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13C-标记秸秆添加对DNA稳定性同位素探针试验结果的影响
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作者 詹雨珊 张建伟 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期103-112,共10页
【目的】稳定性同位素探针技术(stable isotope probing,SIP)是采用稳定性同位素示踪复杂环境中具有代谢活性微生物的有力工具。然而,在近期利用SIP技术的研究当中,我们发现13C-标记物对试验本身有一定程度影响。例如研究土壤秸秆降解... 【目的】稳定性同位素探针技术(stable isotope probing,SIP)是采用稳定性同位素示踪复杂环境中具有代谢活性微生物的有力工具。然而,在近期利用SIP技术的研究当中,我们发现13C-标记物对试验本身有一定程度影响。例如研究土壤秸秆降解微生物,需将13C-标记作物秸秆添加到土壤,利用微域培养实验和DNA-SIP技术解析主导降解微生物物种。但是13C秸秆的添加以及不同土壤肥力水平是否会影响土壤微生物群落有待商榷。【方法】本研究采集江西鹰潭红壤试验站3种施肥处理(Control、NPK、OM)水稻土壤,分别添加自然丰度(12C)和13C-标记的高丰度水稻秸秆,进行微域培养试验,研究两种秸秆添加下的响应物种以及不同丰度C对生物质气体的累积排放、细菌a-多样性以及群落结构的影响。【结果】研究发现,3种施肥土壤下,2种丰度秸秆处理间C累计排放无差异。但是,寡营养条件(Control)下,13C-标记秸秆处理的细菌a-多样性高,12C秸秆处理群落异质性高,稳定性较差,无差异性物种;与12C秸秆处理相比,富营养条件(NPK和OM)下,13C-标记秸秆处理的细菌a-多样性和群落结构无差异,但存在差异物种,主要集中于变形菌门和稀有物种。【结论】本研究的结果表明13C标记秸秆对微生物群落有一定影响,因此在后续的SIP试验中,高丰度秸秆虽可被用来作为标记底物,但需慎用。 展开更多
关键词 13C-标记秸秆 DNA-SIP 微域培养 土壤微生物
两种典型水稻土中秸秆碳转化的微生物过程 预览
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作者 仇存璞 陈晓芬 +5 位作者 刘明 李委涛 吴萌 江春玉 李忠佩 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第13期2268-2279,共12页
【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土... 【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土为研究对象,设置不添加秸秆(CK)和添加13C标记的水稻秸秆(RS)处理,厌氧恒温培养38 d,在培养过程中定期测定气体释放量,研究秸秆矿化速率的动态变化;采集土壤样品,利用13C-PLFA-SIP技术分析参与秸秆降解的微生物群落的动态变化。【结果】培养前12 d,秸秆降解缓慢,此时秸秆对土壤有机质(SOM)产生正激发效应;培养12-18 d秸秆快速降解,18 d后趋缓。培养结束时,秸秆碳在红壤性水稻土和乌栅土中的矿化率分别为24%和33%。秸秆碳对CO2和CH4贡献率随培养时间的延长而增加,在培养末期分别为53%-60%和54%-57%。添加秸秆可以提高土壤微生物生物量及微生物活性,乌栅土微生物活性高于红壤性水稻土。16:0(一般细菌)是参与秸秆分解主要类群,i16:0和i15:0(G+细菌)和18:1ω9c(真菌)也是参与秸秆分解的重要微生物类群。随培养时间增加,G+细菌和放线菌的相对丰度增加,G-细菌呈降低趋势。红壤性水稻土和乌栅土PLFAs中标记利用秸秆碳的PLFAs的比例分别为27%-32%和18%-24%。真菌和一般细菌对秸秆碳的利用效率较高,而土壤原有有机质(SOM)矿化主要与G-和放线菌相关联。添加秸秆造成乌栅土和红壤性水稻土两种水稻土微生物群落结构呈现明显差异,但分解利用外源秸秆碳的微生物群落结构相似,而分解利用SOM微生物群落结构有差异。【结论】秸秆厌氧降解过程中秸秆碳的矿化滞后于土壤自身SOM;不同本底微生物活性和多样性是影响秸秆碳矿化速率的重要因素;添加秸秆后不同土壤微生物群落结构的差异主要是参与SOM降解的微生物差异,土壤原SOM 展开更多
关键词 秸秆降解 13C-PLFA-SIP 水稻土 微生物群落
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水稻和小麦根际效应及细菌群落特征的比较研究 预览
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作者 王晓婷 陈瑞蕊 +3 位作者 井忠旺 姚童言 林先贵 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期443-453,共11页
稻麦轮作是我国重要的农业生产方式,但水稻和小麦的根际效应及其对土壤功能的相对贡献仍不清楚。利用中国科学院常熟农业生态试验站典型乌栅土壤,同时分别设置种植水稻和小麦的盆栽试验,通过比较根际和非根际土壤中活性组分含量、脱氢... 稻麦轮作是我国重要的农业生产方式,但水稻和小麦的根际效应及其对土壤功能的相对贡献仍不清楚。利用中国科学院常熟农业生态试验站典型乌栅土壤,同时分别设置种植水稻和小麦的盆栽试验,通过比较根际和非根际土壤中活性组分含量、脱氢酶活性、细菌群落多样性等指标的差异,研究植稻和植麦土壤根际效应及细菌群落特征。结果表明:水稻和小麦根际和非根际土壤的养分含量、微生物活性和细菌群落多样性以及主要细菌种类均具有显著性差异;根际土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)含量和脱氢酶活性(DHA)均高于非根际土壤,而土壤可溶性有机氮(DON)含量及细菌阿尔法(Alpha)多样性均低于非根际土壤;水稻各指标根际效应(DOC:2.07%,MBC:8.61%,DHA:41.11%,DON:61.07%,Chao1指数:7.62%)均小于小麦对应指标的根际效应(DOC:3.37%,MBC:22.62%,DHA:44.48%,DON:71.43%,Chao1指数:16.59%);小麦根际和非根际细菌群落分布之间的差异显著大于水稻。以上结果表明,与旱作小麦相比,水稻根际土壤与非根际土壤的差异较小,水稻根际效应较小,有利于光合碳及土壤养分的运移,有利于土壤微生物尤其是非根际微生物的生长。这些结果从新的角度阐释了根际效应及其对稻麦轮作土壤可持续性发展的作用机制。 展开更多
关键词 稻麦轮作 根际效应 细菌群落多样性 高通量测序 主坐标分析
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纳米氧化锌对堆肥过程中细菌群落演替的影响 被引量:1
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作者 徐江兵 王艳玲 +1 位作者 罗小三 《应用与环境生物学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1166-1171,共6页
纳米氧化锌(纳米ZnO)的广泛应用使其进入农业生产领域的可能性增加. 鉴于堆肥是处理农业废弃物的主要方式,采用实验室模拟堆置,以鸡粪、秸秆粉为主要原料进行堆肥实验,研究3种浓度的纳米ZnO(0.1,1,10 mg/kg)对堆肥过程中理化... 纳米氧化锌(纳米ZnO)的广泛应用使其进入农业生产领域的可能性增加. 鉴于堆肥是处理农业废弃物的主要方式,采用实验室模拟堆置,以鸡粪、秸秆粉为主要原料进行堆肥实验,研究3种浓度的纳米ZnO(0.1,1,10 mg/kg)对堆肥过程中理化指标的影响,并采用高通量测序技术研究堆体中细菌群落结构及组成的变化. 结果显示,纳米ZnO不会影响堆肥过程中的温度及腐熟程度,但降低了堆肥过程中的pH;对堆体中细菌Alpha多样性影响不显著,但改变了细菌群落结构及组成. 其中,堆肥高温期(5 d)厚壁菌门及拟杆菌门的一些属对纳米ZnO处理响应最明显,0.1 mg/kg浓度纳米ZnO提高了Cohnella的相对丰度,而1、10 mg/kg浓度纳米ZnO增加了魏斯氏菌属、芽孢杆菌属、肠球菌属的相对丰度,降低了一些拟杆菌属的丰度. 本研究表明纳米ZnO不仅影响堆肥理化性质,也影响堆肥中一些功能微生物,结果可为评价纳米ZnO的环境效应提供重要依据. (图4 表3 参29) 展开更多
关键词 纳米氧化锌 高通量测序 堆肥 细菌群落组成
农田潮土养分耦合循环的微生物学机理研究进展 预览 被引量:1
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作者 林先贵 陈瑞蕊 《植物营养与肥料学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1575-1589,共15页
科学施肥是实现农业增产和土壤健康的重要手段。深入认知土壤微生物驱动的养分元素循环过程对于评价和指导科学施肥具有极为重要的意义。近年来不同施肥策略对土壤微生物影响的认知虽取得长足进步,但多限于单一养分元素的影响。土壤养... 科学施肥是实现农业增产和土壤健康的重要手段。深入认知土壤微生物驱动的养分元素循环过程对于评价和指导科学施肥具有极为重要的意义。近年来不同施肥策略对土壤微生物影响的认知虽取得长足进步,但多限于单一养分元素的影响。土壤养分元素循环过程及与碳循环过程具有不可分割性,互作和协同也是土壤微生物的重要特性之一。因此,揭示土壤微生物介导的养分元素的耦合会更有助于我们全面了解农田土壤养分循环过程和指导科学施肥。笔者研究团队多年来以中国科学院封丘农业生态试验站养分平衡长期定位试验为平台,利用土壤微生物学、分子生态学、微量热和同位素测定等技术,系统研究了不同施肥策略下潮土微生物介导的碳、氮、磷元素循环及耦合过程。本文综述相关研究成果。对于缺磷潮土,磷肥施用能够提高微生物生物量碳氮、转化酶活性、脲酶活性、呼吸强度及微生物代谢活性等,使得微生物能够保障土壤养分转化与作物养分吸收,增加潮土综合碳氮汇效应,"高效低排"地为生态系统服务;与之相反,缺施磷肥条件下,即使长期施用其它养分如氮肥,潮土微生物代谢效率仍然低下,且代谢过程会损失更多碳氮素,不利于潮土碳氮累积,致使土壤质量无法提高,还加剧了生态环境的污染。在阐明了微生物对潮土养分的响应与反馈后,还进一步揭示了潮土碳磷耦合的微生物学机制,提出了"缺磷耗碳,增碳活磷"的理论框架。长期缺磷使得外源碳经由微生物转化进入潮土有机碳库的比例减少,却增加了外源碳的净矿化量,使得更多外源碳以CO2形式排放到大气,即缺磷潮土不利于外源碳向潮土有机碳的转化。但是,外源碳的添加能够长效刺激缺磷潮土中微生物的增殖,特别是解磷微生物。该过程可以使得土壤化学固持的磷素转移到微生物体� 展开更多
关键词 施肥 土壤 微生物 养分耦合
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丛枝菌根真菌和纳米磁性氧化铁对玉米生长和Fe吸收的影响 预览
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作者 曹际玲 林先贵 《生态与农村环境学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期555-563,共9页
采用温室盆栽试验方法, 模拟不同纳米磁性氧化铁(〇4 ) 施加水平( 0 . 1、 1. 0 和 10. 0 mg · kg-1 ) 的土壤, 研究接种丛枝囷根(arbuscular mycoiTh izal, A M)真 囷 Glomus caledonium对玉米( Zea mays ) 植... 采用温室盆栽试验方法, 模拟不同纳米磁性氧化铁(〇4 ) 施加水平( 0 . 1、 1. 0 和 10. 0 mg · kg-1 ) 的土壤, 研究接种丛枝囷根(arbuscular mycoiTh izal, A M)真 囷 Glomus caledonium对玉米( Zea mays ) 植株生长的影响.结果 表明, 纳米 F &O 4在 10. 0 mg. kg -1施加水平下显著降低( P 〈 0 . 0 5 )玉米植株地上部和地下部生物量、 A M 真菌侵染 率和玉米植株养分( N 、 P 、 Ca、 Zn)含量, 显著增加( P〈 0 . 0 5 )玉米植株地上部F e含量.与未接种处理相比, 在 1 0 .0 mg.kg -1的纳米F e30 4施加水平下, 接种 A M 真菌显著提高玉米植株总Fe 吸收量和地下部F e 含量( P 〈 0 . 0 5 ) , 但 显著降低Fe 的转运比率和玉米植株地上部Fe含量( P 〈 0 . 0 5 ) , 改善玉米植株体内养分含量, 最终显著促进玉米植 株生长(P〈0. 05 ).该结果表明接种A M 真菌可提高Fe 在植物根系的分配比例, 降低F e 向植株地上部的转运, 从 而缓解纳米F e3O4对宿主植物的毒害作用. 展开更多
关键词 纳米FE3O4 GLOMUS caledonium 玉米 Fe吸收
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纳米Fe3O4对生菜生长及土壤细菌群落结构的影响 被引量:2
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作者 徐江兵 王艳玲 +1 位作者 罗小三 《应用生态学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期3003-3010,共8页
纳米Fe3O4的广泛应用增加了其暴露到农田环境的可能性,因此亟待研究纳米Fe3O4对农业生态环境的影响.本研究采用盆栽试验方式,研究不同浓度纳米Fe3O4颗粒(1、10、100 mg·kg^-1)对生菜生长及土壤细菌群落的影响,并与相应浓度的普通... 纳米Fe3O4的广泛应用增加了其暴露到农田环境的可能性,因此亟待研究纳米Fe3O4对农业生态环境的影响.本研究采用盆栽试验方式,研究不同浓度纳米Fe3O4颗粒(1、10、100 mg·kg^-1)对生菜生长及土壤细菌群落的影响,并与相应浓度的普通Fe3O4处理进行对比.通过测定植物光合速率常数、植株Fe含量来评价植物生长;采用高通量测序技术研究土壤细菌群落结构及组成.结果表明:不同浓度纳米Fe3O4的影响不同.低浓度纳米Fe3O4能提高植物生物量,增强植物叶片光合速率,增加土壤中黄单胞菌目的相对丰度,降低蓝细菌、鞘脂杆菌纲的相对丰度,但对群落多样性指数影响不显著.高浓度纳米Fe3O4抑制作物生长,提高植株中Fe积累及土壤电导率,降低细菌群落系统发育多样性,降低黄单胞菌目、鞘脂杆菌纲相对丰度,增加蓝细菌相对丰度.此外,一些土壤功能微生物对纳米Fe3O4及普通Fe3O4处理的响应也存在差异,说明不同粒径及浓度的Fe3O4均会对土壤微生物群落产生影响,并可能影响地上部分植物性状.因此,在评估纳米颗粒的生物学效应时需较多关注土壤微生物. 展开更多
关键词 净光合速率 高通量测序 细菌16S RRNA 群落多样性
秸秆还田对水稻土微生物影响的研究进展 被引量:2
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作者 詹雨珊 《土壤通报》 北大核心 2017年第6期1530-1536,共7页
水稻土是我国主要农业土壤类型之一。水稻土的发生发育过程在"土壤-微生物-水稻"相互作用的系统中进行,生态系统功能很大程度上受微生物生物量、多样性和功能等特征所影响。施肥可影响土壤养分循环和土壤质量,同时也影响土壤微生物活... 水稻土是我国主要农业土壤类型之一。水稻土的发生发育过程在"土壤-微生物-水稻"相互作用的系统中进行,生态系统功能很大程度上受微生物生物量、多样性和功能等特征所影响。施肥可影响土壤养分循环和土壤质量,同时也影响土壤微生物活性及其群落多样性。有机肥肥效持久,可增加土壤地力,符合现代可持续发展的理念。有机肥代替化肥已逐步成为国家需求之一。其中,秸秆是稻田重要的有机资源,直接还田是最经济可行,易于推广操作的综合利用方式。鉴于土壤微生物在稻田生态系统中的重要性和有机肥施用对农田土壤地力可持续性的影响,本文主要论述了当前国内外在有机肥料施用,特别是秸杆还田对水稻土中微生物生物量、群落结构、多样性和功能影响以及微生物生态效应研究的进展,并进一步展望了水稻土中主导秸秆降解的微生物群落在时空尺度上的变异性,为今后水稻土中有机肥的添加和农田资源化管理提供理论指导。 展开更多
关键词 有机肥 秸秆还田 水稻土 秸秆降解 微生物
纳米银对潮土玉米根际真菌群落结构和多样性的影响
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作者 曹际玲 林先贵 《菌物学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期633-641,共9页
根际真菌是土壤生态系统的重要组成部分,本研究采用土壤盆栽方法,以纳米银(silver nanoparticles,Ag NPs)为研究对象,利用Illumina高通量测序技术对不同Ag NPs施加水平下(0.025、0.25、2.5mg/kg)潮土玉米根际真菌群落结构进行分析... 根际真菌是土壤生态系统的重要组成部分,本研究采用土壤盆栽方法,以纳米银(silver nanoparticles,Ag NPs)为研究对象,利用Illumina高通量测序技术对不同Ag NPs施加水平下(0.025、0.25、2.5mg/kg)潮土玉米根际真菌群落结构进行分析。结果表明,潮土玉米根际土壤真菌群落主要由子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、芽枝菌门Blastodimycota、壶菌门Chytridiomycota、球囊菌门Glomeromycota和接合菌门Zygomycota等组成,其中以子囊菌门真菌为优势类群。Ag NPs在2.5mg/kg施加水平下显著降低了(P〈0.05)玉米根际土壤溶解性有机碳(DOC)含量,改变了根际土壤真菌群落结构,使真菌群落结构发生显著分异(P〈0.05),主要表现为降低了根霉菌属Rhizopus、镰刀菌属Fusarium、被孢霉属Mortierella等的相对丰度。相关性分析表明土壤DOC含量的变化与Ag NPs处理下根际土壤真菌群落结构分异存在显著的(P〈0.05)相关性。 展开更多
关键词 根际真菌 群落结构 丰度 溶解性有机碳 高通量测序
丛枝菌根真菌群落结构与多样性研究方法概述及实例比较 被引量:8
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作者 林先贵 胡君利 +2 位作者 戴珏 王发园 《应用与环境生物学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期343-350,共8页
开展丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌的群落结构与多样性研究对促进菌物多样性的保护与发掘及生态系统的可持续发展均具有重要意义,而研究方法是实现和推进相关研究的重要基础. 本文首先简要回顾AM真菌的研究方法发展历程... 开展丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌的群落结构与多样性研究对促进菌物多样性的保护与发掘及生态系统的可持续发展均具有重要意义,而研究方法是实现和推进相关研究的重要基础. 本文首先简要回顾AM真菌的研究方法发展历程,介绍基于孢子形态鉴定的形态学方法和以聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)、变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)、454高通量测序为代表的分子生物学方法的检测原理和分析步骤. 然后,结合本实验室利用孢子计数与鉴定、定量PCR与PCR-DGGE以及454高通量基因测序等3套检测手段解析长期不同施肥影响土壤AM真菌群落结构和多样性的研究案例,比较分析不同方法所得AM真菌群落结构与多样性的研究结果. 综合来看,不同方法既有相互印证和互为补充的效果,又有不尽一致甚至互相矛盾的地方. 最后,着重就AM真菌高通量测序技术的升级及与生物标记物方法、同位素标记技术等的联用提出了研究展望. 展开更多
关键词 丛枝菌根真菌 孢子 形态鉴定 PCR-DGGE 454高通量测序
长期施肥处理下不同类型水稻土有机碳矿化的动态差异 预览 被引量:10
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作者 吴萌 李忠佩 +3 位作者 陈瑞蕊 江春玉 刘明 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1705-1714,共10页
【目的】研究田间长期定位施肥处理下不同类型水稻土有机碳矿化的动态差异及其影响因素,为揭示不同类型水稻土有机碳的循环特征及制定合理的养分管理措施等提供依据。【方法】以江苏常熟(乌栅土)、江西余江(低肥力红壤)、湖南望城... 【目的】研究田间长期定位施肥处理下不同类型水稻土有机碳矿化的动态差异及其影响因素,为揭示不同类型水稻土有机碳的循环特征及制定合理的养分管理措施等提供依据。【方法】以江苏常熟(乌栅土)、江西余江(低肥力红壤)、湖南望城(高肥力红壤)和重庆(紫色土)4个地点长期定位施肥试验的水稻土为研究对象,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和化肥配合秸秆还田(NPKS)3个处理,通过室内27 d的有机碳矿化培养试验,采用室内恒温培养、碱液吸收法测定土壤有机碳的矿化量;选择Jones一级动力学方程拟合土壤有机碳累积矿化量的动态变化,比较土壤类型和长期不同施肥处理对有机碳矿化动态的影响。【结果】长期施肥处理可以提高土壤全量养分(全氮、全磷、全钾)和有机碳含量,但会降低土壤p H。长期施肥可以显著提高土壤有机碳累积矿化量(C)(常熟试验点除外),不同施肥处理下增加幅度为11.7%—86.1%,而对于矿化动力学方程拟合所得土壤潜在可矿化有机碳量(C0)、易矿化有机碳量(C1),只有同为红壤的余江和望城两地的施肥处理可以显著提高。相同施肥处理下C、C0和C1均表现为常熟、望城试验点的较大,重庆、余江试验点的较小,而潜在可矿化有机碳量与土壤有机碳的比值(C0/SOC)则是余江试验点较大;相关性分析发现有机碳、总氮、碱解氮、全磷与C、C0和C1呈极显著正相关(P〈0.01),p H和全钾与C呈极显著负相关,而C0/SOC与有机碳、p H和各养分指标均呈显著或极显著负相关。对于矿化速率常数(k),施肥处理对其影响并不显著,但不同土壤类型可以显著影响k。相关性分析表明k与p H、C/N和全钾呈极显著负相关(P〈0.01),与速效钾呈显著负相关(P〈0.05)。通过聚合推进树(ABT)方法分析了不同因子的相对影响,结果表明碱 展开更多
关键词 长期定位施肥 有机碳矿化 动力学方程 聚合推进树 相对贡献
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X射线对我国两种典型土壤中微生物活性及群落结构的影响 被引量:3
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作者 俎千惠 房焕 +4 位作者 周虎 张建伟 彭新华 林先贵 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期101-109,共9页
【目的】X射线断层扫描技术(X-ray micro-Computed Tomography,micro-CT)能够原位、无损伤的解析土壤物理结构,有望与土壤微生物研究结合,以有助于更好的了解土壤生态系统。由于土壤的高度异质性,X射线扫描和土壤微生物分析应为同一样... 【目的】X射线断层扫描技术(X-ray micro-Computed Tomography,micro-CT)能够原位、无损伤的解析土壤物理结构,有望与土壤微生物研究结合,以有助于更好的了解土壤生态系统。由于土壤的高度异质性,X射线扫描和土壤微生物分析应为同一样品,但是关于X射线扫描后的土壤样品是否兼容土壤微生物分析却鲜有报道,即X射线扫描是否影响土壤微生物的活性及群落尚未明确。【方法】本研究采集我国华北地区潮土和亚热带红壤,利用平板计数、微量热技术和高通量测序技术研究了X射线扫描对可培养微生物数量、土壤微生物的代谢热和群落结构的影响。【结果】X射线辐射显著降低了2种土壤中活体细菌的数量,同时微生物的代谢活性也发生改变;在分子水平上,基于细菌16S r RNA基因的高通量数据显示2种土壤的细菌多样性指数发生了变化,而其群落结构均无改变。【结论】X射线断层扫描技术并不兼容土壤微生物功能的研究;但可兼容基于分子生物学的微生物群落结构分析。 展开更多
关键词 X射线断层扫描 土壤微生物 微量热 高通量测序
水稻土中紫色光合细菌沿纬度梯度的空间分异特征 预览 被引量:1
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作者 俎千惠 王保战 +2 位作者 贾仲君 林先贵 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第21期6730-6737,共8页
紫色光合细菌由于其代谢途径的多样性,在环境中广泛分布,是生态系统中碳循环的参与者和推动者之一。但是,水稻土中紫色光合细菌群落结构的空间分异却鲜有报道。基于此,沿我国温度梯度带(纬度梯度:28.38°N—47.43°N),采集了... 紫色光合细菌由于其代谢途径的多样性,在环境中广泛分布,是生态系统中碳循环的参与者和推动者之一。但是,水稻土中紫色光合细菌群落结构的空间分异却鲜有报道。基于此,沿我国温度梯度带(纬度梯度:28.38°N—47.43°N),采集了8个典型水稻土,利用PCR-DGGE指纹图谱和系统发育树分析揭示不同地点水稻土中紫色光合细菌群落的组成;结合多个环境因子,利用生物信息学,典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)和最小判别效应分析(Cladogram,LDA)明确水稻土中紫色光合细菌的空间分异规律。研究发现我国8个典型水稻土中紫色光合细菌主要由变形菌门(Proteobacteria)的α和β这两个分支组成,主要为紫色非硫细菌;p H和纬度都是驱动水稻土中紫色光合细菌群落结构分异的关键因子。该认知不仅有助于更好地揭示稻田关键功能微生物群的生物地理学分布,还有助于进一步探究我国稻田生态系统有机质转化的时空差异。 展开更多
关键词 水稻土 紫色光合细菌 PCR-DGGE指纹图谱 典范对应分析 群落组成空间分异
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潮土农田微生物研究进展 预览 被引量:5
14
作者 林先贵 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期416-434,共19页
土壤微生物对不同施肥的响应和反馈对于评价和解释科学施肥具有极为重要的意义。本文总结了本课题组在我国华北平原潮土碳、氮、磷循环相关微生物对不同施肥,特别是对单施有机肥的响应方面的研究结果,明确了潮土地力提升过程中的微生物... 土壤微生物对不同施肥的响应和反馈对于评价和解释科学施肥具有极为重要的意义。本文总结了本课题组在我国华北平原潮土碳、氮、磷循环相关微生物对不同施肥,特别是对单施有机肥的响应方面的研究结果,明确了潮土地力提升过程中的微生物学机制。长期定位试验研究结果表明,长期平衡施肥,特别是施用有机肥能够显著增加潮土中有机碳和养分含量,特别是磷含量,进而改变土壤微生物群落结构,提高微生物生物量碳、转化酶活性、呼吸强度及微生物功能多样性(碳代谢活性),并且土壤微生物代谢熵与代谢热显著降低。相反,在缺素特别是缺磷条件下,土壤微生物不仅代谢效率低下,而且代谢过程会散逸相对多的热量、排放相对多的CO2,导致土壤质量明显下降。长期施用氮肥可增强潮土硝化活性、增加氨氧化细菌的数量和多样性,且无机氮肥比有机氮肥影响更显著;但是,科学施用氮肥的前提是必须合理地添加磷肥,才能更好地促进潮土作物生长、减少氮素损失和提升土壤地力。对于缺磷的潮土,长期施用磷肥,尤其是平衡施肥使得作物对菌根真菌(AMF)依赖性下降,进而导致土壤中AMF多样性下降,更多的土壤养分分配给其他微生物,有利于潮土农田地力的可持续性。潮土中一种土著微生物Bacillus asahii对长期施用有机肥的响应最为显著,该物种需要2~4 a会成为潮土中优势微生物,其有着独特的生理特征和丰富的代谢多样性,能够加速和促进其他微生物对潮土有机质累积和磷素循环过程的作用,在作物生长和土壤地力中起到"领军性"的作用。以上认知加深了对长期施用有机肥提升华北平原潮土地力过程中微生物学机制的认识,有助于指导调控土壤微生物更好地服务农田生态系统。 展开更多
关键词 潮土 微生物 长期施肥 有机肥 磷肥 碳氮磷循环 BACILLUS asahii
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人工纳米材料对植物-微生物影响的研究进展 预览 被引量:5
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作者 曹际玲 林先贵 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-11,共11页
随着纳米科技的快速发展和纳米产品的广泛使用,人工纳米材料(ENMs)的环境生态效应研究逐渐成为国内外关注的热点。本文整合了ENMs的毒性机制,综述了ENMs对植物和微生物影响方面的研究进展。此外,鉴于植物与微生物之间存在的密切联系,... 随着纳米科技的快速发展和纳米产品的广泛使用,人工纳米材料(ENMs)的环境生态效应研究逐渐成为国内外关注的热点。本文整合了ENMs的毒性机制,综述了ENMs对植物和微生物影响方面的研究进展。此外,鉴于植物与微生物之间存在的密切联系,进一步概述了植物和微生物对ENMs生态效应的反馈作用,揭示了植物和微生物的相互作用可影响ENMs对植物-微生物体系的生态效应。因此,将植物-微生物以及土壤作为一个整体是全面评价ENMs生态效应的关键,也是未来研究的发展方向。最后分析了目前研究中方法和技术等方面中存在的不足,提出了以后研究中应关注的重点。 展开更多
关键词 纳米材料 植物 土壤微生物 生态效应 反馈作用
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菇菜套作对土壤微生物群落的影响 预览 被引量:6
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作者 陈敏 王军涛 +3 位作者 李晶 王俊华 林先贵 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期145-153,共9页
套作是防治连作障碍的有效方法之一,但是蔬菜和可食用菌之间的套作机理研究鲜见报道,尤其是其土壤微生物学机制。本研究建立菇菜套作体系,利用实时荧光定量PCR和PCR-DGGE技术研究土壤细菌和真菌群落的变化。结果表明,菇菜套作显著提高... 套作是防治连作障碍的有效方法之一,但是蔬菜和可食用菌之间的套作机理研究鲜见报道,尤其是其土壤微生物学机制。本研究建立菇菜套作体系,利用实时荧光定量PCR和PCR-DGGE技术研究土壤细菌和真菌群落的变化。结果表明,菇菜套作显著提高了番茄生物量,且其番茄果实产量最高,硝酸盐含量最低。与对照相比,菇菜套作下土壤细菌和真菌基因拷贝数量均无显著变化;DGGE指纹图谱表明,不同处理下的细菌群落无明显差异,但是菇菜套作下真菌群落结构发生了分异,主要表现为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和稻黑孢菌(Nigrospora oryzae)代表型条带的强度的下降。 展开更多
关键词 菇菜套作 土壤微生物 实时荧光定量PCR 变性梯度凝胶电泳(DGGE)
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我国8个典型水稻土中产甲烷古菌群落组成的空间分异特征 被引量:2
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作者 俎千惠 王保战 +3 位作者 郑燕 贾仲君 林先贵 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1397-1405,共9页
【目的】产甲烷古菌主导稻田甲烷生成,是稻田生态系统的模式微生物类群之一,具有重要的生态学意义。然而,水稻土产甲烷古菌群落组成的空间分异却鲜有报告。【方法】本研究沿20.55°N至47.43°N梯度,采集了我国不同纬度上8个典... 【目的】产甲烷古菌主导稻田甲烷生成,是稻田生态系统的模式微生物类群之一,具有重要的生态学意义。然而,水稻土产甲烷古菌群落组成的空间分异却鲜有报告。【方法】本研究沿20.55°N至47.43°N梯度,采集了我国不同纬度上8个典型水稻土,利用PCR-DGGE指纹图谱和系统发育树分析揭示不同地点水稻土中产甲烷古菌群落的组成;结合多个环境因子,利用生物信息学,典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)和维恩图(Venn diagram)明确产甲烷古菌的空间分异规律。【结果】研究发现p H值是驱动水稻土中产甲烷古菌群落组成分异的主要因子;此外,沿纬度梯度,8个地区的产甲烷古菌群落组成也呈现出规律性变化。【结论】本研究首次阐明了稻田中产甲烷古菌群落分布情况,并揭示其主要驱动因子。该认知不仅有助于我们更好地了解产甲烷古菌的生物地理学分布,还有助于从微生物学机制上阐明我国温度梯度带上有机质转化空间的差异。 展开更多
关键词 水稻土 产甲烷古菌 群落组成空间分异 PCR-DGGE指纹图谱 典范对应分析
微量热法在土壤微生物研究中的应用进展 预览 被引量:5
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作者 林先贵 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期535-540,共6页
一切生命过程都伴随着热效应。微量热法可对这些热效应进行精确的跟踪,并表征其过程。微量热法已广泛应用于医药、生化等研究领域,但在土壤微生物研究中却鲜有应用。本文简要介绍微量热法的原理和实验方法,综述其在土壤微生物研究中... 一切生命过程都伴随着热效应。微量热法可对这些热效应进行精确的跟踪,并表征其过程。微量热法已广泛应用于医药、生化等研究领域,但在土壤微生物研究中却鲜有应用。本文简要介绍微量热法的原理和实验方法,综述其在土壤微生物研究中的应用现状井展望其应用前景,以期为土壤微生物研究提供新的思路和技术。 展开更多
关键词 微量热法 土壤微生物:代谢活性
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近地层臭氧浓度升高对稻麦轮作农田土壤生物学特性的影响 预览 被引量:2
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作者 余永昌 林先贵 +3 位作者 张晶 李全胜 朱建国 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期450-455,共6页
利用中国臭氧FACE(free-air O3concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高)试验平台,通过对稻麦轮作农田土壤微生物生物量碳、土壤脱氢酶、蔗糖转化酶活性的测定,研究了近地层臭氧浓度升高条件下,2009年和2010年两年土壤生物... 利用中国臭氧FACE(free-air O3concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高)试验平台,通过对稻麦轮作农田土壤微生物生物量碳、土壤脱氢酶、蔗糖转化酶活性的测定,研究了近地层臭氧浓度升高条件下,2009年和2010年两年土壤生物学特性的响应。结果发现,1.5倍环境臭氧浓度下(≈70 nmol/mol),土壤微生物生物量碳有上升趋势,土壤脱氢酶和蔗糖转化酶活性显著增强(P〈0.05)。土壤微生物对土壤碳源利用能力增强和数量的增加势必会加快土壤有机质的分解和周转,以致在大气臭氧浓度升高的一定阶段内可能会增大稻麦轮作农田温室气体的排放。 展开更多
关键词 臭氧浓度升高 土壤微生物生物量碳 脱氢酶 蔗糖转化酶
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紫色非硫细菌固体石蜡双层平板培养法 被引量:3
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作者 林先贵 王一明 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1435-1442,共8页
紫色非硫细菌是一类不产氧光合细菌,具有重要的生态学意义和应用价值。建立固体石蜡双层平板法,与传统的培养法相比较,发现该方法可以更方便、更快捷地计数和分离紫色非硫细菌。结合分子生物学技术,将该方法应用于水稻土紫色非硫细菌的... 紫色非硫细菌是一类不产氧光合细菌,具有重要的生态学意义和应用价值。建立固体石蜡双层平板法,与传统的培养法相比较,发现该方法可以更方便、更快捷地计数和分离紫色非硫细菌。结合分子生物学技术,将该方法应用于水稻土紫色非硫细菌的研究,发现以甲酸为碳源的固体石蜡双层平板法可以很好地对环境中可培养的紫色非硫细菌多样性进行研究。该方法的建立将更有助于紫色非硫细菌的研究。 展开更多
关键词 紫色非硫细菌 可培养方法 水稻土
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