北京市白河湿地香蒲根际土壤细菌多样性

以北京市白河再生水补水口人工湿地香蒲(Typha angustata)根际土壤为研究对象,采用LB、R2A和YG培养基分离培养法,研究香蒲根际可培养细菌群落在不同培养基条件下的群落结构差异及优势菌属。结果表明,由R2A培养基分离培养的香蒲根际细菌群落丰度(4门,20菌属,82株菌株)最高,其次为由LB培养基分离培养的细菌群落丰度(3门,16菌属,118株菌株),由YG培养基分离培养的细菌群落丰度(2门,8菌属,24株菌株)最低;从3种培养基优势类群组成结构看,香蒲根际细菌主要包括变形菌门γ亚群(87.66%)、变形菌门β亚群(6.17%)、厚壁菌门(5.29%)和拟杆菌门(0.88%),其中,不动杆菌属(Acinetobacter)为最优势属,其次为拉乌尔菌属(Raoultella)、假单胞菌属(Pseudomonas)和克雷伯氏菌属(Klebsiella);R2A培养基细菌群落的Shannon-Wiener指数和Margalef指数最高,分别为2.23和1.87,其次为LB培养基细菌群落的两种指标,分别为1.75和4.13,YG培养基细菌群落的两种指标最低,分别为3.14和1.52;YG培养基细菌群落的Pielou指数最高(83.44%);从不同培养基优势菌属功能分析结果来看,从LB培养基中获得参与氮循环和碳循环的优势菌属菌株(各为19株)最多;从R2A培养基中分离培养的降解有机污染物的优势菌属菌株(8株)最多;从YG培养基中分离获得的抑制病原菌菌株(8株)最多。     

古尔班通古特沙漠地衣结皮中可培养细菌多样性初探

为了解古尔班通古特沙漠优势结皮类型--地衣结皮中可培养细菌的多样性,利用3种培养基经稀释涂布和划线分离得到18株纯培养菌株。对分离的所有菌株提取基因组DNA,利用细菌通用引物扩增得到16S rDNA的序列并测序。结果表明：（1）基于Ribosomal Database Project (RDP)在线归类分析,18株菌可初步归为3门3纲3目6科6属,未见新属,未分离到固氮菌属（Azotobacter）。其中,6株归为变形菌门(Proteobacteria)、6株属于放线菌门(Actinobacteria)、6株属于厚壁菌门 (Firmicutes); 不动杆菌属（Acinetobacter）、链霉菌属（Streptomyces）、芽孢杆菌属（Bacillus）为优势属,分别占分离菌株数的33%、28%、22%。（2）在EzTaxon-e数据库中对各菌株序列进行进一步的BLAST同源性分析表明,18株菌可进一步归为14个OTUs（Operational Taxonomic Unit）,未见疑似新种（同源性均>97%）,其中链霉菌属OTU比例最高（35.71%）,依次为不动杆菌属和芽孢杆菌属（二者均为21.43%）。（3）古尔班通古特沙漠地衣结皮中的可培养细菌Shannon-Wiener多样性指数为2.5532,均匀度指数为0.9675。（4）上述可培养细菌在生物土壤结皮中具有固沙、加速矿化、生防等多重生态潜能。     

塔吉克斯坦哈特隆州土壤可培养细菌多样性分析

采用纯培养、结合核糖体DNA扩增片段限制性酶切分析(16S r DNA PCR-RFLP)、RepPCR及16S r DNA序列测定和系统发育分析方法研究塔吉克斯坦哈特隆州土壤可培养细菌群落结构和种群多样性。从哈特隆州的农田、天然草地、林地及荒漠土壤中分离获得110个菌株,分布在厚壁菌门(Firmicutes)(80.9%)、变形杆菌门(Proteobacteria)(17.2%)和放线菌门(Actinobacteria)(1.85%)三个类群中,归属于芽孢杆菌(Bacillus)、寡养单胞菌(Stenotrophomonas)、短杆菌(Brevibacterium)、节杆菌(Arthrobacter)、棍状杆菌(Clavibacter)、短波单胞菌(Brevundimonas)、贪食菌(Variovorax)、假单胞杆菌(Pseudomonas)、芽孢八叠球菌(Sporosarcina)、赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus)、无色杆菌属(Achromobacter)和Rheinheimera共12个属中。其中Bacillus(71.8%)为该地区土壤可培养细菌绝对优势种群,Pseudomonas(10.9%)为次优势种群。对优势种群Bacillus的Rep-PCR基因组指纹图分析表明,63株分离物有17种不同的多态性指纹图谱,具有较为丰富的多样性特征。不同样地土壤中可培养细菌的种群分布、结构组成及多样性存在明显差异,与土壤环境密切相关。Shannon多样性指数、Simpson优势度和Pielou均匀度指数与土壤有机质、全氮、碱解氮及含水量呈显著正相关(p0.05)。土壤速效钾含量也是显著影响细菌Shannon多样性、Simpson优势度的重要因素。研究不仅为后期功能菌株的筛选提供了基础,也为塔国不同土地利用方式下土壤环境评价提供了依据。     

南极欺骗岛土壤细菌群落结构和多样性分析

采用基于16S r DNA克隆文库的非培养方法和传统培养方法相结合的手段,对南极欺骗岛土壤细菌群落结构及多样性进行了初步分析。对来自16S r DNA克隆文库的118个阳性克隆进行测序和序列比对,结果显示细菌来自放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)3大门的39个操作分离单元(OTU),其中优势菌群为放线菌门和变形杆菌门,分别占65.25%和28.81%。放线菌门的主要优势属为鱼孢菌属(Sporichthya)、类诺卡式氏菌属(Nocardioides)、束缚菌属(Conexibacter)、Gaiella和节杆菌属(Arthrobacter)。变形杆菌门的主要优势属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、硫杆菌属(Thiobacillus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和热单胞菌属(Thermomonas)。采用6种培养基对细菌进行培养和分离,共得到57株菌,来自放线菌门、变形杆菌门、拟杆菌门和厚壁菌门4大门的13个OTU,其中优势菌群为放线菌门和变形杆菌门,分别占57.89%和31.58%。优势属是放线菌门的节杆菌属(Arthrobacter)、雷夫松氏菌属(Leifsonia)和变形杆菌门的假单胞菌属(Pseudomonas)。本论文为研究欺骗岛土壤细菌多样性以及有益菌种资源的开发和利用奠定了基础。     

河西走廊黑戈壁生态系统中可培养细菌分布特征及抗辐射活性

黑戈壁区域具有干旱、强辐射等极端环境条件,鲜有人类踪迹,相关生物学研究报道较少,其中微生物研究未见报道。本研究首次针对黑戈壁生态系统中微生物分布特征开展研究,对河西走廊黑戈壁生态系统中不同生境土壤样品进行可培养细菌分离。结果表明：河西走廊黑戈壁生态系统中每克土壤可培养细菌数量（CFU）为2.3×10⁴~1.49×10⁶,不同生境土壤的可培养细菌具有明显差异,可培养细菌主要富集于石下生境,黑戈壁中砾石下为微生物提供了相对较适宜的生境;土壤总碳是影响黑戈壁土壤细菌数量的主要因素。结合16 S rRNA基因序列比对,分析共鉴定可培养细菌118株菌株,菌株主要归类于放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和异常球菌-栖热门(Deinococcus-Thermus)4个类群,其中放线菌门和厚壁菌门是优势门;芽孢杆菌属（Bacillus）、链霉菌属（Streptomyces）是优势属,10株细菌菌株为潜在新种。从分离菌株中筛选出了多株抗辐射活性较高的菌株,其中7株活性显著高于阳性对照耐辐射奇球菌（Deinocccus radiodurans）,为进一步筛选研究细菌抗辐射机制及抗辐射活性物质提供菌株资源。     

白令海北部表层沉积物中细菌多样性的研究

提取白令海表层沉积物样品总DNA,构建沉积物中的细菌16SrDNA文库,通过RFLP酶切分型与序列测定,进行沉积物中的细菌多样性及系统发育分析。结果表明,该沉积物中细菌多样性丰富,获得的125条序列归属于10个细菌类群,包括占据优势地位的变形细菌(Pro-teobacteria,49.6%)、酸杆菌门(Acidobacteria,20.8%),以及拟杆菌门(Bacteroidetes,6.4%)、放线菌门(Actinobacteria,5.6%)、浮霉菌门(Planctomycetes,5.6%)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae,4%)、疣微菌门(Verrucomicrobia,2.4%)、绿弯菌门(Chloroflexi,1.6%)、纤维杆菌门(Fibrobacteres,0.8%)、螺旋体(Spirochaetes,0.8%)。此外,还有一部分分类地位尚不明确的细菌(2.4%)。而在变形细菌中,δ、γ亚群为其中的优势类群。     

塔里木河下游胡杨根际土壤细菌群落多样性分析

采用高通量测序技术,对塔里木河下游不同生长时期(幼龄期、中壮期、过熟期、衰亡期)胡杨根际土壤细菌进行测序,结合典范对应分析(CCA)与Spearman相关性分析,探讨细菌群落组成与环境因子的相关性。结果表明:(1)土壤样品共获得7287个操作分类单元(OTUs),经过对比鉴定共得到73门,165纲,339目,454科,651属和205种。(2)胡杨根际土壤细菌群落丰富度和多样性随生长时期表现为先增加后降低的趋势,而不同生长时期间无显著差异。(3)胡杨根际细菌群落主要的优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、unidentified_Bacteria、Halobacterota,优势细菌属为海杆菌属(Marinobacter)、嗜盐单胞菌属(Halomonas)、Woeseia,相较于门分类学水平,细菌群落组成在属水平上存在较大差异,不同生长时期胡杨根际细菌群落的优势菌属不同。(4)不同生长时期胡杨根际土壤细菌群落组成可分为两大类,中壮期与衰亡期的土壤样品聚为一类,幼龄期与过熟期的土壤样品聚为一类。(5)CCA分析表明土壤含水量、全钾、总盐、pH是显著影响胡杨根际土壤细菌群落组成的环境因子(P0.05)。研究结果为丰富干旱区根际微生物的研究、探讨干旱区植物-微生物之间的相互作用提供科学依据。     

黄河三角洲湿地土壤中功能微生物群落的结构特征和影响因素研究进展北大核心CSCD

黄河三角洲湿地拥有丰富的微生物资源,明确该湿地的功能微生物群落结构特征及其驱动因素,对黄河三角洲湿地环境保护与土壤微生物资源的合理开发与利用具有重要意义。概述了参与黄河三角洲湿地土壤地球化学循环的功能微生物群落的组成,总结了土壤含盐量、土壤深度、植物类型、水淹状况和湿地类型等因素对微生物群落结构的影响。综述结果表明,黄河三角洲湿地土壤中亚硝基菌属(Nitrososphaeria)和根瘤菌属(Rhizobium)微生物介导的氮循环、真菌、固碳细菌、甲烷氧化细菌和产甲烷菌介导的碳循环、解磷菌和丛枝菌根真菌介导的磷循环、delta-变形菌纲下的硫酸盐还原菌介导的硫循环,在区域地球化学循环和污染物降解中起到重要作用;子囊菌门、变形杆菌门、厚壁菌门和放线菌门微生物是功能微生物群落的优势耐盐微生物;通过分析黄河三角洲湿地土壤中与污染物降解相关的功能微生物,对利用土著植物和耐盐微生物构建被污染土壤的原位生物修复系统进行了展望,以期从微生物角度为黄河三角洲湿地的保护和生态修复提供参考依据。     

基于分离培养方法的香蒲根内生细菌多样性

为了探究湿地植物香蒲(Typha orientalis)根内生细菌在不同培养基环境下组成多样性与生态学意义,以北京市密云段白河人工湿地香蒲根为研究对象,采用LB培养基、R2A培养基、YG培养基联合的分离培养方法,研究香蒲根内生可培养细菌群落及其在不同培养基环境下群落结构及功能特征差异。研究结果显示,从不同培养基细菌群落丰富度看,LB培养基(152株有效菌株,12个菌属,29个菌种)分离的香蒲根内生细菌效果相对较好,R2A培养基(68株菌株,9个菌属,23个菌种)和YG培养基(85株菌株,10个菌属,19个菌属)分离的内生细菌效果相差不大。从不同培养基优势类群组成结构看,从3种培养基中分离的内生细菌都属于g-变形菌纲(Gammaproteobacteria)类群,并且在LB培养基、R2A培养基和YG培养基中最优势属分别为假单胞菌属(Pseudomonas)(47株)、拉恩氏菌属(Rahnella)(17株)和拉恩氏菌属(34株)。从不同培养基分离的菌株功能特征,在LB培养基中,参与除碳(3.95%)、重金属(15.13%)和有机污染物(8.55%)的菌株所占比例最高;在R2A培养基中,参与除磷(10.29%)的菌株所占比例最高;在YG培养基中,参与除氮(76.47%)的菌株所占比例最高;同时,分别在YG培养基(10.59%)和R2A培养基(13.24%)中分离到较多的抑制病原菌的菌株和致病菌。     

芦苇根际沉积物中溶解性有机物组成及其与铁还原菌关系的实验研究

2019年4月6日至7月4日,在湖南大学环境学院天台大棚中,利用采集到的东洞庭湖洲滩沉积物,种植芦苇(Phragmites australis),在淹水(沉积物表面淹水深度为2 cm)和未淹水(沉积物表面未淹水,其含水量为70%)条件下,开展实验。在实验第30天、第60天和第90天,在花盆中采集沉积物样品,利用傅立叶红外光谱分析技术,研究沉积物样品的溶解性有机物的组成,分析沉积物中铁还原菌的丰度与溶解性有机物的关系。研究结果表明,在实验的90 d中,与天然沉积物相比,芦苇根际沉积物中溶解性有机物的羟基官能团含量减小,羧基官能团含量增大;在实验第30天和第60天,与非根际沉积物相比,芦苇根际沉积物中有机质官能团的积累量更高,而在实验第90天规律相反;沉积物中芽孢杆菌属(Bacillus)、梭菌属(Clostridium)的相对丰度低于厌氧粘细菌属(Anaeromyxobacter)、地杆菌属(Geobacter);溶解性有机物中官能团含量受培养时间、淹水条件和根际环境影响;对溶解性有机物中官能团特征造成主要影响的是发酵铁还原菌。     

北极斯瓦尔巴群岛冰川流域可培养细菌的系统发育多样性及固氮菌初步研究

从北极斯瓦尔巴群岛冰川流域的上、中、下游采集了5种代表性土壤和冰川融水样品(MT、AT、TN、BT、MS),采用常规LB和严格无氮培养基低温培养方法,对其中的可培养细菌和潜在固氮细菌进行了总菌计数以及菌株的富集、分离与纯化。经菌落菌体形态观察、16S r RNA基因初步测序排重、固氮基因nif H的PCR检测,分别选取48株可培养分离细菌和31株潜在固氮菌进行了基于16S r RNA基因全序列测定的系统发育分析。目的是初步了解该特殊生境中可培养细菌(包括潜在固氮菌)的多样性及其分布状况,为进一步研究它们在此生境中的生态功能奠定基础。实验结果表明,可培养细菌在5个采集样品中的总菌数为BTTNATMT=MS,严格无氮培养基分离菌总菌数为BTATMTTNMS。48株可培养代表菌分属于Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes 4个门的7纲、14属之中,它们在5个样品中的多样性程度为BT(6纲、6属)MT(4纲、6属)AT、MS(均为3纲、3属)TN(2纲、3属),优势菌群主要分布在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属(20.8%,集中在AT、BT、MS样品中)和β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属(35.4%,集中在MS样品中),表现出一定程度的系统发育多样性。潜在固氮菌实验结果表明,能在严格无氮培养基上生长且可检测到nif H的31株代表菌具有极为单一的系统发育多样性。其中90.32%菌株集中在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属,仅在MT和MS样品中有3株菌分布在α-proteobacteria纲的Rhizobium属、β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属和Actinobacteria纲的Arthrobacter属,它们与分离自其他极端环境的相关标准菌株具有高度16S r RNA基因同源性。另外,本实验还发现有8株菌的16S r RNA基因序列与相关标准菌株的相似度低于98.50%,推测它们具有成为该特殊生境下新种的潜质。     

南极普里兹湾可培养浮游细菌群落结构研究

针对南极普里兹湾内达恩利角附近海域的3个测站共12份海水样品,采用寡营养培养基分离培养极地浮游细菌,通过PCR方法获取其中95株细菌的16S rRNA基因序列。序列分析结果表明,分离获得的95株细菌分属α-变形杆菌纲(Alphaproteobactia)、γ-变形杆菌纲(Gammaproteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)3个类群下的35个不同分类单元,其中α-变形杆菌纲为优势细菌,在不同水层中所占的比例为52.6%—62.5%。通过Shannon多样性指数分析发现,南极普里兹湾陆架区测站P2-14多样性指数较陆坡区两测站P2-11和P2-8的高,细菌多样性与浮游植物量和生产力水平呈现正相关。表层细菌Shannon多样性指数最低,50 m水层最高,100和200 m水层多样性指数变化不明显,真光层水体中细菌垂直分布与营养盐和溶解氧浓度存在关联。此外,采用寡营养陈海水培养基,还获得了一些与已报道的16S rRNA基因序列相似性较低的菌株,它们代表了微生物新物种,可能也是南极真光层特有的细菌。研究工作表明,南极普里兹湾真光层水体中蕴藏着丰富的浮游细菌资源,它们有待保护、开发和利用。     

Effects of Elevated Atmospheric CO(2) on Rhizosphere Soil Microbial Communities in a Mojave Desert Ecosystem

The effects of elevated atmospheric carbon dioxide [CO₂] on microbial communities in arid rhizosphere soils beneath Larrea tridentata were examined. Roots of Larrea were harvested from plots fumigated with elevated or ambient levels of [CO₂] using Free-Air CO₂ Enrichment (FACE) technology. Twelve bacterial and fungal rRNA gene libraries were constructed, sequenced and categorized into operational taxonomical units (OTUs). There was a significant decrease in OTUs within the Firmicutes (bacteria) in elevated [CO₂], and increase in Basiomycota (fungi) in rhizosphere soils of plots exposed to ambient [CO₂]. Phylogenetic analyses indicated that OTUs belonged to a wide range of bacterial and fungal taxa. To further study changes in bacterial communities, Quantitative Polymerase Chain Reaction (QPCR) was used to quantify populations of bacteria in rhizosphere soil. The concentration of total bacteria 16S rDNA was similar in conditions of enriched and ambient [CO₂]. However, QPCR of Gram-positive microorganisms showed a 43% decrease in the population in elevated [CO₂]. The decrease in representation of Gram positives and the similar values for total bacterial DNA suggest that the representation of other bacterial taxa was promoted by elevated [CO₂]. These results indicate that elevated [CO₂] changes structure and representation of microorganisms associated with roots of desert plants.     

艾比湖原核微生物菌群结构演变与环境因子关系分析

用非培养法获得新疆维吾尔自治区艾比湖湖底沉积物原核微生物菌群组成,并与已有盐湖原核微生物菌群数据进行比对,分析湖泊由淡水湖向盐湖演替过程中原核微生物群落结构变化规律。实验获得艾比湖原核微生物16S rRNA基因序列,并从NCBI数据库下载赛里木湖、柴窝堡湖和顿巴斯他乌盐湖3个湖泊的非培养原核微生物16S rRNA基因序列数据。用不同盐湖细菌和古菌16S rRNA序列信息构建系统发育树并与其理化指标进行典型性相关分析。同源比对及聚类结果显示,艾比湖湖底沉积物中细菌包括4个门,拟杆菌门(Bacteroidetes)占克隆文库的64%,变形菌门(Proteobacteria)占9.4%,厚壁菌门(Firmicutes)占3.4%,放线菌门(Actinobacteria)占2.6%,此外含有未分类类群20.6%。古菌含有两个门,广古菌门(Euryarchaeota,98.3%)和盐纳古菌门(Nanohaloarchaeota,1.7%)。不同盐湖系统发育树结果显示,随盐度增加,盐湖细菌从变形菌门向拟杆菌门演替;古菌从奇古菌门和泉古菌门向广古菌门和盐纳古菌门演替。RDA结果显示,Na⁺、Cl-、SO₄2-和矿化度对盐湖原核微生物多样性结构起到决定性的作用,K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺对艾比湖菌群结构影响作用最为显著。原核微生物群落会随着湖水盐浓度的增加和盐湖化学成分的不同而发生演替。     

2011年夏季北极王湾细菌群落结构分析及浮游细菌丰度检测

采用PCR-DGGE方法,对2011年夏季北极王湾表层海水及沉积物细菌的群落分析结果表明,沉积物中的细菌多样性指数高于海水。深水站位(S1和S3)的沉积物细菌群落不但与浮游细菌群落存在差异,并且与浅水站位(S5)也存在差异。位于湾口、湾内的浮游细菌群落组成也存在一定差异。测序结果显示,王湾海洋细菌的多样性组成包括α-变形细菌、γ-变形细菌、δ-变形细菌、放线菌、拟杆菌及厚壁菌等类群。基于定量PCR方法的检测结果表明,位于湾口、湾内的浮游细菌丰度相似,但湾内玫瑰杆菌支系的丰度明显低于湾口。研究结果表明,与湾口相比,王湾湾内的细菌群落受陆源性淡水输入的影响明显,不但表现在细菌群落的多样性组成上,也表现在某些特定细菌类群的数量分布上。     

2010年夏季白令海浮游细菌的多样性和群落组成分析

海洋浮游细菌在海洋生态系统的运行中起着关键性的生物地球化学作用。利用2010年夏季第4次北极考察获得的白令海不同深度水样,运用变性梯度凝胶电泳技术以及克隆建库等方法,来了解白令海中浮游细菌的多样性和群落组成等信息。结果表明:在白令海海盆区B07站位的50 m处,其浮游细菌的香农多样性指数是最高的,为2.61;香农多样性指数最低的是B07站位的3 m处,为1.99。白令海海盆区的细菌多样性变化比陆架区要大,有可能与海洋环境的复杂变化有关。通过克隆测序,鉴定出的浮游细菌类群分为4大类：α-变形杆菌、β-变形杆菌、γ-变形杆菌和拟杆菌。其中γ-变形杆菌所占的比例最大,为53%,是白令海中的优势种群;拟杆菌其次,为37%。这些浮游细菌在白令海中的分布情况为：γ-变形杆菌和拟杆菌存在于3个位点的所有水层中,α-变形杆菌只存在于B07站位的50m和100 m水层中,β-变形杆菌除B13站位的0 m处外,存在于其他站位的所有水层中。白令海B断面3个站位的温度随着深度的增加而降低,盐度随着深度的增加而升高。大体上白令海海盆区（B07站位）的硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐浓度比陆架区（B15和B13站位）高,陆架区的铵盐浓度较海盆区高。