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杉木人工林土壤微生物生物量和碳源利用能力对模拟氮沉降和干旱的响应

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应用生态学报 2022年第9期33卷 2388-2396页

作者：宋鸽李晓杰王全成吕茂奎谢锦升贺纪正郑勇福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福州350007 福建师范大学地理科学学院福州350007 福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站福建三明365002

杉木林是我国亚热带地区最主要的人工林和重要的碳汇。本研究以杉木人工林为对象,通过设置氮素添加(40 kg N·hm^(-2)·a^(-1))和隔离降雨(-50%)试验分别模拟氮沉降和干旱,在夏季(7月)和冬季(1月)采集表层土壤,通过磷脂脂肪酸、平板计数... 详细信息

杉木林是我国亚热带地区最主要的人工林和重要的碳汇。本研究以杉木人工林为对象,通过设置氮素添加(40 kg N·hm^(-2)·a^(-1))和隔离降雨(-50%)试验分别模拟氮沉降和干旱,在夏季(7月)和冬季(1月)采集表层土壤,通过磷脂脂肪酸、平板计数、Biolog等方法综合分析土壤微生物生物量、数量及碳源利用能力。结果表明:土壤微生物生物量及微生物组成在两季节间存在显著差异;氮添加和隔离降雨可在一定程度上减少可培养细菌和真菌的数量,细菌数量较真菌数量对氮添加和隔离降雨的响应更敏感。隔离降雨显著抑制了土壤中微生物的碳源利用能力,而氮添加无显著影响。土壤细菌数量与微生物碳源利用能力呈显著正相关,表明可培养细菌是介导微生物碳转化的关键组分。本研究强调了氮沉降和干旱对亚热带杉木人工林表层土壤微生物的影响,可为评估未来全球变化情景下亚热带森林生态系统的土壤微生物生态功能提供科学依据。

关键词： Biolog CFUs 碳源利用能力模拟氮沉降干旱磷脂脂肪酸

长期偏施氮肥对桑树根际土壤微生物碳源利用能力的影响

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湖北农业科学 2016年第23期55卷 6108-6112页

作者：邓文熊双伟于翠李勇莫荣利熊超胡兴明湖北省农科院经济作物研究所武汉430064 福建省闽侯县经济作物站福州350100

采用Biolog微生态技术,研究长期(4年-4Y,17年-17Y,32年-32Y)偏施氮肥桑树根际土壤微生物碳源利用能力变化。结果表明,不同施肥年限及不同取样时期桑树根际土壤微生物利用单一碳源能力不同,4Y土壤微生物活性(AWCD)、Shannon多样性指数及... 详细信息

采用Biolog微生态技术,研究长期(4年-4Y,17年-17Y,32年-32Y)偏施氮肥桑树根际土壤微生物碳源利用能力变化。结果表明,不同施肥年限及不同取样时期桑树根际土壤微生物利用单一碳源能力不同,4Y土壤微生物活性(AWCD)、Shannon多样性指数及对糖类、氨基酸类、胺类碳源的利用能力均高于其他处理土壤,且与32Y土壤均达显著差异水平(P碳源利用Shannon多样性指数与土壤有机质含量、p H及速效氮含量有一定相关关系。

关键词：桑树根际微生物碳源利用能力

长期偏施氮肥对桑树根际土壤微生物碳源利用能力的影响

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长期偏施氮肥对桑树根际土壤微生物碳源利用能力的影响

全国桑树产业发展学术研讨会

作者：邓文于翠李勇莫荣利熊超胡兴明湖北省农业科学院经济作物研究所

采用Biolog微生态技术,研究长期偏施氮肥（4年-4Y,17年-17Y,32年-32Y）桑树根际土壤微生物碳源利用能力变化。结果表明,不同施肥年限及不同取样时期桑树根际土壤微生物利用单一碳源能力不同,4Y土壤微生物活性（AWCD）、Shannon多样性指... 详细信息

采用Biolog微生态技术,研究长期偏施氮肥（4年-4Y,17年-17Y,32年-32Y）桑树根际土壤微生物碳源利用能力变化。结果表明,不同施肥年限及不同取样时期桑树根际土壤微生物利用单一碳源能力不同,4Y土壤微生物活性（AWCD）、Shannon多样性指数及对糖类、氨基酸类、胺类碳源的利用能力均高于其他处理土壤,且与32Y土壤均达差异显著水平（P＜0.05）。主成分分析表明,4Y土壤和17Y土壤与32Y土壤间微生物碳代谢功能差异较大。逐步回归分析表明,碳源利用Shannon多样性指数与土壤有机质含量、p H及速效氮含量具有一定相关关系。

关键词：桑树根际微生物碳源利用能力

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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鱼源莓实假单胞菌生长动力学与碳源利用分析

农业机械学报 2017年第6期48卷 319-327页

作者：郭全友修艳辉王鲁民姜朝军王磊中国水产科学研究院东海水产研究所上海200090 上海海洋大学食品学院上海201306

以鱼源莓实假单胞菌为研究对象,利用BIOLOG获得15、25、33℃下其GEN III板中碳源生长数据,采用修正的Gompertz模型,结合孔平均颜色变化率及利用面积,分析其碳源利用效果,并对3个温度下pH值、NaCl和乳酸钠(NaL)的抑菌效应和生长动力学进... 详细信息

以鱼源莓实假单胞菌为研究对象,利用BIOLOG获得15、25、33℃下其GEN III板中碳源生长数据,采用修正的Gompertz模型,结合孔平均颜色变化率及利用面积,分析其碳源利用效果,并对3个温度下pH值、NaCl和乳酸钠(NaL)的抑菌效应和生长动力学进行研究。结果表明,25℃时莓实假单胞菌总体碳源利用能力和活性最强,15℃时次之,33℃时最弱。在15~33℃内,碳源利用以糖类、羧酸类和氨基酸类为主。糖类中利用较好的有α-D-葡萄糖、L-岩藻糖等;氨基酸类中利用较好的有L-焦谷氨酸、L-丙氨酸、L-谷氨酸;羧酸类中利用较好的有奎宁酸、D-葡糖酸、糖质酸等。15~25℃下4%~8%NaCl及33℃下1%~8%NaCl对莓实假单胞菌皆有抑制作用。33℃时pH值对莓实假单胞菌生长起抑制作用,1%的NaL对其具有促进作用。通过对莓实假单胞菌抑菌效应和碳源利用分析,可为优化产品配方和保障产品质量提供理论依据。

关键词：莓实假单胞菌碳源利用能力环境因子生长动力学

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稻虾综合种养对土壤肥力及微生物群落的影响

水生生物学报 2024年第12期48卷 2018-2028页

作者：许元钊宋庆洋王辉易建华毕永红米武娟宋高飞生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心武汉430010 农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室宜昌443003 中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072

为探究稻虾综合种养[Integrated rice–crayfish(Procambarus clarkii)culture,IRCC]对土壤肥力及微生物群落的具体影响,研究比较了水稻单作(Traditional rice field,TRF)及综合种养年限分别为2、4、6和10年的稻田土壤理化性状、微生物多样性及其碳代谢能力。结果表明:在IRCC模式下,稻田土壤肥力得到提升,土壤中总碳、总氮、硝态氮、氨态氮、亚硝态氮及速效磷含量高于TRF模式,且土壤肥力存在空间差异,表现为养殖环沟(Trench of rice-crayfish field,TRC)大于耕作区(Paddy of rice-crayfish field,PRC);其中总碳、有机碳、总氮、氨态氮、亚硝态氮和总磷含量随着综合种养年限的延长而增加,硝态氮和速效磷含量随种养年限增加先升高后下降;不同种养年限的土壤微生物数量无显著差异,但其微生物多样性指数随种养年限的增加而减小;土壤中微生物对碳源的利用能力存在空间和时间差异性,表现为PRC大于TRC,PRC中微生物碳源利用能力排序为AWCD_(PRC-2)>AWCDTRF>AWCDPRC-4>AWCD_(PRC-6)>AWCD_(PRC-10),TRC中微生物碳源利用能力排序为AWCD_(TRC-4)>AWCD_(TRC-2)>AWCD_(TRC-6)>AWCD_(TRC-10)。以上研究结果表明:短期(碳源利用能力,但长期的稻虾综合种养会降低土壤中的有效养分含量和微生物碳利用活性。研究结果为稻虾综合种养模式的科学管理和可持续发展提供参考依据。

关键词：稻虾综合种养种养年限土壤肥力微生物群落碳源利用能力克氏原螯虾

不同有机肥处理对紫色土油茶林土壤微生物碳源利用的影响

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中国土壤与肥料 2020年第5期 101-108页

作者：费裕翀刘丽陈钢张元明陈世品兰思仁王迪曹光球福建农林大学林学院福建福州350002 福建省宁化县林业局福建宁化365400

微生物群落碳代谢功能多样性对土壤管理具有重要指示作用,以福建省宁化县紫色土水土侵蚀区油茶人工林不同坡位土壤为研究对象,采用Biolog技术对天然有机物料有机肥(T1)、有机无机复合肥(T2)、禽畜粪便有机(T3)共3种有机肥处理以及不施... 详细信息

微生物群落碳代谢功能多样性对土壤管理具有重要指示作用,以福建省宁化县紫色土水土侵蚀区油茶人工林不同坡位土壤为研究对象,采用Biolog技术对天然有机物料有机肥(T1)、有机无机复合肥(T2)、禽畜粪便有机(T3)共3种有机肥处理以及不施肥处理(CK)下的土壤微生物碳源利用能力进行了研究。研究结果显示:T1、T2、T3处理下不同坡位土壤的吸光值平均颜色变化率(AWCD)相比于施肥前都有所增加,而CK处理土壤AWCD值无显著变化,不同处理下土壤AWCD值提高的大小顺序表现为T2>T1>T3>CK;Shannon多样性指数、Simpson优势度指数以及McIntosh优势度指数大小顺序均表现为T2>T1>T3>CK;相同处理下不同坡位土壤AWCD值、Shannon多样性指数、Simpson优势度指数以及McIntosh均匀度指数大小顺序总体呈现下坡>中坡>上坡;Shannon指数与土壤容重和自然含水率呈极显著或显著负相关,与pH值、全碳和全氮含量呈极显著或显著正相关;McIntosh指数与土壤容重、自然含水率、pH值、全碳和全氮含量呈极显著或显著正相关;氨基酸类是各处理后土壤微生物利用的主要碳源类型,主成分分析表明T1、T2、T3处理下土壤微生物对6类碳源利用能力相比于对照具有较大差异,T1和T3处理对于6类碳源的利用具有相似性,T2处理与T3处理之间对于6类碳源利用差异主要在于碳水化合物类碳源。综上,有机无机复合肥的施入更有利于紫色土丘陵区油茶人工林土壤微生物碳源利用能力的提高,以上结论可为制定紫色土丘陵区合理施肥制度的设置、农业优化管理措施提供依据。

关键词：有机肥油茶紫色土土壤微生物碳源利用能力 Biolog

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桑树间作大豆对桑园土壤微生物多样性的影响

蚕业科学 2015年第6期41卷 997-1003页

作者：邓文胡兴明于翠叶楚华李勇熊超杜寒湖北省农业科学院经济作物研究所武汉430064

利用稀释平板法与Biolog-Eco技术对桑树单作、桑树-大豆间作的桑园土壤微生物数量、种群结构以及微生物碳代谢多样性进行研究,为桑树合理间作其它作物改良桑园土壤提供理论依据。桑树间作大豆的桑园,桑树根际(IMR)土壤中的细菌和放线菌... 详细信息

利用稀释平板法与Biolog-Eco技术对桑树单作、桑树-大豆间作的桑园土壤微生物数量、种群结构以及微生物碳代谢多样性进行研究,为桑树合理间作其它作物改良桑园土壤提供理论依据。桑树间作大豆的桑园,桑树根际(IMR)土壤中的细菌和放线菌数量、可培养细菌种群结构、微生物碳代谢活性的平均单孔颜色变化率(AWCD)及多样性指数(H)均显著高于单作桑园,而真菌数量低于单作桑园。争论贪噬菌(Variovorax paradoxus)和沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)是间作桑园的桑树根际土壤中特有的优势菌属。土壤微生物对不同碳源的利用及主成分分析表明,糖类、氨基酸、聚合物和混合物是间作桑园桑树根际土壤微生物利用的主要碳源类型,利用强度均显著高于单作桑园的桑树根际土壤微生物。间作桑园土壤的有机质、速效磷和速效钾含量亦显著高于单作桑园。以上研究结果表明,桑树间作大豆改变了桑树根际土壤微生物群落结构组成,增强了根际土壤微生物群落的碳代谢多样性,改善了土壤养分条件。

关键词：间作桑树大豆土壤微生物碳源利用能力

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作物轮作对甘薯田土壤微生物群落的影响

作物杂志 2021年第6期 122-128页

作者：刘亚军王文静王红刚王祁胡启国储凤丽商丘市农林科学院河南商丘476000

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸(PLFA)和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指... 详细信息

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸(PLFA)和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指数的变化规律。结果表明,与甘薯连作相比,甘薯―花生轮作显著(P利用能力,甘薯―小轮作提了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,其中甘薯―花生轮作对羧酸类化合物、芳香化合物和碳水化合物的利用能力显著于甘薯―小轮作;甘薯―花生、甘薯―小轮作均提了土壤微生物丰富度指数(Shannon index)、均匀度指数(Mclntoch index)和优势度指数(Simpson index),其中甘薯―花生轮作的均匀度指数于甘薯―小轮作,而丰富度指数和优势度指数显著降低;冗余分析(RDA)表明土壤微生物群落结构、碳源利用能力和多样性指数与不同土壤养分存在相互促进或相互制约的关系。综上所述,甘薯与花生、小轮作能够改变土壤微生物群落结构及功能多样性。

关键词：甘薯轮作土壤微生物磷脂脂肪酸碳源利用能力多样性指数

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人体肠道中长双歧杆菌占据属内丰度优势的机制解析及筛选方法开发

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人体肠道中长双歧杆菌占据属内丰度优势的机制解析及筛选方法开发

作者：李刘若兰江南大学

学位级别：硕士

双歧杆菌是人类肠道益生菌的代表,在人体肠道中所占丰度较高,并作为益生菌剂在食品和药品中得到了广泛的应用。但双歧杆菌作为外源菌摄入可能会出现丰度随时间延长而降低且无法长久发挥益生功效的问题,据报道各个双歧杆菌种在肠道中的... 详细信息

双歧杆菌是人类肠道益生菌的代表,在人体肠道中所占丰度较高,并作为益生菌剂在食品和药品中得到了广泛的应用。但双歧杆菌作为外源菌摄入可能会出现丰度随时间延长而降低且无法长久发挥益生功效的问题,据报道各个双歧杆菌种在肠道中的丰度都随不同的饮食和年龄等状态的变化而呈现个体化特征。目前关于双歧杆菌属内不同种之间丰度差异的原因尚不清楚,因此进一步制约了对在肠道中占据丰度优势的双歧杆菌菌株的筛选。经研究发现长双歧杆菌在不同年龄段人群中始终占据了属内丰度优势。因此,本课题拟通过对不同种双歧杆菌在碳氮源利用能力、细胞黏附能力以及模拟结肠环境的适应能力等方面的探究,找到导致长双歧杆菌丰度高于属内其他双歧杆菌的关键指标,并通过体外发酵实验进行验证,以解释长双歧杆菌占据丰度优势的机制,并开发具有在人体肠道中占据属内丰度优势的双歧杆菌菌株的筛选方法。主要研究结果如下:(1)长双歧杆菌占据人体肠道中双歧杆菌属内丰度优势的机制可能在于其广泛的碳源、氮源谱,特别是利用某些碳源达到的生长速率(代时)及生长量(OD)高于其他5种双歧杆菌,长双歧杆菌对模拟结肠环境的适应能力较强。具体如下,碳源利用结果显示,长双歧杆菌能利用17种常见碳源中的12种,其中有10种的利用能力均显著高于其他双歧杆菌。如在D-木糖培养基中,长双歧杆菌的代时显著高于动物双歧、两歧双歧和假小链双歧杆菌,OD显著高于其他5种双歧杆菌。氮源利用结果显示,长双歧杆菌在9种氮源培养基中的OD显著高于两歧双歧杆菌,与参比菌株鼠李糖乳杆菌GG菌株无显著差异。耐胆盐结果显示,长双歧杆菌在0.4%胆盐的模拟结肠环境培养基中的代时显著低于动物双歧、短双歧和青春双歧,与乳杆菌LGG菌株和凝结芽孢杆菌BC.90菌株没有显著差异,显示出良好的对胆盐环境的适应能力。(2)为验证长双歧杆菌占据属内丰度优势的原因,通过小鼠及人类粪便体外发酵实验分别进行了以下验证:(1)宿主本底占据丰度优势的双歧杆菌对碳、氮源的利用能力较强;(2)长双歧杆菌作为外源菌接入体外发酵培养基后,其增殖量高于其他接入的双歧杆菌,即能够占据丰度优势;(3)在不占据丰度优势的条件下,长双歧杆菌可通过高效利用碳源重新占据丰度优势。具体内容如下:(1)为验证无论是在小鼠肠道或人体肠道中,碳氮源利用能力的强弱与双歧杆菌的丰度均有密切关系。使用Gro EL检测C57BL/6J小鼠肠道中双歧杆菌属内丰度最高的为假长双歧杆菌(相对丰度99.52%),其他双歧杆菌占比0.48%,分离出假长双歧杆菌和其他3种双歧杆菌,进行碳氮源利用实验。结果显示,丰度最高的假长双歧杆菌在5种不同碳源培养基中的代时或OD显著优于其他分离出的双歧杆菌,在6种氮源的利用上也强于其他分离出的双歧杆菌。(2)为验证长双歧杆菌作为外源菌进入肠道菌群后仍能占据丰度优势,将长双歧杆菌与其他种类双歧杆菌分别接入小鼠和人类粪便体外发酵培养基。结果均显示,在额外添加不同种类双歧杆菌后,长双歧杆菌增殖量最高。说明了长双歧杆菌作为外源菌接入粪便体系后,其适应环境的能力仍强于其他双歧杆菌。(3)为验证在不占据丰度优势的条件下,长双歧杆菌可通过高效利用碳源重新占据丰度优势。将不同种双歧杆菌分别接入以D-木糖为唯一碳源的培养基中进行体外发酵,发现长双歧杆菌的增殖量最高。菌群分析结果显示,在额外添加其他双歧杆菌的实验组中,本底的长双歧杆菌仍能通过较强的D-木糖利用能力使自身占据丰度优势,说明D-木糖可以特异性的增加长双歧杆菌的丰度,这可能与长双歧杆菌含有较高的木酮糖激酶基因(xyl B)或木糖异构酶基因(xyl A)有关。(3)将6种双歧杆菌所有体外实验的数据与其在人体肠道中的丰度进行相关性分析,得到了27项与丰度显著相关的指标,根据指标开发了筛选具有在人肠道中占据丰度优势潜力的双歧杆菌菌株的方法,并进行了验证。筛选内容包括:代时4项(D-木糖、低聚果糖、葡萄糖和菊粉),OD值13项(D-木糖、低聚果糖、葡萄糖、菊粉、蔗糖、低聚半乳糖、乳糖、D-半乳糖、对照氮源、酵母浸粉FM818/FM888、酵母蛋白胨和酵母提取物),碳源利用能力共8项(D-木糖、低聚果糖、蔗糖、低聚半乳糖、乳糖、D-半乳糖、D-麦芽糖和海藻糖),黏附能力2项(单株和竞争黏附能力)。综上所述,本课题解释了长双歧杆菌占据属内丰度优势的潜在机制可能是较强的碳源利用能力,尤其对于D-木糖、低聚果糖两类碳源的利用能力强于其他5种双歧杆菌。验证实验说明,双歧杆菌的丰度优势与其较强的碳氮源利用能力关系密切,占据丰度优势的双歧杆菌必需具有较强的碳氮源利用能力,当不占据丰度优势时,长双歧杆菌仍能通过广泛的碳源利用能力重新占据丰度优势。基于以上实验结果,本研究开发了筛选具有在人肠道中占据丰度优势潜力的双歧杆菌菌种的方法,为筛选人肠道中占据丰度优势的菌株提供了理论依据

关键词：长双歧杆菌丰度碳源利用能力代时 OD600