江西龙宫洞不同季节土壤微生物群落结构比较

采用非培养法和传统培养法相结合,利用Illumina 高通量测序技术对江西省九江市彭泽县龙宫洞微生物的16S rDNA 和ITS相关区域进行测序及生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR(qPCR)对洞穴土壤中细菌和真菌含量进行绝对定量,探究不同季节对洞穴土壤微生物群落结构的影响,同时观察相应可培养微生物分布情况.结果表明:随着季节的变化,洞穴土壤的理化性质发生改变,继而引起土壤菌群结构的改变,其中土壤含水率是影响菌群结构的重要因素之一; 利用高通量测序技术获得非培养微生物的群落分布,根据其基因组信息,调整培养条件将可能有助于实现未培养微生物的可培养化.     

烟叶表面微生物类群两种检测方法的比较研究

为研究克隆文库法和高通量测序两种方法对烟叶表面微生物类群的检测效果,确定检测烟叶表面微生物多样性的最优方法,检测了基于细菌16S rDNA和真菌ITS区域的烤烟表面微生物类群的多样性.结果显示,高通量测序得到的序列数量比克隆文库法多,两种方法检测到细菌的OTU数目相近,但高通量检测的真菌OTU数目较多;稀疏曲线显示高通量测序的数据饱和度更高;预计的群落多样性(Chao1指数和Ace指数)克隆文库法均高于高通量测序法,实际的群落多样性(Simpson指数和Shannon指数)表明克隆文库法检测的细菌多样性略高,而高通量测序检测的真菌多样性略高;在检测到的细菌和真菌种类上,高通量测序略多于克隆文库法,两种方法检测的细菌优势类群基本一致,为假单胞菌属、不动杆菌属和鞘氨醇单胞菌属,但真菌类群相差较大,且高通量测序检测到大量新的真菌序列.总体上,高通量测序方法具有通量大、产出数据多的优势,可更全面、更准确地反映烟叶表面微生物群落结构.     

泥河湾藉箕滩遗址土壤微生物的分离与系统发育分析

采用平板稀释涂布法从泥河湾藉箕滩遗址土壤中分离微生物,结合菌株形态特征、生理生化特征及分子鉴定方法对分离到的微生物进行鉴定,以确定泥河湾藉箕滩遗址不同深度土层中微生物物种分布,为详细了解遗址土壤微生物物种多样性提供依据.结果表明:共分离鉴定到96株细菌、34株放线菌、15株真菌.根据同源性比对及构建系统发育进化树,确定细菌归属于芽孢杆菌属和短波单胞菌属;放线菌归属链霉菌属;真菌归属青霉属、曲霉属、被孢霉属和盐单胞菌藻.NHWB 1047,NHWA 1017,NHWF 1002等菌株与已知菌种相似度低于97%,可能为潜在新种.本研究首次从泥河湾藉箕滩遗址不同深度土层中分离鉴定微生物,是泥河湾考古研究的重要组成部分,为进一步了解史前时代生态环境提供了科学依据.     

稻蟹生态种养对水稻根际微生物区系的影响

稻蟹生态种养模式以水稻生产为主体,同时适量放养蟹苗,在取得显著经济效益的同时,亦能改善稻田生态系统环境。本研究以水稻不同生育期根际土壤为研究对象,采用平板计数法和MPN法研究稻蟹生态种养对水稻根际微生物区系及主要生理类群细菌的影响。结果表明:水稻各生育期根际土壤微生物均以细菌为主要类群,全生育期内稻蟹种养生产田细菌、真菌、放线菌总量分别为为常规稻田的1.65,0.48,1.00倍;稻蟹种养生产田氨化细菌、反硝化细菌、嫌气性纤维素分解菌、好气性自生固氮菌、亚硝酸细菌分别是常规稻田的9.28,6.44,5.22,3.65,3.00倍;稻蟹种养生产田主要微生物物种增加,改变了微生物多样性格局,细菌多样性指数最高出现的时间提早出现20 d。     

含铀凋落物腐解前后微生物群落结构特征及多样性分析

采集含铀凋落物腐解前后土壤样本,通过Illumina Miseq高通量测序技术研究腐解前后土壤微生物的多样性及群落结构,解析含铀凋落物腐解前后土壤微生物群落结构特征及其变化规律,为发掘潜在含铀生物质降解菌种提供理论基础。通过高通量测序,分别获得158 781条细菌和242 198条真菌的有效序列,菌群Alpha分析显示,腐解后细菌的多样性和丰富度增加,真菌的多样性和丰富度减少。通过微生物群落结构解析,发现腐解前后门水平上始终存在的优势菌群,细菌中为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);真菌中为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、unclassified_Fungi和被孢囊门(Mortierellomycota)。结果表明,含铀凋落物腐解后,凋落物内的铀被释放到土壤中,改变了土壤微生物群落结构。腐解后土壤中可识别的优势菌群功能主要集中在对纤维素、半纤维素、木质素的降解和铀的浸出。热酸菌属(Acidothermus)和软盘菌属(Mollisia)可能是降解凋落物和浸出铀较好的微生物组合。     

济南市护城河代表性区段底泥中细菌菌群分析

对济南市护城河(解放阁)水质及底泥沉积物中细菌菌群进行检测分析。水质理化指标的检测按照国家标准进行;用平板计数法检测河底淤泥中的细菌数量;用MPN法检测肠道菌群及硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌的数量;用16S r DNA部分测序技术对可培养细菌进行分类分析;用高通量测序技术(V4区)对细菌菌群的多样性进行分析。水质理化指标的检测结果表明:护城河水质整体良好。基于微生物培养技术的细菌菌群分析结果表明:底泥中存在较低数量的大肠菌群,硝化细菌和亚硝化细菌数量接近,反硝化细菌数量较高。可培养细菌中还存在多种水生细菌和其它土壤细菌,其中芽孢菌是最常见的分离菌。高通量分析结果表明:护城河底泥中的细菌具很高的多样性,如在属的分类水平上有548个单元,在科的分类水平上有392个单元。研究结果表明:高通量测序技术能提供在不同分类水平上菌群多样性的全貌,信息丰富,但难以提供细菌类群的详细信息,如不能得到种的信息,也不能得到大部分属的信息(因为大部分属至今还没有被正式命名)。而传统的培养方法可以简便地分析特定菌群的数量,还能给出像大肠菌群数量、硝化细菌数量、病原菌的种类及数量等重要信息。因此,高通量测序技术和传统细菌培养方法相结合可弥补各自的局限性,为环境样本中微生物多样性分析提供更加全面和详尽的信息。     

环境微生物组多样性及功能研究进展

快速发展的测序技术和各种高通量手段使我们能够深入探索环境微生物的多样性及其功能。本文中提及的环境微生物组(environmental microbiome)界定为特定环境中所有微生物基因组的集合。环境微生物组研究的主要目的是解读特定环境中微生物的多样性、结构、功能、相互作用和进化,以及它们与环境因子和生态系统功能之间的关系等。本文重点关注土壤、水体及空气中的微生物组研究,回顾了目前的高通量测序技术和主要的环境微生物组学数据分析工具,然后综述了不同的生态环境中微生物组研究的主要的进展,最后,提出了环境微生物组研究中的关键科学问题,并突出了在未来环境微生物组研究中微生物功能和生态机制的重要性。     

铬渣堆放场中金属铬对周边土壤微生物毒性效应

通过野外调查和采样分析,采用传统微生物平板培养方法,研究某铁合金厂区铬渣堆放场及周边土壤铬污染情况及其金属铬对土壤微生物数量和多样性的影响.结果表明:厂区内铬渣堆放场和厂外农业用地土壤总铬平均含量分别超过中国土壤环境质量二级标准的396%和173%,分别是对照区的17倍和9倍.厂区铬渣堆放场水溶性六价铬平均含量是对照区的67倍.随着铬污染程度的增加,土壤中3大类微生物细菌、真菌、放线菌均受到一定程度抑制,其中,对照区微生物总的数量分别是厂外污染区、厂内污染区的16倍和3倍,厂外污染区微牛物总的数量是厂内污染区的5倍.厂区内铬渣堆放场旁土壤细菌、真菌和放线菌数量比对照区分别下降94%,82%和79%.厂区内铬渣堆放场旁土壤3大类微生物物种多样性最低.3种微生物相比,对重金属Cr的敏感程度由大至小依次是细菌,真菌和放线菌.     

土壤细菌和真菌群落的物种续存模式对扰动的响应

通过研究物种存活概率和局域多度间的关系, 对微生物群落动态是否符合中性假说进行检验. 使用野外采集的土壤进行土壤微宇宙实验,微宇宙经受了稀释扰动,剔除一些非常稀有的物种. 微宇宙经过恢复培养后, 用454高通量焦磷酸测序方法分别对土壤细菌16SrRNA 基因和真菌18SrRNA 基因进行测序, 检测多度≥1的物种, 从而探究细菌和真菌物种组成相对于源土壤发生的变化. 结果发现: 恢复生长过程中细菌和真菌物种丰富度都显著降低(>50%); 受到扰动的微宇宙恢复生长以后, 土壤细菌和真菌物种存活概率与其在源土壤中的初始相对多度之间呈正相关, 这个结果符合中性假说的预测,即最初多度较高的物种平均灭绝概率较低.      

秸秆还田对半干旱区玉米农田土壤细菌群落结构的影响

为探明吉林省西部半干旱区不同秸秆还田方式对玉米农田土壤细菌多样性及群落结构的影响,采用Illumina Mesiq高通量测序方法,分析比较了传统耕作(CK-NT)与免耕+秸秆覆盖(CS)、旋耕+秸秆还田(RS)以及覆盖-旋耕轮耕(CRS)模式下,农田土壤中微生物群落多样性及群落分布规律,并研究了其与土壤化学性质以及酶活等关键环境因子间的相关性.结果表明:免耕+秸秆覆盖、旋耕+秸秆还田两种耕作模式可提高土壤中氮、磷、钾以及有机质含量并降低了土壤pH,有效地提高Rhodanobacteraceae,Saccharimonadales,Solibacteraceae,Blastocatellaceae的种群丰度;pH,速钾、全氮、有机质含量以及土壤脲酶是细菌群落结构发生变化的主要驱动因子(P<0.01).     

榨菜根肿病常发地根际土壤微生物群落特征研究

系统研究和分析榨菜根肿病常发地发病植株与健康植株土壤微生物群落的结构特征,解析其与榨菜根肿病发生的关系,以期为调控根际微生态防控榨菜根肿病提供理论依据.采用细菌16 S rDNA和真菌ITS高通量测序技术,对榨菜根肿病病株和健株根际土壤微生物群落结构和组成进行分析;利用随机矩阵方法建立病株和健株两组样本土壤微生物群落的...     

纸表微生物的简易模型与DNA提取方法评价

微生物是造成古籍善本和纸质档案损伤的主要原因之一,近年来不依赖于实验室培养的高通量测序成为研究纸表微生物的常用方法.但是纸表微生物的含量往往偏低,DNA提取常依赖于昂贵的进口试剂盒,成本过高.本文首先构建了一个标准的纸表微生物体系,用传统棉签擦拭法获取该纸表微生物样品,再利用改良的化学法、机械破壁法、酶消解法3种方式提取样品中微生物总DNA并比较其浓度与纯度,最后利用PCR扩增验证提取效果.结果表明,酶消解法提取所得浓度最高,化学法次之,机械法最低,但DNA纯度正好相反.经PCR验证,化学法的扩增效果较好.综合上述指标,改良的化学法更适宜提取纸表微生物样品中的总DNA.     

人工构建微生物组对制革废水的氨氮去除及微生物组的对比变化分析

为探究复合人工微生物组对制革废水处理体系中微生物群落的影响,在传统的厌氧/好氧(A/O)污水处理工艺处理制革废水的基础上,投加微生物复合菌形成人工微生物组。利用复合人工微生物组强化废水处理,应用高通量测序技术测定各样品中的细菌16S rRNA V3-V4变异区序列,并对测序数据进行生物信息学分析、Alpha多样性分析以及物种组成分析。结果表明,投加微生物组后,化学需氧量(COD)和氨氮的处理效果得到提升,COD的去除率约为82.60%,氨氮的去除率约为99.47%。高通量测序结果表明,人工投加微生物组使得活性污泥中微生物群落丰度以及多样性提高,污染物降解功能菌占比有所提升,陶厄氏菌属(Thauera)成为其最主要的优势菌属。复合人工微生物组的投加对强化制革废水处理系统有一定潜力。     

高通量荧光pH传感器测定β-内酰胺酶活力研究

近年来,高通量分析方法研究活跃[1,2].采用共价偶合及溶胶凝胶法,在聚苯乙烯96孔板中原位研制高通量荧光pH传感器该传感器对pH变化响应快,从pH7.0变到pH4.0所需时间约2 min;荧光强度变化幅度大,从pH4.0变到pH7.0,荧光强度增大约7倍(见图1).传感器使用40 d后,荧光强度偏差在10%以内.     

胡枝子复垦对德兴铜矿尾砂细菌群落的影响

有色金属矿产开采活动引发诸多环境问题,生态修复已成为矿区可持续发展的重要措施之一,土壤微生物可作为评价生态恢复进程的敏感因子。本研究以江西省德兴铜矿1号尾砂库胡枝子修复区作为对象,采用16S微生物高通量测序和PICRUSt功能基因预测技术分析胡枝子复垦土壤区细菌群落结构、功能组成以及微生物多样性。结果表明,胡枝子复垦区细菌群落由酸杆菌门Acidobacteria、变形菌门Proteobacteria、绿弯菌门Chloroflexi和放线菌门Actinobacteria主导,与未复垦区相比微生物多样性显著升高,并且变形菌门Proteobac-teria、拟杆菌门Bacteroidetes等功能菌群丰度增加显著。胡枝子的直接复垦还改变了细菌群落的功能组成,显著提升信号传导(Signal transduction)和细胞通讯(Cell Communication)等功能基因丰度。亚热带酸性尾矿胡枝子直接复垦对土壤生物学质量具有积极的影响,是一项有效的矿区废弃地生态修复方式。     

广西北部湾局部海域海洋沉积物细菌多样性及生物活性评估

为有效探究海洋新型天然微生物资源,本研究以广西北部湾局部海域海洋沉积物样品为研究对象,采用高通量测序技术和纯培养分离方法分析海洋沉积物样品中细菌群落组成及多样性,利用双层琼脂扩散法检测纯培养菌株的抗菌活性,通过PCR扩增法筛选基因组中含有7种功能基因的阳性菌株。高通量测序结果显示：海洋沉积物中检测到1407个操作分类单元（Operational Taxonomic Units,OTUs）;在门水平上,变形菌门（Proteobacteria）的物种丰度最高,其次是厚壁菌门（Firmicutes）和酸杆菌门（Acidobacteria）。纯培养分离纯化鉴定出278株菌,分布在3门5纲16目24科31属,其中YIM 150853为1个潜在新分离单元。生物活性评估实验表明,76.34%的纯培养菌株至少对1种指示菌有抑制作用,其中链霉菌YIM 150601、YIM 150634抑菌谱广、抑菌活性强,放线菌的功能基因检出率高于非放线菌。广西北部湾局部海域海洋沉积物中蕴藏着丰富的细菌资源,纯培养菌株具有抗菌及合成生物活性产物的潜力,是开发新型天然产物的新菌源。     

南极利奇菲尔德岛土壤微生物多样性的初步分析

为探索南极土壤微生物的多样性,本研究以对中国第31次南极科学考察采集的利奇菲尔德岛的不同地理位置的3份土壤样本作为研究对象,基于Illumina NovaSeq测序平台对其进行宏基因组高通量测序,经生物信息学分析,结合MetaPhlAn2、GraPhlAn等分析方法将测序数据精确定位至微生物中属或种的水平,鉴定共获得来自8门11纲20目27科35属38种的微生物序列.样本间微生物丰度差异较大,其中S14样本的优势菌属是颗粒菌属(Granulicella); S16样本的优势菌属是罗思河小杆菌属(Rhodanobacter); S22样本的优势菌种是白色念珠菌(Candida albicans).研究结果对南极土壤微生物资源的利用、开发与保护具有重要意义.     

在不同稻渔共作模式下中小型土壤动物群落特征研究

为研究不同稻渔共作模式对中小型土壤动物群落的影响,该文选择江西省抚州市水稻原种场进行对比试验,试验设置稻-鳅、稻-虾、稻-鱼、稻-蛙、对照(传统稻作)5种处理.结果表明:等节跳科、毛蚊科、蠓科和摇蚊科为研究区中小型土壤动物优势类群,占总数的77.36%; 稻渔共作模式的中小型土壤动物个体数、类群数、多样性指数均高于传统稻作模式,稻渔共作模式(除稻-鱼模式外)的中小型土壤动物丰富度指数均高于传统稻作模式.与传统稻作模式相比,稻渔共作模式更有利于中小型土壤动物个体数与类群数的增加和土壤动物的多样性提高.在不同稻渔共作模式中,稻-虾模式的中小型土壤动物个体数、类群数、多样性指数、丰富度指数均为最高,且个体数、类群数、多样性指数和丰富度指数都与稻-蛙模式形成显著差异,多样性指数亦显著高于稻-鱼模式.因此,稻-虾模式对土壤动物群落的发展最为有利.     

基于高通量测序对四川怀远特色发酵食品微生物群落结构分析

为了研究四川怀远特色传统发酵食品的微生物多样性,利用Illumina HiSeq 2500高通量测序平台,对当地豆腐帘子和冻糕的微生物群落结构进行了系统分析.结果表明,豆腐帘子的菌群主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)和担子菌门(Basidiomycota),检测出40个细菌属和21个真菌属,主要优势微生物是Acinetobacter和Trichosporon.冻糕的菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes)和子囊菌门(Ascomycota),检测出36个细菌属和23个真菌属,主要优势微生物是Lactobacillus和Kazachstania.     

鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤微生物群落结构分析

为探究鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤微生物群落结构,该文以鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤为研究对象,采取0～15 cm、15～30 cm及30～45 cm深度的土壤,采用Illumina HiSeq高通量测序技术,研究不同深度土壤群落结构及其影响因素.研究结果表明：不同深度土壤样品理化性质和酶活性存在显著差异,随土壤深度的增加呈降低趋势.Pearson相关分析表明鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤理化性质与土壤酶活性之间存在不同程度的相关性.高通量测序结果表明不同深度土壤细菌和真菌群落微生物丰富度及多样性未达到在统计学意义上的差异显著水平(P>0.05),土壤古菌群落微生物多样性随土壤深度的增加而增加.在苔草植被根际土壤中共检测到41个细菌门类,其中变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和硝化螺旋菌门为优势菌门;检测到8个真菌门类,其中子囊菌门、担子菌门和罗兹菌门为优势菌门;检测到10个古菌门类,其中广古菌门、泉古菌门、奇古菌门为优势菌门.冗余分析表明：土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量是影响细菌群落的主要环境因子;土壤有机质、全氮、有效磷和碱解氮含量是影响真菌群落的主要环境因子;土壤有机质、...