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设施蔬菜土壤丛枝菌根真菌多样性及群落构建的季相变化

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土壤学报 2024年第1期61卷 200-210页

作者：刘蕾肖广敏王凌茹淑华张国印孙世友河北省农林科学院农业资源环境研究所河北省肥料技术创新中心石家庄050051

为研究设施生态系统丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)真菌群落变化的关键驱动过程,采集设施番茄不同生长季(休耕、花期、果期)土壤样品,利用IlluminaMiSeq高通量测序技术分析AM真菌物种和谱系多样性及群落结构变化特征,并结合群落谱... 详细信息

为研究设施生态系统丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)真菌群落变化的关键驱动过程,采集设施番茄不同生长季(休耕、花期、果期)土壤样品,利用IlluminaMiSeq高通量测序技术分析AM真菌物种和谱系多样性及群落结构变化特征,并结合群落谱系分析方法探讨不同生长季随机性过程和确定性过程之间的相对贡献。结果表明,不同生长季AM真菌的物种多样性和谱系多样性均发生显著改变:相比于休耕期,番茄生育期(花期、果期)土壤中AM真菌丰富度、Shannon多样性、Pielou均匀度、谱系多样性(PD)和平均成对谱系距离(MPD)分别显著下降了42.82%~59.18%、43.25%~48.31%、17.46%~25.40%、57.14%~67.86%和50.00%;除球囊霉属相对多度显著增加,近明球囊霉属和类球囊霉属相对多度均显著下降,原囊霉属相对多度先增加后降低。置换多元方差分析(PERMANOVA)和非度量多维度分析(NMDS)结果表明休耕期基于物种组成和谱系组成的AM真菌群落结构显著差别于番茄生育期,但花期和果期之间差异不显著。谱系分析结果显示,休耕期净亲缘关系指数NRI=0,表明AM真菌在谱系结构上是随机的,花期和果期NRI>0,表明谱系聚集,暗示了AM真菌群落构建由随机性过程主导向确定性过程主导的转变,中性群落模型(NCM)结果也支持该推断。Mantel检验结果显示,土壤pH、养分(有机碳、全量氮磷钾和有效磷)、盐分含量以及土壤温湿度作为确定性因素显著影响AM真菌群落的季相变化。综上所述,设施生态系统高集约化生产方式促进了AM真菌群落构建从随机性过程主导向确定性过程主导转变,导致多样性降低和群落结构变化,研究结果对揭示设施蔬菜栽培条件引起的土壤质量退化及其过程中的微生物组演变规律具有重要意义。

关键词：丛枝菌根真菌谱系结构随机性过程确定性过程群落构建

白洋淀冬季沉积物好氧反硝化菌垂向分布特征及群落构建

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环境科学 2022年第5期43卷 2614-2623页

作者：张甜娜陈召莹张紫薇周石磊孟佳靖陈哲张一凡董宛佳崔建升河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

为了探究白洋淀冬季沉积物好氧反硝化菌群落垂向分布特征、关键物种和群落构建过程,结合好氧反硝化功能基因(napA)高通量测序技术,进行了微生物多样性分析、物种差异分析、关键物种识别和群落构建过程研究.结果表明,该时期白洋淀沉积物... 详细信息

为了探究白洋淀冬季沉积物好氧反硝化菌群落垂向分布特征、关键物种和群落构建过程,结合好氧反硝化功能基因(napA)高通量测序技术,进行了微生物多样性分析、物种差异分析、关键物种识别和群落构建过程研究.结果表明,该时期白洋淀沉积物高通量测序得到13845个OTUs,共分为10个门类,其中第一大门类为变形菌门,达到29.03%~94.46%,从表层到底层呈下降趋势;占比前二的纲为β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria;占比前三的属为Cupriavidus、Aeromonas和Thauera.微生物α多样性显示垂向分组间表层沉积物Chao1指数最大为3327.67±621.28,明显高于底层(2193.96±455.57);中层沉积物Simpson指数最大为0.97±0.013,明显高于表层(0.94±0.029).主成分分析和Venn图显示表层和底层间差异性最显著,Adonis分析表明垂向间存在极其显著差异(P群落模型(NCM)结果显示从表层到底层解释率逐渐增大,整个淀区解释率最大(R^(2)=0.655),表、中和底层的标准化随机率(NST)分别为0.29±0.31、0.56±0.35和0.88±0.21,呈现极其显著差异(P群落构建过程进行研究,可为低温好氧反硝化菌的筛选提供技术支持.

关键词：白洋淀冬季沉积物好氧反硝化菌垂向分布群落构建

川西高原公路工程边坡恢复早期植物群落构建特征与关键驱动力

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应用与环境生物学报 2023年第3期29卷 528-535页

作者：马龙杨晓敏杨茜谭书平祁海军王菲刘诗琪仇诗琪康迪四川久马高速公路有限责任公司阿坝624000 西华师范大学生命科学学院南充637002 四川藏区高速公路有限责任公司成都6100000

为支持国家高原生境脆弱区生态公路建设、指导高原公路工程早期生态修复措施,以在建久马高速公路为对象,在工程扰动后早期,选取填方边坡、路堑边坡和草皮回覆边坡3种不同边坡处理方式与原生植被进行对照,研究近自然恢复后的群落构成、... 详细信息

为支持国家高原生境脆弱区生态公路建设、指导高原公路工程早期生态修复措施,以在建久马高速公路为对象,在工程扰动后早期,选取填方边坡、路堑边坡和草皮回覆边坡3种不同边坡处理方式与原生植被进行对照,研究近自然恢复后的群落构成、多样性和群落构建基本驱动力.边坡植物群落物种调查共记录植物31种,隶属于17科28属;物种多样性表现为路堑边坡>对照>草皮回覆边坡>填方边坡;填方边坡、路堑边坡及草皮回覆边坡群落的净最近种间亲缘关系指数(NTI)分别为-1.13(±0.31)、-0.51(±0.21)、-0.22(±0.05),净谱系亲缘关系指数(NRI)分别为-2.01(±0.09)、-1.96(±0.18)和-0.10(±0.07).所有边坡系统发育指数均为负值,表明总体群落谱系结构趋于发散,其中填方边坡与路堑边坡NRI绝对值大于1.96,表明其受非随机过程影响较大.可见,高原公路工程边坡群落恢复构建初期受到随机过程与非随机过程共同驱动,非随机过程中的相似性限制作用为边坡群落恢复早期的关键驱动力,相似性限制通常与环境资源有限性有关;建议人工辅助恢复时,增加土壤资源丰富度与异质性,强化不同生态位物种的搭配,以促进高原公路工程边坡早期恢复进程及稳定性.

关键词：高原公路边坡群落构建植物多样性系统发育

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黄萎病对棉花根内细菌组成和群落构建的影响

中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：綦洋李凯旋赵紫玥章凤玲王凤花孙瑞波安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室河北师范大学地理科学学院

大丽轮枝菌是一种土传半活体营养型植物病原真菌，其引起的黄萎病是影响我国乃至世界棉花生产的最主要因素之一。植物根内微生物种类繁多，对病原菌有重要的抵御作用。但目前对于病原菌感染影响植物根内微生物组成和群落构建的生态机... 详细信息

大丽轮枝菌是一种土传半活体营养型植物病原真菌，其引起的黄萎病是影响我国乃至世界棉花生产的最主要因素之一。植物根内微生物种类繁多，对病原菌有重要的抵御作用。但目前对于病原菌感染影响植物根内微生物组成和群落构建的生态机制尚缺乏深入了解。本研究通过结合可培养和不可培养技术，研究了健康棉花植株和黄萎病棉花植株根内细菌物种组成、多样性和群落构建的变化。结果发现，发病棉花根际细菌群落多样性与健康菌株相比无显著变化，但是物种组成发生了显著改变，表现为变形菌门、拟杆菌门与厚壁菌门相对丰度的增加和放线菌门、疣微菌门与粘菌门相对丰度的减少。在所有检测到的5081个zOTU中， 75%的zOTU是两个处理共有的，但是它们的相对丰度在两个处理中发生了较大变化，这是引起根内细菌群落变化的主要因素。指示物种分析(ISA)结果显示健康植株组的棉花根内富集了假单胞菌属、红环菌科、莫拉氏菌科等类群，而发病植株根内富集了假单胞菌属、贪噬菌属和丛毛单胞菌科的物种和根癌农杆菌等。在两组处理的棉花根内均检测到了大丽轮枝菌的拮抗菌假单胞菌ABLF-8，但其相对丰度在患病植株中显著低于健康植株。Beta-NTI和beta零模型分析结果显示确定性过程主导了棉花根内微生物群落的构建，但是其贡献在患病植株中显著降低，说明患病植株根内微生物群落组成的随机性更强。以上结果说明大丽轮枝菌侵染直接或间接地降低了棉花对根内微生物群落构建的影响，引起了大丽轮枝菌拮抗菌相对丰度的显著降低，从而导致根内微生物菌群的失衡，降低了根内微生物群落对大丽轮枝菌的拮抗能力，这可能是棉花黄萎病进一步发展的重要作用机制之一。

关键词：棉花黄萎病大丽轮枝菌根内生细菌群落构建

生境过滤驱动庞泉沟华北落叶松林土壤真菌群落的构建过程

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环境科学 2018年第8期39卷 3876-3884页

作者：赵鹏宇李毳柴宝峰山西大学黄土高原研究所太原030006 山西财经大学环境经济学院太原030006

随机过程和确定过程的权衡作用对群落构建的影响机制是群落生态学研究的中心议题,也是目前群落生态学最具争议的问题.本研究以关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林土壤真菌群落为研究对象,探讨确定过程和随机过程的权衡作用在局域尺度... 详细信息

随机过程和确定过程的权衡作用对群落构建的影响机制是群落生态学研究的中心议题,也是目前群落生态学最具争议的问题.本研究以关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林土壤真菌群落为研究对象,探讨确定过程和随机过程的权衡作用在局域尺度对土壤真菌群落构建的影响机制.通过土壤理化因子和优势真菌门的相关分析、冗余分析以及结构方程模型分析,表明土壤理化因子和地上植被多样性对真菌群落结构有显著影响,并且林下植被多样性对真菌群落结构的直接影响最大(1.185 8).由此推断确定过程对真菌群落的构建有一定的影响.真菌群落的β多样性表现为距离衰减的生物地理分布格局,由此推断随机过程(扩散限制)对真菌群落的构建有一定的影响作用.通过构建零模型分析,表明确定过程对真菌群落演替的贡献远大于随机过程,是本研究区真菌群落构建的主要驱动因子.并且确定过程的相对重要性随着海拔梯度而动态变化.由于零偏差值在本研究区都为负值,观测值的相似性小于期望值的相似性,由此推断生境过滤是群落构建的驱动因子.综上,确定过程和随机过程的权衡作用驱动了本研究区真菌群落的构建过程,且确定过程起主导作用.

关键词：确定过程随机过程群落构建真菌群落零模型

室内饲养对高原鼠兔肠道微生物群落构建过程的影响

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兽类学报 2022年第5期42卷 519-530页

作者：张良志唐显江任世恩赵雅琪张堰铭中国科学院西北高原生物研究所中国科学院高原生物适应与进化重点实验室西宁810001 青海省动物生态基因组学重点实验西宁810001 中国科学院大学北京100049

群落生态构建过程是近年来微生物群落生态学的研究热点。室内饲养可引起肠道菌群的剧烈变化,这种改变是否会影响群落的构建过程,一直未见报道。本文以高原鼠兔(Ochotona curzoniae)为对象,采用16S rRNA测序技术,探讨室内饲养和野生高原... 详细信息

群落生态构建过程是近年来微生物群落生态学的研究热点。室内饲养可引起肠道菌群的剧烈变化,这种改变是否会影响群落的构建过程,一直未见报道。本文以高原鼠兔(Ochotona curzoniae)为对象,采用16S rRNA测序技术,探讨室内饲养和野生高原鼠兔肠道微生物群落在结构、功能以及群落构建过程等方面的差异。结果表明,在繁殖季节,室内饲养组的群落多样性指数和均匀度指数均显著低于野外组;群落丰度指数和群落覆盖度指数在非繁殖季节显著高于繁殖季节。拟杆菌门(Bacteroidetes)在室内饲养组显著富集,而厚壁菌门(Firmicute)和浮霉菌门(Planctomycetes)在野外组显著富集;在野外组,Epsilonbacteraeota和软壁菌门(Tenericutes)在繁殖季节显著富集。菌群功能分析显示,室内饲养组与野生组在细胞通讯和心血管疾病通路存在显著差异;野外组繁殖季节与非繁殖季节肠道菌群功能在氨基酸代谢、碳水化合物代谢和脂质代谢等通路存在显著差异。中性模型拟合结果表明,室内饲养明显降低了菌群构建的随机过程。野外组生理状态也会降低菌群构建的随机性。本研究证明室内饲养和宿主生理状态均会对高原鼠兔肠道菌群组成及群落构建产生影响,此结果为实现高原鼠兔室内繁殖提供了新的理论基础。

关键词：肠道微生物高原鼠兔 16S rRNA基因群落构建结构与功能

干旱内陆河流域植物群落构建过程及其关键驱动因素

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生物多样性 2022年第2期30卷 1-16页

作者：王寅王健铭曲梦君李景文北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 北京林业大学额济纳胡杨研究所内蒙古阿拉善盟735400

作为干旱内陆河流域水资源可利用性的决定性因素之一,地下水位在调节植物功能性状、系统发育乃至植物群落构建方面发挥着至关重要的作用。然而地下水位变化对干旱内陆河流域植物群落构建过程相对重要性的影响,以及这种影响在地上-地下... 详细信息

作为干旱内陆河流域水资源可利用性的决定性因素之一,地下水位在调节植物功能性状、系统发育乃至植物群落构建方面发挥着至关重要的作用。然而地下水位变化对干旱内陆河流域植物群落构建过程相对重要性的影响,以及这种影响在地上-地下组分间的差异尚未得到系统研究。本文以典型干旱内陆河流域下游的主要植物群落为研究对象,结合叶片、根系功能性状与环境数据,系统地探讨植物群落构建过程沿地下水位梯度的变化模式及其关键驱动因素。结果表明:(1)综合植物个体、平均功能性状和系统发育可知,在整个研究区域,叶片、根系功能多样性的标准效应值(SES.RaoQ)均小于0。大多数植物群落的功能结构(90%的功能性状)表现为聚集状态。(2)地下水与土壤因子共同解释叶片、根系SES.RaoQ 13%-39%与14%-48%的变异,而地下水位能够单独解释叶片、根系SES.RaoQ 13%-22%与14%-36%的变异。(3)叶片、根系SES.RaoQ均随平均地下水位的降低而降低,随地下水位季节性的增加而增加;根系SES.RaoQ与地下水位的斜率大于叶片SES.RaoQ。总体而言,干旱内陆河流域植物群落的构建机制整体上由确定性过程主导,支持生态位理论,大多数植物群落的构建机制符合生态位理论中的环境筛选作用。地下水位是调控不同群落构建过程相对重要性的主要因素,随地下水位的降低,功能结构由发散状态转为聚集状态。植物群落地上、地下功能结构沿地下水位梯度的变化表现出一致性,但植物群落地下部分对地下水位的变化更为敏感。

关键词：群落构建叶片根系地下水位干旱内陆河流域

环境筛选和扩散限制对长江流域湖北段湿地植物群落构建的共同影响

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生态学报 2023年第5期43卷 1804-1811页

作者：霍兵兵孙哲明欧文慧毛鸿志胡傲杨予静李中强湖北大学资源环境学院区域开发与环境响应湖北省重点实验室武汉430062 武汉市桥梁工程有限公司武汉430074 湖北省林业科学研究院武汉430075

湿地植物群落构建机制的研究可为湿地生态系统管理和受损湿地生态恢复与重建提供重要理论依据。地处长江流域的湖北省是我国湿地资源最为丰富的地区之一,通过野外调查研究了长江流域湖北段内不同类型湿地中的主要湿地植物群落类型,分析... 详细信息

湿地植物群落构建机制的研究可为湿地生态系统管理和受损湿地生态恢复与重建提供重要理论依据。地处长江流域的湖北省是我国湿地资源最为丰富的地区之一,通过野外调查研究了长江流域湖北段内不同类型湿地中的主要湿地植物群落类型,分析了研究区内湿地植物群落物种β多样性格局;利用相关性检验(Mantel test)方法和基于相似或相异度矩阵的多元回归模型(MRM)分析了环境差异和地理距离与湿地植物群落的物种相异性的相关性,及其对该区域湿地植物群落构建的相对贡献率。结果表明长江流域湖北段8个不同类型湿地内的湿地植物群落物种相异性指数差异显著,群落间物种相异性指数与地理距离和环境距离均呈显著正相关关系;MRM分析表明环境筛选和扩散限制共同解释了研究区内群落物种变异指数的54.72%;其中,环境距离独立解释率为22.03%,地理距离独立解释率为9.98%,二者联合解释率为22.71%。结果表明环境筛选和扩散限制共同影响了长江流域湖北段湿地植物群落构建过程,且环境筛选贡献更大。建议除了考虑空间尺度、环境因子、植被类型外,未来需进一步研究时间尺度及人类干扰等因子对该区域湿地植物群落构建的影响。

关键词：湿地植物群落构建 β多样性地理距离环境筛选扩散限制

确定性过程主导高原典型河流浮游植物地理分布格局和群落构建

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生物多样性 2023年第7期31卷 39-53页

作者：杨胜娴杨清李晓东巢欣刘惠秋魏蓝若雪巴桑西藏大学麦地卡自治区级湿地生态系统定位观测研究站西藏那曲852000 西藏大学生态环境学院青藏高原湿地与流域生态系统实验室拉萨850000 西藏大学地球第三极碳中和研究中心拉萨850000

浮游植物在河流生态系统的生物地球化学循环中起着重要作用,然而,雅鲁藏布江作为我国典型的高寒河流,关于调控其浮游植物群落结构的机制尚不清楚。为探究雅鲁藏布江中上游浮游植物群落分布格局及其构建机制,我们于2019年8月(夏季)、11月... 详细信息

浮游植物在河流生态系统的生物地球化学循环中起着重要作用,然而,雅鲁藏布江作为我国典型的高寒河流,关于调控其浮游植物群落结构的机制尚不清楚。为探究雅鲁藏布江中上游浮游植物群落分布格局及其构建机制,我们于2019年8月(夏季)、11月(秋季)和2020年5月(春季)对该水域进行了浮游植物样品采集、鉴定及水体理化因子测定。通过固定染色法鉴定浮游植物物种、统计物种丰度。结果表明:雅鲁藏布江中上游共鉴定浮游植物452种,隶属8门11纲24目44科121属。浮游植物群落的构建由环境异质性、扩散限制和物种互作关系共同影响。研究区域浮游植物群落在时空上存在显著的地理距离衰减趋势和环境距离衰减趋势;物种互作关系以协作关系为主;地理因素中的海拔(ALT)与水环境因子中的酸碱度(pH)、总溶解性固体(TDS)、盐度(Salt)、溶解氧(DO)、浊度(TUR)和水流速度(V)是驱动雅鲁藏布江中上游浮游植物群落构建的重要影响因子,可通过驱动浮游植物自身的代谢速率及其生态适应性影响群落的地理分布和时空分布格局,间接介导浮游植物群落的构建过程。距离衰减和中性模型结果表明:确定性(环境选择)主导了雅鲁藏布江中上游的浮游植物群落构建。

关键词：雅鲁藏布江中上游浮游植物群落构建地理分布格局