量测序技术进行细菌测序,并... 详细信息

为了解蒜头果(Malania oleifera)植株根际微生物组成和功能特征与蒜头果健康状态的关系,该研究采集了阔叶林、人工种植林和喀斯特森林下的5种不同生境的健康和非健康蒜头果植株根际土壤样品,运用Illumina高通量测序技术进行细菌测序,并用FAPROTAX进行功能预测分析。研究结果表明:1)扩增子序列变异体(ASV)分析结果显示,在门水平上不同生境的细菌组成存在一定差异,其中相对丰度最高的前5个门的细菌类群为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和黏菌门。健康植株和非健康植株的根际细菌组成有显著的差异,且细菌群落的优势菌群发生显著的变化。2)非度量多维尺度分析显示不同健康状态蒜头果的根际细菌组成有显著差异,冗余分析结果显示健康植株的样本沿第一轴分布,两轴共解释了25.83%的细菌群落变异,土壤速效磷含量、总钾含量和pH是影响健康植株根际细菌群落物种组成的主要因子。非健康植株的冗余分析结果显示两轴累积解释了51.84%的细菌群落物种组成变异,土壤总钾含量和速效磷含量是影响其物种组成的重要因子。3)相关性热图显示健康植株根际土壤pH、速效磷含量和全钾含量与绿弯菌门、浮霉菌门、Methylomirabilota和Desulfobacterota等主要类群的相对丰度显著相关。非健康植株的土壤pH、速效氮含量、速效磷含量、总磷含量和全钾含量与绿弯菌门、酸杆菌门、Desulfobacterota、Latescibacterota和芽单胞菌门等主要类群的相对丰度显著相关。4)FAPROTAX功能预测结果显示光营养、光能自养、芳香化合物降解、蓝藻细菌和含氧光能自养等细菌功能群相对丰度在健康植株的根际土壤中明显下降,而发酵、尿素分解和人类病原菌等细菌功能群相对丰度则明显升高,说明不同健康状态植株的根际细菌发生了显著的变化。

关键词：蒜头果根际细菌细菌群落细菌功能高通量测序技术