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铅胁迫下接种AM真菌对龙葵根际土壤微生物群落代谢特征的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2019年第4期27卷 545-553页

作者：韩娟张向前赵金莉河北大学生命科学学院保定071002

为从微生态角度探索接种AM真菌对铅污染根际土壤微生物群落代谢特征的影响,以摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和幼套近明囊霉(Claroideoglomus etunicatum)为接种菌剂,在温室盆栽条件下以Pb4+含量为0 mg·kg-1、200 mg·kg-1、400... 详细信息

为从微生态角度探索接种AM真菌对铅污染根际土壤微生物群落代谢特征的影响,以摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和幼套近明囊霉(Claroideoglomus etunicatum)为接种菌剂,在温室盆栽条件下以Pb4+含量为0 mg·kg-1、200 mg·kg-1、400 mg·kg-1和800 mg·kg-1土壤种植龙葵(Solanum nigrum)10周后采集根际土壤,采用biolog微平板法测定龙葵根际土壤微生物群落的代谢变化。结果表明:1)微生物平均代谢活性(AWCD)随铅浓度增加呈降—升—降趋势;接种AM真菌显著提高了铅胁迫下根际土壤微生物的AWCD值,仅中浓度(400 mg·kg-1)下未达显著差异。2)中浓度铅处理能显著提高根际土壤微生物对糖类及其衍生物、氨基酸类、脂肪酸和脂类及代谢产物类四大类碳源底物利用能力;接种AM真菌,高浓度(800 mg·kg-1)铅处理显著提高了根际土壤微生物对氨基酸类底物的利用能力。3)铅胁迫下接种AM真菌提高了根际土壤微生物多样性指数,在中浓度下丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数均达显著水平。4)主成分分析显示,代谢产物类在PC1和PC2中种类最多,分别为6种和4种;糖类及其衍生物在PC3中种类最多(5种)。5)在铅胁迫和接种AM真菌共同作用下,微生物碳源利用主要受铅浓度调节,并且二者对微生物碳源利用具有显著交互效应。综上可知,接种AM真菌能够提高铅胁迫下龙葵根际土壤微生物多样性指数,增强根际土壤微生物对碳源底物的利用能力。该研究为进一步探究AM真菌强化植物联合修复技术提供了依据。

关键词： AM真菌龙葵铅胁迫根际土壤微生物代谢特征 biolog-eco微平板

独山子区优势草本植物根际与非根际土壤微生物功能多样性

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生态学报 2018年第9期38卷 3110-3117页

作者：陈悦吕光辉李岩新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学干旱生态环境研究所乌鲁木齐830046

以独山子区3种优势草本植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用biolog-eco微平板法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:3种不同植物根际与非根际土壤微生物代谢活性(AWCD)、丰富度指数Shannon(H)和均匀度指数Mc Intosh(U)均存... 详细信息

以独山子区3种优势草本植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用biolog-eco微平板法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:3种不同植物根际与非根际土壤微生物代谢活性(AWCD)、丰富度指数Shannon(H)和均匀度指数Mc Intosh(U)均存在不同差异,且博乐蒿根际土壤微生物功能多样性均优于非根际土壤及其他两种植物;根际土壤微生物对糖类、脂类、酸类和胺类碳源物质比较敏感,非根际土壤微生物敏感于酸类、氨基酸类以及糖类碳源,根际土壤微生物对碳源的利用能力更强,且不同植物根际环境微生物碳源利用特征不同;微生物活性、丰富度指数和微生物均匀度指数与土壤pH值、SOM、AP和NO-3-N存在显著正相关(P微生物活性均较高,对环境的适应性更强,在独山子区生态环境管理与建设中可对其进行关注。

关键词：优势种根际土壤微生物功能多样性独山子区 biolog-eco微平板

转基因抗虫玉米CM8101对根际微生物群落功能的影响

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东北农业科学 2023年第3期48卷 48-51页

作者：张旭冬肖冰张秀杰栾颖周晓莉张正光宋新元陈红梁晋刚农业农村部科技发展中心北京100176 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 南京农业大学植物保护学院南京210095 吉林省农业科学院农业生物技术研究所长春130033

评价对根际微生物群落结构和多样性的影响是转基因植物环境安全评价的重要内容。本文采用biolog-eco微平板法对转Cry1Ab-Ma基因抗虫玉米CM8101和其对应的非转基因玉米郑58的根际微生物群落碳代谢功能进行了比较研究,结果发现抗虫玉米CM8... 详细信息

评价对根际微生物群落结构和多样性的影响是转基因植物环境安全评价的重要内容。本文采用biolog-eco微平板法对转Cry1Ab-Ma基因抗虫玉米CM8101和其对应的非转基因玉米郑58的根际微生物群落碳代谢功能进行了比较研究,结果发现抗虫玉米CM8101与郑58之间,在平均颜色变化率、微生物多样性指数和碳源利用率等方面均没有显著性差异。本文为转基因抗虫玉米CM8101的环境安全性提供了新的依据。

关键词：转基因玉米 biolog-eco微平板根际微生物功能多样性

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海南东寨港红树林土壤微生物功能多样性

应用与环境生物学报 2017年第5期23卷 857-861页

作者：姚琦尤青李媛宏张起畅殷浩能吴红萍王锐萍海南师范大学生命科学学院热带动植物生态学省部共建教育部重点实验室海口571158

为探讨微生物在红树林湿地生态系统中的作用,采用biolog-eco微平板技术分析东寨港红树林土壤微生物功能多样性在不同月份的变化特征.结果表明:红树林土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)值12月份最高,4月份最低.Simpson指数、Shannon-Wiene... 详细信息

为探讨微生物在红树林湿地生态系统中的作用,采用biolog-eco微平板技术分析东寨港红树林土壤微生物功能多样性在不同月份的变化特征.结果表明:红树林土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)值12月份最高,4月份最低.Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数在2月份差异极显著.对6类碳源的利用差异显著(P微生物功能多样性随着时间尺度的变化而变化.说明红树林生态系统生物多样性丰富,蕴藏着丰富的微生物资源.

关键词： biolog-eco微平板红树林土壤微生物功能多样性

用biolog-eco板分析动物笼舍环境微生物

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野生动物学报 2021年第3期42卷 755-762页

作者：王兴金萨家祺李冠惠黎绘宏成世清广州动物园广州市野生动物研究中心广州510070

为了解动物园动物笼舍环境微生物活性及其影响因素,采集了5种灵长动物(Primates)、3种爬行动物(Reptilia)笼舍的3种不同类型的环境样本共15个,采用biolog-eco板进行微生物分析。结果表明:15个样本的微生物活性存在极显著差异(P0.05);同... 详细信息

为了解动物园动物笼舍环境微生物活性及其影响因素,采集了5种灵长动物(Primates)、3种爬行动物(Reptilia)笼舍的3种不同类型的环境样本共15个,采用biolog-eco板进行微生物分析。结果表明:15个样本的微生物活性存在极显著差异(P0.05);同种动物、笼舍环境相似、日常管理相同,环境微生物活性也比较一致;笼舍内的垫材类型相比动物种类而言,对环境微生物的影响更大,微生物活性自高到低的垫材类型依次为垫材A、垫材B、垫材C。主成分分析及聚类分析结果表明,除白颊长臂猿(Nomascus leucogenys)笼舍样本(S1)与其他样本存在比较明显的分异现象外,其他样本之间似乎没有明显的规律可遁。推测S1样本中微生物活性的分异现象主要由消毒引起。动物笼舍环境微生物的组成比较复杂,可能的影响因素较多,有待进一步研究。

关键词：环境微生物动物笼舍 biolog-eco微平板野生动物

不同浓度砷酸盐胁迫对蜈蚣草根际微生物群落功能多样性特征的影响

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南京大学学报（自然科学版） 2017年第2期53卷 275-285页

作者：韩永和贾梦茹傅景威向萍史孝霞崔昕毅罗军陈焱山南京大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室南京210023

蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷超富集植物,其根际微生物对土壤砷的转化及蜈蚣草砷的吸收具有重要影响.采用qPCR和biolog-eco微平板法对砷胁迫下蜈蚣草根际微生物群落功能多样性特征的差异进行了研究.首先对蜈蚣草根际微生物的16SrRNA... 详细信息

蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷超富集植物,其根际微生物对土壤砷的转化及蜈蚣草砷的吸收具有重要影响.采用qPCR和biolog-eco微平板法对砷胁迫下蜈蚣草根际微生物群落功能多样性特征的差异进行了研究.首先对蜈蚣草根际微生物的16SrRNA基因丰度进行定量分析;其次,利用biolog-eco微平板法分析微生物对31种碳源的平均利用率;同时,通过主成分分析、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数等探讨了微生物对不同类型碳源利用的差异和砷胁迫对微生物多样性的影响.结果表明,砷胁迫不仅降低16SrRNA基因丰度、减少微生物数量,还会显著影响微生物对碳源的利用效率.其中,微生物对碳水化合物类、氨基酸类和胺类碳源的利用受砷胁迫的影响最显著.此外,砷胁迫会诱导抗砷微生物成为优势群落,结构趋于单一.由于长期暴露可增加蜈蚣草根际微生物的数量,后期研究可深入探讨蜈蚣草根系分泌物中特异碳源物质在强化微生物-蜈蚣草修复砷污染土壤过程中的作用.

关键词：砷蜈蚣草根际圈微生物群落多样性 biolog-eco微平板

贵州武陵片区不同种植年限设施菜地土壤微生物群落的结构和功能多样性

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河南农业科学 2021年第1期50卷 81-91页

作者：赵辉王喜英徐仕强谭智勇铜仁学院经济管理学院贵州铜仁554300

为了解设施菜地土壤质量状况,以贵州武陵片区设施菜地土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)和biolog-eco微平板法研究不同种植年限(3、5、7 a)及露天菜地(CK)土壤微生物群落结构和功能多样性的变化及其与土... 详细信息

为了解设施菜地土壤质量状况,以贵州武陵片区设施菜地土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)和biolog-eco微平板法研究不同种植年限(3、5、7 a)及露天菜地(CK)土壤微生物群落结构和功能多样性的变化及其与土壤质量之间的关系,为探讨土壤质量退化的微生物机制提供科学依据。结果表明,随设施蔬菜种植年限延长,土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量逐渐积累,土壤酸化明显。种植年限3 a的设施菜地土壤微生物量碳、氮含量均最高,分别比CK提高了74.51%、4.17%。随设施蔬菜种植年限延长,土壤真菌总量增加,细菌/真菌逐渐下降,土壤稳定性变差。层次聚类和主成分分析(PCA)结果表明,种植年限对土壤微生物群落结构产生显著影响,3 a、CK分别与5、7 a土壤微生物群落结构差异较大。3 a的土壤平均颜色变化率(AWCD)和微生物功能多样性指数(香农指数、辛普森指数和均匀度指数)均高于其他处理。土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类、碳水化合物类,种植年限3 a对各类碳源利用能力均最强。土壤pH值、有机碳含量、全氮含量、C/N是土壤微生物群落结构和微生物代谢的主要影响因素。可见,设施蔬菜种植3 a后,土壤微生物群落结构和功能多样性发生显著变化,土壤微生态逐渐失衡,不利于设施菜地土壤的高效持续利用。

关键词：设施蔬菜种植年限土壤养分土壤微生物群落 PLFAs biolog-eco微平板贵州武陵片区

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不同产量水稻土壤的微生物群落多样性探究

不同产量水稻土壤的微生物群落多样性探究

作者：付晓倩华中农业大学

学位级别：硕士

土壤微生物能够参与土壤营养元素循环,提高土壤肥力,抑制植物病害,增加作物产量。土壤微生物群落是高度多样化的,其结构和功能多样性是土壤质量的重要指标,土壤微生物的活性对保持土壤肥力具有重要作用。水稻是亚洲国家的重要粮食作物之... 详细信息

土壤微生物能够参与土壤营养元素循环,提高土壤肥力,抑制植物病害,增加作物产量。土壤微生物群落是高度多样化的,其结构和功能多样性是土壤质量的重要指标,土壤微生物的活性对保持土壤肥力具有重要作用。水稻是亚洲国家的重要粮食作物之一,目前无机与有机化肥的施用是实现水稻增产的主要手段。在水稻生长过程中,土壤微生物活动与作物生长存在密切联系。因此,研究土壤微生物群落对水稻生长及农田土壤施肥的响应及变化趋势对了解水稻田土壤生物化学循环及营养状况的变化具有重要意义。2013年湖北省武穴市超高产田块水稻年均产量为9.03 t/ha,显著高于其他普通水稻农田,这与之前连续六年的水稻数据一致。本实验选取一个普通农田与该高产田进行肥效处理的对照,根据肥料使用情况分别命名为HS(高产田高肥处理)、HF(高产田农民习惯处理)、HN(高产田零氮处理)、LS(低产田高肥处理)、LF(低产田农民习惯处理)、LN(低产田零氮处理)。本文对不同生育期(孕穗期、齐穗期、成熟期、背景)的水稻根际和非根际土壤进行随机取样,共得到42个样品,测定了水稻田土壤的基本物理化学性质和土壤酶活性,并通过biolog-eco微平板技术、磷脂脂肪酸测定及16S r DNA测序对土壤微生物群落进行分析,再利用SPSS、CANOCO及R等统计分析软件对以上数据进行综合分析。主要结果如下:(1)通过对不同产量水稻田土壤理化性质的测定发现,不同生育期的水稻土壤理化性质差异显著,不同产量水稻土壤理化性质的变化趋势不同。高产田土壤各理化因子含量普遍高于低产田水稻土壤。通过对参与碳、氮、磷、硫元素化学循环的土壤酶活性的测定发现,不同的土壤酶活性在不同产量水稻田土壤中对肥效和生育期的响应变化不同。(2)通过biolog-eco微平板技术对土壤微生物群落代谢活性的评估可以发现,不同产量水稻田土壤微生物的碳代谢活性具有显著差异,其代谢多样性的丰富度和优势度均相对稳定。(3)通过磷脂脂肪酸技术对水稻田土壤微生物群落结构进行分析表明,高产水稻田土壤微生物生物量显著高于低产水稻田土壤,土壤微生物群落结构受水稻生育期的影响较大。(4)通过16S r DNA高通量测序技术对水稻田土壤细菌群落结构进行解析,发现高产水稻田土壤的细菌群落更为丰富,各肥效处理下水稻土壤田细菌种类随生育期变化明显。从水稻田土壤微生物群落多样性数据的多因素方差分析可以看出,土壤微生物代谢水平和潜力与作物生长情况之间存在密切联系,肥效处理对土壤肥力的影响较为明显,但对土壤微生物群落代谢与结构多样性的影响较弱,水稻生育期是推动水稻土壤内部环境及土壤微生物群落变化的最重要影响因素。

关键词：水稻产量水稻土壤不同肥效生育期微生物群落 biolog-eco微平板磷脂脂肪酸高通量测序

安太堡矿区不同复垦年限油松林土壤微生物群落演替特征

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安太堡矿区不同复垦年限油松林土壤微生物群落演替特征

作者：曹杰山西大学

学位级别：硕士

山西省平朔安太堡煤矿是大型露天开采煤矿,大规模的煤炭开采使得矿区生态环境严重恶化,特别是表层土壤剥离和植被丧失导致土地失去利用价值。由于矿区基质缺少熟化土壤,营养贫瘠,使得土地复垦率较低,因此有必要通过人为创造有助于植被... 详细信息

山西省平朔安太堡煤矿是大型露天开采煤矿,大规模的煤炭开采使得矿区生态环境严重恶化,特别是表层土壤剥离和植被丧失导致土地失去利用价值。由于矿区基质缺少熟化土壤,营养贫瘠,使得土地复垦率较低,因此有必要通过人为创造有助于植被生长的环境来进行矿区生态恢复。土壤微生物作为维持土壤生物活性的重要组分,在土壤结构改良、肥力保持,营养循环,以及植物生长等方面起着重要的作用,但目前的研究更多的集中于矿区植被复垦后的植被群落演替和土壤理化性质,而对在复垦过程中发挥着重要作用的土壤微生物研究甚少,因此本研究将对不同复垦年限的土壤微生物群落进行研究。本研究选取安太堡露天煤矿12个不同复垦年限(复垦年限分别为1、2、4、5、6、8、10、15、18、20、22和25年)油松林代表性样地,测定不同复垦年限油松林土壤理化性质,通过高通量测序技术测定不同复垦年限油松林土壤中微生物群落结构的变化及其相对丰富度,运用biolog平板法对不同复垦年限油松林土壤微生物进行功能多样性研究。通过分析不同复垦年份的土壤理化性质、土壤微生物群落组成变化和微生物功能多样性的变化,从而掌握在植被复垦进程中土壤理化性质和微生物的动态演替过程。主要研究结果如下:(1)黄土区安太堡露天煤矿不同复垦年限油松林土壤中,12个样地土壤pH值范围在7.06-8.15之间,均为弱碱性土壤,各样地间无显著的差异。土壤全氮和全碳含量整体上呈现出随复垦年限增加而增加的趋势,复垦年限较短样地中含碳、含氮量显著低于复垦年限较长的样地。随着复垦年限的增加,土壤持水能力也随着复垦年限的增加而有所增强。(2)通过高通量测序,获取了土壤细菌、古菌和真菌的多样性指数和不同分类水平的群落组成。微生物的操作单元数量表现为随复垦年限的增加而提高,细菌和古菌在样地间有显著的差异性,而真菌各样地间的差异并不显著。多样性指数也表现出相同的趋势。古菌优势菌群主要为广古菌门(Euryarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota);细菌主要菌群(含量>1%)共20种,优势菌群为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);真菌主要菌群(含量>1%)有7种,优势菌群为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)。(3)通过典范对应分析(CCA)可得,土壤中影响古菌分布的因子主要有土壤含水量和土壤pH,其中土壤含水量对广古菌门的分布具有较为显著的影响。全氮含量对细菌和真菌群落组成影响显著,尤其对是变形菌门会产生较大影响。另外土壤全氮与真菌多样性显著相关。(4)利用biolog-eco微平板对12个样地土壤中微生物利用碳源的能力进行测定,结果显示不同复垦年限土壤微生物随培养时间的增长,AWCD值呈现出先增加,后趋于稳定的趋势;且随着复垦年限的增加(从1-25年),土壤的AWCD最大值及变化速率也基本呈现逐步增加的趋势。表明不同复垦年限油松林土壤微生物平均吸光值(AWCD)随复垦年限的增加而增大,即土壤微生物代谢活性随着复垦年限的增加而增强。不同复垦年限油松林土壤对不同种类碳源的利用强度也存在差异。6类碳源均呈现出随着培养时间的增长,微生物利用碳源的强度逐渐增加的趋势。其中,各样地土壤对酯类的利用率高于其他几类碳源,而对碳水化合物的利用率最低,复垦25年土壤在碳水化合物、氨基酸类、酯类、醇类和酸类这5类碳源中的利用率均为最高值。总之,土壤理化特征,微生物组成和功能多样性均表明随着复垦年限的增加土壤质量会逐步改善。

关键词：安太堡露天煤矿高通量测序 biolog-eco微平板土壤理化性质土壤微生物