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New Primers for Denaturing Gradient Gel Electrophoresis Analysis of Nitrate-Reducing Bacterial Community in Soil

Pedosphere 2013年第3期23卷 340-349页

作者： R.PASTORELLI R.PICCOLO S.SIMONCINI S.LANDI Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura-Centro di Ricerca per l'Agrobiologia e la Pedologia CRA-ABP

The narg gene is frequently used as a molecular marker for bacterial nitrate-reducing community analysis. In this study, a new set of primers targeting the narg gene was designed and applied to semi-nested polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis （PCR-DGGE） assay. The potential of the new primers was verified on DNA directly extracted from soils from five different experimental sites distributed in Central and Southern Italy. Specificity of the primers was determined by excision, amplification, and sequencing of bands resolved by DGGE. A phylogenetic analysis showed the correlation between the sequences retrieved from the soils studied and the narg sequences from βand y-Proteobacteria. These primers expanded the existing molecular tools for ecological study on the size and diversity of nitrate-reducing bacterial community in soil.

关键词： DNA gene sequence narg phylogenetic analysis Proteobacteria

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水稻分蘖期和孕穗期根际反硝化菌群落结构及功能变化

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应用生态学报 2019年第4期30卷 1344-1350页

作者：吴讷邵嘉薇盛荣汤亚芳张文钊魏文学中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室中国科学院桃源农业生态试验站长沙410125 中国科学院大学北京100049 华中农业大学资源与环境学院武汉430070 湖北工程学院生命科学与技术学院湖北孝感432000

通过水稻盆栽试验,分别于水稻分蘖期和孕穗期采集根际与非根际土壤,利用末端限制性片段长度多态技术(T-RFLP)和实时荧光定量PCR(qPCR)技术探究水稻生长对根际反硝化作用和反硝化微生物的影响.结果表明:分蘖期根际土壤的反硝化势显著低... 详细信息

通过水稻盆栽试验,分别于水稻分蘖期和孕穗期采集根际与非根际土壤,利用末端限制性片段长度多态技术(T-RFLP)和实时荧光定量PCR(qPCR)技术探究水稻生长对根际反硝化作用和反硝化微生物的影响.结果表明:分蘖期根际土壤的反硝化势显著低于非根际土壤,而孕穗期根际与非根际土壤的反硝化势没有显著性差异.但分蘖期和孕穗期根际土壤中含narg和nosZ基因的微生物数量均显著高于非根际土壤,其中含nosZ基因的反硝化微生物的群落组成结构和多样性对根际环境响应更敏感.说明虽然水稻根系生长会刺激反硝化微生物的生长繁殖,但抑制了根际土壤中一些反硝化微生物的活性,从而降低了根际土壤的反硝化潜势.

关键词：根际土壤反硝化作用反硝化势 narg nosZ 群落组成

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猪尸体堆肥中参与氮循环的功能基因丰度与理化参数间关系的研究

猪尸体堆肥中参与氮循环的功能基因丰度与理化参数间关系的研究

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作者：敖冬玲华中农业大学

学位级别：硕士

安全有效地处理病死猪尸体是中国养殖场和个体养殖户共同面临的实际问题。堆肥作为一种无害化处理畜禽尸体的方法在世界各地被广泛应用。然而堆肥过程中存在效率低和氮损失严重等问题。为了探究猪尸体堆肥中理化参数和参与氮循环微生物... 详细信息

安全有效地处理病死猪尸体是中国养殖场和个体养殖户共同面临的实际问题。堆肥作为一种无害化处理畜禽尸体的方法在世界各地被广泛应用。然而堆肥过程中存在效率低和氮损失严重等问题。为了探究猪尸体堆肥中理化参数和参与氮循环微生物功能基因的变化规律,本研究对猪尸体进行好氧静态堆肥,测定堆肥过程中理化参数,利用荧光定量PCR检测堆肥中参与氮循环相关功能基因的丰度变化,并分析理化参数对功能基因的影响。研究结果如下:1.对猪尸体进行好氧静态堆肥试验,发现添加耐高温复合菌剂(实验组)和自然堆(对照组)均在第2 d升到50℃,在第4 d达到最高温68.3℃。实验组和对照组堆体温度高于50℃的天数分别为34 d和27 d。堆体pH值的变化均呈现出先升高后下降的整体趋势,pH值的变化范围为7.75.71,两者差异不显著。铵态氮和亚硝态氮含量也都呈现出升高的趋势。结合其他理化参数可知堆肥达到完全腐熟,并达到堆肥无害化要求。2.利用荧光定量PCR检测,发现堆肥过程中均能检测细菌16S rDNA、amoA、narg、nirK、nosZ和nifH基因。narg、nirK、nosZ和nifH这四个基因丰度均在堆肥升温期到高温期中期一周的时间较高,在堆肥高温后期及腐熟期基因丰度较低。实验组中amoA基因在高温期后期有所降低,到腐熟期又升高到与升温期相当的水平。相对于堆肥中16S rDNA的水平,amoAnarg,nirK,nosZnarg基因丰度会随着含水率的降低而下降外,nirK和nosZ基因丰度除了会随着含水率的降低而下降外,还会随着铵态氮含量升高而降低。参与固氮作用中的nifH基因丰度会随着含水率的降低而降低外,还会随着铵态氮含量升高而降低。

关键词：猪尸体堆肥氮循环 amoA narg nirK nosZ nifH 相关分析

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广州流溪河沉积物反硝化细菌群落结构、丰度与环境因子相关性研究

广州流溪河沉积物反硝化细菌群落结构、丰度与环境因子相关性研究

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中国畜牧兽医学会兽医药理毒理学分会第十一届会员代表大会暨第十三次学术讨论会与中国毒理学会兽医毒理专业委员会第五次学术研讨会

作者：王勉之丁雪瑶孙静马驿范葶莉孙永学华南农业大学兽医学院兽药安全评估国家重点实验室广东海洋大学农学院动物医学系

(目的)本文以反硝化细菌硝酸盐还原酶的narg基因和亚硝酸盐还原酶的nirS基因作为分子标示物,研究反硝化细菌的群落结构、丰度与环境因子之间的相关性。(方法)实验对流溪河流域从上游至下游十个不同位点进行沉积物采样,进行环境因子(温度... 详细信息

(目的)本文以反硝化细菌硝酸盐还原酶的narg基因和亚硝酸盐还原酶的nirS基因作为分子标示物,研究反硝化细菌的群落结构、丰度与环境因子之间的相关性。(方法)实验对流溪河流域从上游至下游十个不同位点进行沉积物采样,进行环境因子(温度、pH、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮、总氮、COD)理化数据测定,对narg基因和nitS基因构建基因文库,分析流溪河流域沉积物中反硝化细菌的群落结构和多样性,再结合实时荧光定量PCR法(RT-PCR)对反硝化细菌的丰度进行研究,并通过主坐标分析和冗余度分析等多变量统计分析方法研究了反硝化细菌的群落结构、丰度与环境因子之间的相关性。(结果)结果表明:十个位点环境因子数据显示,硝态氮(NO3-N)含量变化不大,浓度均接近3.0 mg/L、亚硝态氮(NO-N)浓度均很低,约为0.08 mg/L;narg基因和nirS基因文库分析显示流溪河流域不同采样位点的沉积物中反硝化菌群落结构表现出差异性,用MOTHUR软件对其做多样性指数分析,在所有采样点中7.-CH、6-LK、9-RH采样点的物种多样性指数相对于其他采样点较高,上游两个采样点(1-SK和2-WQ)的多样性指数低;荧光定量分析结果,反硝化细菌nirS基因拷贝数范围为7.89×10.34×10copies/g,narg基因拷贝数为5.97×10.64×10 copies/g,nirS基因丰度变化范围为0.01%.1%,narg基因丰度变化范围为0.01%.5%,构建系统发育树发现,沉积物样品中大多数nirS基因克隆与目前已知可培养的反硝化细菌的亲缘关系较远,大部分为未被认知的微生物类群,其中已知的nirS型反硝化菌属于变形菌Alpproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria,其中大部分属于Betaproteobacteria;最后用冗余分析(RDA)和典范对应分析(CCA)对三者相关性进行分析。(结论)结果显示,环境因子中亚硝态氮(NO)生化因子对反硝化细菌群落结构起着决定性的作用,与环境因子的相关性大小依次表现为:NO2-N>TN>NH4..N>COD>NO3-N>pH>Temp;反硝化细菌丰度与环境因子的Person相关系数分析表明,河流沉积物中总细菌16S rDNA基因丰度与环境因子之间无显著的相关性,而nirS基因型反硝化细菌数量与NH-N和IN因子浓度之间差异极显著(Pnarg基因型反硝化菌数量与NO因子浓度差异显著(P0.05)。

关键词： narg nirS 反硝化细菌群落结构丰度多样性环境因子

来源： cnki会议评论

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广州流溪河沉积物反硝化细菌群落结构与环境因子相关性研究

广州流溪河沉积物反硝化细菌群落结构与环境因子相关性研究

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中国畜牧兽医学会兽医药理毒理学分会第十一届会员代表大会暨第十三次学术讨论会与中国毒理学会兽医毒理专业委员会第五次学术研讨会

作者：丁雪瑶王勉之孙静孙永学华南农业大学兽医学院国家兽药安全评价(环境评估)实验室(华南农大)

(目的)本文研究了广州流溪河底泥沉积物中反硝化细菌群落结构、narg和nirS基因丰度与环境因子间的相关性,为其生态系统中氮素循环研究提供了基础依据。(方法)经对流溪河流域从上至下游10个位点进行沉积物采样,进行环境因子(温度、pH、... 详细信息

(目的)本文研究了广州流溪河底泥沉积物中反硝化细菌群落结构、narg和nirS基因丰度与环境因子间的相关性,为其生态系统中氮素循环研究提供了基础依据。(方法)经对流溪河流域从上至下游10个位点进行沉积物采样,进行环境因子(温度、pH、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮、总氮、COD)理化数据测定,对narg基因和nirS基因构建文库分析并采用RT-PCR法进行了丰度研究,通过主坐标分析和冗余度分析等多变量统计分析方法研究了反硝化细菌群落结构、基因丰度与环境因子间相关性。(结果)结果显示:作为反消化作用母体物质,10个采样位点的硝态氮(NO-N)含量变化不大,而亚硝态氮(NO-N)浓度均很低;不同位点沉积物中反硝化菌群落结构表现出差异性;反硝化细菌nirS基因拷贝数范围为7.89×10.34×10 copies/g,narg基因拷贝数为5.97×10 copies/g.64×10 copies/g,nirS基因丰度变化范围为0.01%.1%,narg基因丰度变化范围为0.01%.5%;构建系统发育树发现,沉积物样品中大多数nirS基因克隆与目前已知可培养的反硝化细菌的亲缘关系较远,大部分为未被认知的微生物类群,其中已知的nirS型反硝化菌属于变形菌Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria,其中大部分属于Betaproteobacteria。(结论)研究表明:亚硝态氮(NO-N)生化因子对反硝化细菌群落结构起着决定性的作用,与环境因子的相关性大小依次表现为NO-N>TN>NH-N>COD>NO-N>pH>Temp;河流沉积物中总细菌16S rDNA基因丰度与环境因子之间无显著相关性,而nirS基因型反硝化细菌数量与NH-N和TN因子浓度之间差异极显著(Pnarg基因型反硝化菌数量与NO-N因子浓度差异显著(P0.05)。

关键词： narg nirS 反硝化细菌群落结构丰度多样性环境因子

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