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准噶尔荒漠梭梭和柽柳根际土壤微生物功能基因丰度变化特征
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作者 马红钰 周小国 +6 位作者 王宝 宋渝川 艾克热木·阿不拉提江 蒋邵丽 闵九洲 赵红梅 程军回 《草业学报》 北大核心 2025年第8期109-122,共14页
大量研究表明,陆地生态系统中养分循环显著受到土壤微生物功能基因丰度(soil microbial functional gene abundance, SMFGA)变化的影响。目前,有关荒漠生态系统灌木根际土壤中SMFGA的变化特征仍所知甚少。基于此,本研究以准噶尔荒漠两... 大量研究表明,陆地生态系统中养分循环显著受到土壤微生物功能基因丰度(soil microbial functional gene abundance, SMFGA)变化的影响。目前,有关荒漠生态系统灌木根际土壤中SMFGA的变化特征仍所知甚少。基于此,本研究以准噶尔荒漠两种共存的优势灌木梭梭和柽柳为目标植物,在采集二者根际和株间空地表层土壤(0~10 cm)的基础上,通过宏基因组测序分析了与土壤碳、氮、磷循环相关的67个SMFGA,旨在揭示根际土壤中SMFGA变化特征及其与土壤理化性质(土壤容重、pH、有机质、全氮、全磷、全钾、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾)和土壤微生物多样性之间的内在联系。研究结果显示:1)与株间空地相比,梭梭和柽柳根际土壤具有较高的速效态养分(铵态氮、硝态氮和速效磷)含量。2)梭梭和柽柳根际土壤中,细菌Shannon-Wiener指数均高于株间空地。真菌Shannon-Wiener指数仅在梭梭根际和株间空地土壤中存在显著差异。3)参与碳、氮、磷循环的15、17和35个功能基因中,分别有6(pulA、nplT、chitinase、nagA、bglB和bglX)、2(nrfH和napB)和8个(gcd、phnG、phnH、phnI、phnL、phnA、phnJ和phnM)功能基因,其相对丰度在梭梭和柽柳根际土壤中显著高于株间空地。4)根际土壤中参与氮、磷循环的SMFGA,与速效钾和pH呈显著正相关关系,而参与碳循环的SMFGA与理化性质和微生物多样性均无显著关系。综合而言,荒漠生态系统中灌木根际效应改变了SMFGA变化特征及其与土壤理化性质和微生物多样性之间的关系。 展开更多
关键词 土壤微生物功能基因丰度 根际土壤 灌木 荒漠生态系统
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棉花-花生轮作对产量及其土壤微生物群落基因功能的影响
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作者 崔福洋 张乐 +6 位作者 张云 李强 陈晓露 侯献飞 苗昊翠 顾元国 贾东海 《西北农业学报》 北大核心 2025年第8期1455-1466,共12页
以花生连作(HC)、棉花连作(MC)为对照,棉花-花生轮作(MR)和花生-棉花轮作(HR)为试验对象。对不同种植模式收获期产量进行测定,并对其根际土壤进行宏基因组测序,综合分析在棉花-花生长期轮作后棉花、花生根系土壤微生物群落和功能变化。... 以花生连作(HC)、棉花连作(MC)为对照,棉花-花生轮作(MR)和花生-棉花轮作(HR)为试验对象。对不同种植模式收获期产量进行测定,并对其根际土壤进行宏基因组测序,综合分析在棉花-花生长期轮作后棉花、花生根系土壤微生物群落和功能变化。结果表明,花生-棉花轮作可以增加棉花、花生的产量,其增产均在1100 kg/hm2以上;土壤根系微生物群落酸杆菌门、变形菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门丰富度最高,可有效改善土壤环境;不同种植模式下土壤根系微生物群落功能之间存在显著差异,花生-棉花轮作模式下,膜运输微生物功能相对功能富集最强;棉花-花生轮作根系微生物中糖苷水解酶家族和糖基转化酶家族基因最为丰富;不同种植模式根系微生物菌群基因蛋白功能存在显著差异性,菌群蛋白功能基因主要以代谢功能类群、调控碳水化合物代谢和氨基酸运输为主;棉花-花生轮作后显著提高反硝化作用。棉花-花生轮作模式可提高根系土壤微生物多样性和丰富度,增强根际土壤微生物群落碳水化合物活性酶的活性、主要代谢通路的代谢活性,增加与N相关功能基因的丰度。 展开更多
关键词 根系土壤微生物 轮作 产量 基因功能多样性
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不同植被对煤矿区土壤微生物和碳循环基因的影响
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作者 白轶伟 刘长月 +4 位作者 原建强 李鹏飞 郭俏 王旭东 来航线 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第4期1029-1045,共17页
为明确红柳林煤矿不同植被类型下微生物群落组成等特征,同时探讨矿区植被类型对土壤微生物及碳循环功能基因的影响,本研究选择陕北神木红柳林煤矿区草本(C)、灌木(G)和草灌混合(CG)3种典型植被类型区域的枯枝落叶层土壤(0~20cm)、根层土... 为明确红柳林煤矿不同植被类型下微生物群落组成等特征,同时探讨矿区植被类型对土壤微生物及碳循环功能基因的影响,本研究选择陕北神木红柳林煤矿区草本(C)、灌木(G)和草灌混合(CG)3种典型植被类型区域的枯枝落叶层土壤(0~20cm)、根层土壤(20~60 cm)和深层土壤(60~100 cm)为研究对象,测定土壤理化性质、土壤酶活性,并借助16S rDNA、ITS rDNA高通量测序和宏基因组测序技术分析微生物群落结构及碳循环功能基因丰度的变化。结果显示:不同植被类型对矿区退化土壤理化性质和酶活性产生显著影响,水解酶系以灌木类型活性相对较高,而氧化还原酶系以草灌混合类型最高;不同植被类型、不同深度土壤之间微生物α多样性均差异显著,同时微生物β多样性、门水平上物种相对丰度也均具有显著差异;不同植被类型可能会通过影响土壤全氮、速效磷、速效钾等理化性质指标,蔗糖酶活性指标及颗粒有机碳、易氧化有机碳、微生物生物量碳等有机碳组分指标,进而影响碳循环过程中功能基因的丰度。研究表明,陕北煤矿区不同植被类型对土壤微生物群落结构和碳循环过程相关功能基因产生显著影响,而以红柳为主的灌木类型更适合改善煤矿区微生物结构和碳循环。 展开更多
关键词 煤矿区 植被类型 土壤酶活性 微生物群落 碳循环 功能基因
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不同银杉种群根际土壤微生物群落结构与功能差异
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作者 王玉凤 李双林 +3 位作者 刘宏 邓涛 叶家桐 胡兴华 《林业科学研究》 北大核心 2025年第1期73-85,共13页
[目的]通过探究不同银杉种群根际土壤微生物群落的结构及功能差异,旨在探讨根际土壤微生物群落对银杉生长发育的影响。[方法]以广西桂林花坪国家级自然保护区的红滩、谢塘湾和野猪塘3个银杉种群为研究对象,提取其根际土壤微生物总DNA,... [目的]通过探究不同银杉种群根际土壤微生物群落的结构及功能差异,旨在探讨根际土壤微生物群落对银杉生长发育的影响。[方法]以广西桂林花坪国家级自然保护区的红滩、谢塘湾和野猪塘3个银杉种群为研究对象,提取其根际土壤微生物总DNA,进行宏基因组测序,比较分析银杉人工种群(红滩)与自然种群(谢塘湾、野猪塘)根际土壤微生物群落结构与功能之间的差异,并探索造成该差异的主导土壤环境因子。[结果](1)银杉人工种群和自然种群根际土壤微生物群落结构存在显著差异,主要表现在相对丰度占比最大的3个菌门,即变形菌门、放线菌门和酸杆菌门;(2)土壤p H值和TK含量是造成银杉人工种群和自然种群根际土壤微生物群落结构差异的主导因子;(3)银杉人工种群和自然种群根际土壤微生物群落功能存在显著差异,主要表现在甘氨酸的生物合成和代谢(Glycan biosynthesis and metabolism)、寄生虫传染病(Infectious disease:parasitic)、其他氨基酸代谢(Metabolism of other amino acids)等方面;(4)土壤p H值和TK含量是造成银杉人工种群和自然种群根际土壤微生物群落功能差异的主导因子。影响银杉根际土壤微生物群落结构与功能的土壤环境因子具有一致性。[结论]银杉的根际土壤微生物群落结构与功能在自然种群中表现得比人工种群的更复杂,但两类种群中影响其结构与功能的主导土壤环境因子是一致的,在实施银杉种苗野外回归种植时,应充分考虑根际土壤微生物群落对银杉种苗生长的影响。 展开更多
关键词 基因 根际土壤微生物 群落结构 功能差异 银杉
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生物炭对煤矿区复垦土壤微生物固碳潜力的促升机制 被引量:1
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作者 马静 邹铭 +3 位作者 骆占斌 朱燕峰 杨永均 陈浮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1249-1262,共14页
生物炭对贫瘠土壤质量提升具有重要作用,但生物炭对煤矿区复垦土壤理化性状、酶活性及多样性的影响尚不清晰,尤其是微生物固碳潜力的促升。本研究将3种不同秸秆源生物炭(水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆)施入到矿区复垦土壤中,测定不同质... 生物炭对贫瘠土壤质量提升具有重要作用,但生物炭对煤矿区复垦土壤理化性状、酶活性及多样性的影响尚不清晰,尤其是微生物固碳潜力的促升。本研究将3种不同秸秆源生物炭(水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆)施入到矿区复垦土壤中,测定不同质量分数生物炭添加对复垦土壤理化、酶活性及碳库管理指数的影响,分析土壤微生物群落结构及固碳功能基因等变化。主要结论如下:①生物炭添加处理组土壤pH、电导率、铵态氮、硝态氮、有效磷和有效钾含量均有所增加(P<0.05),β–葡萄糖苷酶(BG)、纤维二水解酶(CBH)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)的活性得以提升,而β–N–乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性降低。②生物炭添加提高了变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度(P<0.05),降低了放线菌门(Actinobacteriota)的相对丰度。同时降低了真菌中子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度,显著提高了担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度(P<0.05)。3种生物炭处理增强了细菌网络复杂性,但对真菌网络复杂性并未产生显著影响。③水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆等不同生物炭处理的碳库管理指数分别提升了4.7%、4.8%、24.0%。与对照组相比,添加生物炭组的固碳功能基因CBBL绝对丰度均显著提高(P<0.05),其中玉米秸秆处理的固碳功能基因PMOA绝对丰度显著提高(P<0.05)。生物炭添加显著提高了环境因子与固碳功能基因、碳库管理指数的相关性,微生物是调控土壤固碳潜力的主控因子,为未来矿山生态修复固碳增汇提供了科学依据。 展开更多
关键词 复垦土壤 生物 微生物群落 功能基因 固碳潜力
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针阔人工混交林及其纯林对土壤微生物碳循环功能基因丰度的影响 被引量:1
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作者 秦佳琪 肖指柔 +5 位作者 明安刚 朱豪 滕金倩 梁泽丽 陶怡 覃林 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期1719-1731,共13页
探究土壤微生物碳循环功能基因丰度对深刻理解土壤碳循环机制具有重要作用,然而土壤微生物碳循环功能基因丰度对不同人工林类型的响应特征尚不清楚。以南亚热带马尾松(Pinus massoniana)-格木(Erythrophleum fordii)人工混交林及其纯林... 探究土壤微生物碳循环功能基因丰度对深刻理解土壤碳循环机制具有重要作用,然而土壤微生物碳循环功能基因丰度对不同人工林类型的响应特征尚不清楚。以南亚热带马尾松(Pinus massoniana)-格木(Erythrophleum fordii)人工混交林及其纯林为研究对象,基于林地不同土层(0-20、20-40、40-60 cm)土壤样品的宏基因组测序数据以及土壤理化性质和有机碳组分,解析不同林分不同土层间土壤微生物碳循环(碳固定、碳降解和甲烷代谢)功能基因丰度的差异特征及其主导的土壤环境因子。结果表明:马尾松林土壤微生物碳固定功能基因(rcbL、MUT和PCCA)丰度显著高于其他2个林分,这与其土壤总磷(TP)含量较高且微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)和惰性有机碳(ROC)含量显著较低的影响有关;土壤微生物碳降解功能基因(MAN2C1和bglB)丰度在马尾松林中显著高于混交林(P<0.05),主要受到马尾松林土壤有机碳(SOC)、MBC、可溶性有机碳(DOC)、EOC和ROC含量低的显著影响;马尾松林甲烷代谢功能基因(pmo A-amo A、pmoB-amo B和pmoC-amo C)丰度显著最高,这与土壤SOC、MBC、DOC、EOC和ROC的显著负作用有关。另外,3个人工林土壤微生物碳循环功能基因丰度基本随土壤深度增加而增加,主要与土壤SOC、C/N、MBC、DOC、EOC和ROC含量随土壤深度加深而降低密切相关。总之,马尾松林土壤微生物具有较高碳循环潜力,但3个林分土壤微生物碳循环潜力均随土壤深度增加而增强,土壤有机碳组分是主导3个人工林土壤微生物碳循环功能基因丰度差异的重要因素。 展开更多
关键词 土壤微生物碳循环功能基因 土壤有机碳组分 基因组测序 人工林 南亚热带
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佳乐麝香与镉复合污染对土壤微生物群落功能和丰度的影响 被引量:6
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作者 律泽 胡筱敏 +1 位作者 安婧 魏炜 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期66-75,共10页
为考察佳乐麝香(HHCB)和镉(Cd)复合污染对土壤微生物群落的影响,采用Biolog和q PCR技术对土壤微生物群落的功能多样性和丰度进行研究。研究发现,HHCB及其与Cd复合污染提高了土壤微生物对碳源的利用能力,6大类碳源利用中以对酯类利用效... 为考察佳乐麝香(HHCB)和镉(Cd)复合污染对土壤微生物群落的影响,采用Biolog和q PCR技术对土壤微生物群落的功能多样性和丰度进行研究。研究发现,HHCB及其与Cd复合污染提高了土壤微生物对碳源的利用能力,6大类碳源利用中以对酯类利用效率最高,对糖类和羧酸类利用效率较低。HHCB污染下,Shannon、Simpson和Mc Intosh指数没有显著性变化,500、1000 mg·kg-1HHCB与Cd复合污染下三种指数显著提高。HHCB加入后,土壤微生物的种群丰富度提高,优势种群增加,种群间的均一性被打破。500、1000 mg·kg-1HHCB及其与Cd复合污染显著促进了细菌生长,HHCB污染显著抑制了放线菌生长。细菌的丰度随HHCB浓度的增加而增加,真菌和放线菌的丰度则随着HHCB浓度的增加而降低,放线菌受HHCB与Cd的影响比细菌和真菌更敏感。 展开更多
关键词 佳乐麝香 复合污染 土壤微生物群落 功能
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山东地区隐性乳房炎牛乳中β-内酰胺酶blaZ基因与微生物相关性研究
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作者 刘志旭 韩文昌 +6 位作者 李彦芹 张利文 刘燕 苑昭伟 李建斌 王晓 曹荣峰 《中国畜牧兽医》 北大核心 2025年第5期2318-2327,共10页
【目的】探究山东地区隐性乳房炎牛乳中β-内酰胺酶blaZ基因与微生物的关系,为防控奶牛隐性乳房炎和减少生牛乳中的耐药基因提供理论依据。【方法】2023年2月-2023年6月,随机取山东省15市33个奶牛场478头奶牛乳478份,分别用PCR方法检测b... 【目的】探究山东地区隐性乳房炎牛乳中β-内酰胺酶blaZ基因与微生物的关系,为防控奶牛隐性乳房炎和减少生牛乳中的耐药基因提供理论依据。【方法】2023年2月-2023年6月,随机取山东省15市33个奶牛场478头奶牛乳478份,分别用PCR方法检测blaZ基因和15种微生物的基因。基于R语言的pheatmap函数绘制blaZ基因与微生物的相对丰度热图,并用R语言的glm函数进行Logistic回归拟合。选取山东省5市506头隐性乳房炎奶牛乳506份,重复上述方案。【结果】山东地区15市478份随机抽样牛乳中blaZ基因阳性率为19.25%,小型牧场blaZ基因阳性率高;牛乳中的凝固酶阴性葡萄球菌、酵母菌和肠球菌属相对丰度较高,且与blaZ基因呈正相关(P<0.01;P<0.05);而blaZ基因仅与相对丰度不高的克雷伯菌属呈负相关(P<0.05)。隐性乳房炎牛乳中blaZ基因阳性率为52.17%,牛乳中酵母菌、肠球菌属和凝固酶阴性葡萄球菌的相对丰度较高,blaZ基因仅与凝固酶阴性葡萄球菌呈正相关(P<0.01),且仅与乳房链球菌呈负相关(P<0.01)。【结论】山东地区隐性乳房炎牛乳中blaZ基因表达量高于随机抽样牛乳,在山东地区的牛乳中,blaZ基因主要源自于凝固酶阴性葡萄球菌,引起该地区隐性乳房炎的主要致病菌也是该菌。 展开更多
关键词 奶牛隐性乳房炎 β-内酰胺酶blaZ基因 LOGISTIC回归 微生物
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基于宏基因组测序揭示不同施肥方式对茶园土壤微生物群落的季节性影响 被引量:1
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作者 周雪 刘声传 +2 位作者 周玉锋 林开勤 周富裕 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期23-31,共9页
为揭示不同施肥方式对茶园土壤微生物群落的季节性影响,采用宏基因组测序,比较分析了同一茶园习惯施肥(CF)、微生物有机肥配施控释复合肥(MC),在冬季至夏季3个时间点[11月14日(CF1、MC1)、3月1日(CF2、MC2)、5月15日(CF3、MC3)]的土壤... 为揭示不同施肥方式对茶园土壤微生物群落的季节性影响,采用宏基因组测序,比较分析了同一茶园习惯施肥(CF)、微生物有机肥配施控释复合肥(MC),在冬季至夏季3个时间点[11月14日(CF1、MC1)、3月1日(CF2、MC2)、5月15日(CF3、MC3)]的土壤微生物群落组成和结构。结果表明,共获得311211956条高质量测序数据和1763759个Unigenes。主成分和相关性分析表明,MC1和CF1的土壤微生物基因丰度聚为一类,其他独聚一类。不同季节,CF和MC的细菌、古菌、真菌分别占微生物总数的88%~89%、0.8%~2.0%、0.02%~0.10%;古菌数量逐渐增加,真菌数量先增加后降低。CF2、CF3的古菌数量分别高于MC2、MC3,而真菌数量相反;CF2、CF3的细菌、真菌丰度分别显著低于MC2、MC3,古菌丰度相反。MC1、MC2、MC3之间的细菌、古菌、真菌丰度存在显著差异,而CF1与CF3的真菌丰度接近。相较于CF,MC提高了土壤细菌中的变形菌门、放线菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门、装甲菌门相对丰度,降低了酸杆菌门、疣微菌门、浮霉菌门相对丰度;提高了古菌中的奇古菌门相对丰度,降低了广古菌门、泉古菌门、深古菌门相对丰度;提高了真菌中的毛霉门、捕虫霉门、隐真菌门相对丰度,降低了担子菌门相对丰度。总体上,CF和MC优势细菌门、优势古菌门、优势真菌门相对丰度的季节性变化趋势存在一定差异。茶园土壤微生物群落组成和结构呈现一定的季节性、施肥方式性变化规律;微生物有机肥配施控释复合肥可以提高土壤细菌丰度、真菌数量和丰度,降低古菌数量和丰度,改变土壤优势菌群的组成,为充分利用微生物资源、提高茶树养分利用率等提供了理论依据。 展开更多
关键词 茶园 施肥方式 基因 微生物 微生物群落结构 季节
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氮磷添加下典型温带、亚热带森林土壤氮循环功能基因丰度和微生物群落属性数据集
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作者 贾彦茹 唐玉倩 +5 位作者 张心昱 于贵瑞 王辉民 陈伏生 田大栓 张雷明 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2023年第4期41-55,共15页
氮和磷是维持土壤微生物生长和活性的必需养分。中国温带和亚热带森林之间,以及森林土壤垂直剖面上的氮、磷含量差异巨大,土壤微生物群落特征也显著不同。在严重氮沉降影响下,中国东部土壤养分失衡和磷元素限制日益加剧。但是,目前并没... 氮和磷是维持土壤微生物生长和活性的必需养分。中国温带和亚热带森林之间,以及森林土壤垂直剖面上的氮、磷含量差异巨大,土壤微生物群落特征也显著不同。在严重氮沉降影响下,中国东部土壤养分失衡和磷元素限制日益加剧。但是,目前并没有系统的数据集展示氮沉降和磷添加如何影响中国东部森林土壤氮循环微生物和土壤理化性质,从而更好阐释氮沉降和磷添加对森林土壤氮循环的影响。本研究基于全球变化联网实验平台,测定和整理了3个具有典型代表性的森林氮磷添加样地土壤氮循环功能基因丰度、微生物群落多样性和酶活性,形成一套较为系统的氮循环功能微生物属性数据集。本数据集包括中国东部温带(长白山)和亚热带(千烟洲和鼎湖山)森林氮磷添加野外控制实验样地的0–10cm的表层土壤和无养分添加的0–80cm土壤垂直剖面数据。数据包括:氮循环功能基因(氨氧化古菌amoA、氨氧化细菌amoA、nirK、nirS、nosZ、qnorB、narG、nir、nifH和chiA)丰度、群落多样性和组成、微生物潜在活性(硝化活性、反硝化活性、固氮活性、有机氮分解酶活性)和土壤理化性质(pH、土壤含水量、N2O排放、净硝化速率和有机碳、NH4+、NO3-、有效磷、总氮、总碳、总磷、溶解性有机碳含量)。本数据集的创建和共享将为全球变化氮沉降和磷添加背景下森林土壤氮循环的微生物驱动机制及模拟提供数据和理论支持,为森林生态系统温室气体N2O的排放、氮素淋失和养分管理提供数据和依据。 展开更多
关键词 温带森林 亚热带森林 氮磷添加 土壤剖面 氮循环微生物 功能基因
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三江源国家公园不同草地土壤微生物功能基因的差异性分析 被引量:9
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作者 陈昕 李奇 +4 位作者 陈懂懂 贺福全 霍莉莉 赵新全 赵亮 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期472-482,共11页
土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象... 土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象,利用基因芯片(GeoChip 5.0)技术测定其微生物功能基因丰度,并分析它们之间的差异及影响因素。结果表明:(1)3种草地类型地上群落结构和地下土壤环境存在差异性,其中高寒草原物种多样性指数、pH值较高,沼泽化草甸中土壤含水量、微生物量碳、地上生物量、土壤速效氮含量较高,高寒草甸中则是土壤微生物量氮含量较高;(2)3种高寒草地类型的碳循环、氮循环、磷循环、有机修复的土壤微生物功能基因丰度存在显著差异,其中这些功能基因的丰度在高寒沼泽化草甸最高,高寒草甸、高寒草原次之;(3)地上植物物种多样性虽对功能基因丰度变化的解释率(r2)在57.1%-61.2%之间,但统计学上不显著(P>0.05),而微生物基因丰度随地上生物量的增加而增加,且解释率(r2)为77.5%-80.0%(P<0.05)。在pH、土壤含水量、土壤微生物量等地下土壤环境因子中,pH对功能基因丰度存在显著影响(P<0.01)解释率在83.4%-87.5%间,且土壤微生物功能基因丰度随土壤pH的增加而降低;土壤含水量、土壤微生物量对土壤微生物功能基因丰度的解释率分别为81.9%-83.1%(P<0.05)和76.8%-86.2%(P<0.05),微生物功能基因丰度随这两者含量的增加呈上升趋势。进一步运用RDA分析发现,pH、土壤微生物量、地上生物量是影响微生物功能基因丰度的主要因子,其中土壤微生物量是土壤有机质的重要组成部分,土壤有机质又是通过地上植被凋落物沉积所得到的。因此,地上植被特性的自上而下控制因子影响了土壤环境中自下而上的控制因子,间接的影响了微生物功能基因丰度。由此得出,地上植被特性和地下土壤环境因子共同作用控制了微生物功能基因丰度使其出现差异性。 展开更多
关键词 三江源国家公园 草地类型 植被特性 土壤环境 土壤微生物功能基因丰度 基因芯片5.0
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菠萝不同连作年限对土壤理化性状和微生物群落丰度的影响 被引量:16
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作者 刘传和 贺涵 +7 位作者 何秀古 刘开 邵雪花 赖多 林伟 林望达 匡石滋 肖维强 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1244-1249,共6页
以未种植菠萝的空地土壤为对照,研究分析了连续种植菠萝5 a和15 a的土壤理化指标、酶活性及微生物群落丰度的变化及其规律。结果表明,与对照相比,连续种植菠萝5 a和15 a的土壤pH分别降低了0.39和0.57个单位,酸化明显;有机质、全氮、铵... 以未种植菠萝的空地土壤为对照,研究分析了连续种植菠萝5 a和15 a的土壤理化指标、酶活性及微生物群落丰度的变化及其规律。结果表明,与对照相比,连续种植菠萝5 a和15 a的土壤pH分别降低了0.39和0.57个单位,酸化明显;有机质、全氮、铵态氮、有效磷含量显著增加;土壤速效钾及交换性Mg、Ca含量降低;有效B、Na含量升高;土壤微生物生物量碳较对照提高了1.74倍和1.71倍;土壤微生物生物量氮较对照提高了56.01%和72.96%,但差异不显著。连续种植菠萝5 a的土壤酸性磷酸酶活性升高1.60倍,差异显著;土壤细菌、真菌丰度提高了1.56倍和26.54倍,放线菌丰度降低了35.39%。连续种植菠萝15 a的土壤过氧化氢酶活性较对照降低了52.63%;土壤细菌、放线菌丰度分别降低37.18%和13.78%,真菌丰度提高了40.74倍。 展开更多
关键词 菠萝 连作 土壤 理化性状 微生物群落
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参与土壤氮素循环的微生物功能基因多样性研究进展 被引量:57
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作者 张晶 林先贵 尹睿 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1029-1034,共6页
土壤氮素循环是生物地球化学循环的重要组成部分,不但影响着土壤生产力和可持续发展,还影响着全球环境变化。土壤微生物在土壤氮循环中发挥着不可替代的作用,参与了包括固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用等重要生态过程。近十年... 土壤氮素循环是生物地球化学循环的重要组成部分,不但影响着土壤生产力和可持续发展,还影响着全球环境变化。土壤微生物在土壤氮循环中发挥着不可替代的作用,参与了包括固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用等重要生态过程。近十年中,分子生物学技术的发展为从功能基因角度研究与土壤氮循环密切相关的微生物功能群结构、组成和丰度的变化提供了新的契机。本文综述了参与土壤氮循环的微生物功能基因多样性研究进展,并展望了未来发展方向。 展开更多
关键词 土壤氮循环 微生物 功能基因 分子生物 全球环境变化
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转基因大豆对根际土壤微生物群落功能多样性的影响 被引量:18
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作者 王丽娟 李刚 +5 位作者 赵建宁 修伟明 章秋艳 杨殿林 王慧 红雨 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期290-298,共9页
采用大田试验结合Biolog技术比较分析了种植转基因大豆PAT与其亲本PAT1、转基因大豆ALS与其亲本ALS1及当地主栽大豆中黄13对根际土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,由平均颜色变化率(AWCD)反映的土壤微生物活性呈现以下变化规律... 采用大田试验结合Biolog技术比较分析了种植转基因大豆PAT与其亲本PAT1、转基因大豆ALS与其亲本ALS1及当地主栽大豆中黄13对根际土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,由平均颜色变化率(AWCD)反映的土壤微生物活性呈现以下变化规律:在整个温育过程中,两种转基因大豆根际土壤微生物活性均高于相应亲本,当地品种中黄13根际土壤微生物活性介于转基因大豆和非转基因亲本大豆之间;两种转基因大豆根际土壤微生物群落物种均一度(J)和优势度指数(D)较对应亲本均无显著差异(P>0.05),转基因大豆PAT根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)与亲本相比差异不显著(P>0.05),而转基因大豆ALS根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)显著高于其亲本ALS1(P<0.05)。主成分分析结果表明,转基因大豆PAT、亲本PAT1、非转基因亲本大豆ALS1以及中黄13土壤微生物群落碳源利用类型相似,仅转基因大豆ALS土壤微生物碳源利用类型表现出差异。对不同碳源的分析结果表明,土壤微生物利用的主要碳源为糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物。 展开更多
关键词 基因大豆 土壤微生物 功能多样性 BIOLOG 主成分分析
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转Bt基因棉粉碎叶对土壤微生物群落功能多样性的影响 被引量:1
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作者 张美俊 杨武德 +1 位作者 冯美臣 肖璐洁 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期228-234,共7页
采用Biolog GN2微平板法,研究转Bt基因棉粉碎叶添加到土壤后,对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,在转Bt基因棉粉碎叶添加到土壤后,第10天和第40天的平均颜色变化率(AWCD)显著提高,表明微生物群落的代谢加快,活动强度加大;土... 采用Biolog GN2微平板法,研究转Bt基因棉粉碎叶添加到土壤后,对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,在转Bt基因棉粉碎叶添加到土壤后,第10天和第40天的平均颜色变化率(AWCD)显著提高,表明微生物群落的代谢加快,活动强度加大;土壤微生物群落对糖类、胺类、氨基酸类和羧酸类4类碳源的优势利用顺序发生明显变化,表明土壤微生物群落结构及其功能多样性发生了一定改变;土壤微生物群落对聚合物类和其他类碳源的利用率无显著影响,但显著提高对糖类、胺类和氨基酸类碳源的利用率,并仅在第10天显著降低对羧酸类碳源的利用率,表明降解糖类、胺类和氨基酸类碳源的微生物可能是转Bt基因棉粉碎叶影响的主要土壤微生物类群。 展开更多
关键词 转BT基因 粉碎叶添加土壤 碳源 土壤微生物群落功能多样性
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施肥对我国黑土农田土壤微生物群落多样性影响的研究及展望 被引量:7
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作者 王光华 胡晓婧 +2 位作者 于镇华 陈雪丽 刘俊杰 《土壤与作物》 2024年第2期127-139,共13页
东北黑土是珍贵的土壤资源,由于长期的重用轻养,农田黑土退化问题已是一个不争的事实。施肥是保持/提高黑土农田生产力、保障作物产量的一项重要的农艺措施。本文综述了长期施用有机肥、无机肥、有机无机肥配施,以及无机肥氮(N)、磷(P)... 东北黑土是珍贵的土壤资源,由于长期的重用轻养,农田黑土退化问题已是一个不争的事实。施肥是保持/提高黑土农田生产力、保障作物产量的一项重要的农艺措施。本文综述了长期施用有机肥、无机肥、有机无机肥配施,以及无机肥氮(N)、磷(P)、钾(K)及其不同的组合施肥对黑土农田土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌等微生物的数量、群落alpha多样性和beta多样性等方面影响的最新研究进展。发现研究结果因试验地点、季节气候、试验处理、目标微生物种类、甚至研究者的采样年限而不同。多数研究发现,长期施用化肥,特别是氮肥显著地降低了细菌丰度和alpha多样性指数,但对真菌丰度和alpha多样性指数影响不显著。不同施肥明显改变了黑土微生物beta多样性,但这种改变是有限的,相同施肥处理没有驱动不同试验地点土壤微生物群落结构同质化演替,表明东北黑土微生物分布具有很强的地域性。对长期施用不同的无机肥研究发现,N素较P素和K素在驱动黑土农田土壤微生物群落变化上作用更为明显。在论述长期施用有机肥改变土壤微生物群落结构的同时,也阐述了有机肥施用带来潜在的抗生素抗性基因污染的生态风险及对抗性基因的阻控措施。文章最后总结了目前施肥影响黑土农田微生物研究中存在的不足之处,并提出5点未来应加强的研究建议。 展开更多
关键词 黑土农田 有机肥 无机肥 微生物 微生物群落结构 抗生素抗性基因
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微生物差异丰度分析方法的研究进展
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作者 林志锋 林少炜 +3 位作者 饶雯清 付蓉 林征 胡志坚 《中国卫生统计》 CSCD 北大核心 2024年第6期956-960,共5页
近年来,随着高通量基因组测序技术的发展,例如16S rRNA基因靶向扩增子测序和Shotgun宏基因组测序,人们能够更加精确地定量分析人体内微生物组的组成信息[1]。重要的统计学任务之一是差异丰度(differential abundance,DA)分析,该分析基... 近年来,随着高通量基因组测序技术的发展,例如16S rRNA基因靶向扩增子测序和Shotgun宏基因组测序,人们能够更加精确地定量分析人体内微生物组的组成信息[1]。重要的统计学任务之一是差异丰度(differential abundance,DA)分析,该分析基于测序处理获得的微生物丰度表与样本的元数据特征表,旨在确定与感兴趣的变量相关的微生物。DA分析可以为疾病机制研究提供生物学见解,并探索可能作为疾病预防、诊断和治疗的生物标志物[2]。由于微生物丰度数据的复杂多样性,目前尚未开发出成熟稳健的DA分析工具,以确定可靠的微生物标志物。本文旨在对近年来国内外研究者广泛应用的DA分析工具进行整理,系统地总结各个方法的核心思想和优缺点,以便同领域研究者更方便、灵活地选择DA分析工具,并探讨新方法的发展方向。 展开更多
关键词 微生物 微生物 生物标志物 疾病预防 基因组测序 数据特征 疾病机制 变量相关
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大青山不同树种根围土壤酶活性与微生物群落丰度的研究 被引量:3
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作者 张星 李敏 +3 位作者 姚庆智 铁英 魏杰 陈丽霞 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期209-216,共8页
针对大青山山地森林不同树种的根围土壤,探讨微生物丰度与土壤酶活性之间的联系以及受控因子。利用荧光实时定量PCR方法研究不同树种土壤微生物丰度的变化情况,分析土壤β-葡萄糖苷酶(βG)、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和过氧化物酶(Pod... 针对大青山山地森林不同树种的根围土壤,探讨微生物丰度与土壤酶活性之间的联系以及受控因子。利用荧光实时定量PCR方法研究不同树种土壤微生物丰度的变化情况,分析土壤β-葡萄糖苷酶(βG)、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和过氧化物酶(Pod)活性以及土壤理化性质的变化趋势。采用主成分分析(PCA)和皮尔森相关性分析方法研究土壤理化因子对土壤微生物群落丰度的影响。结果显示,土壤理化性质和微生物细菌、真菌群落丰度从春季到秋季均显著增高,如有机碳、全氮、微生物量碳和氮数量及细菌、真菌丰度等;大青山森林土壤βG、Pod酶活性夏季较高,而NAG酶活性秋季较高。皮尔森相关性分析表明大青山不同树种土壤酶活性与土壤微生物丰度有明显的相关性。与NAG酶活性极显著正相关(P<0.05);与Pod酶活性呈极显著负相关(P<0.05);而βG只与细菌群落丰度呈极显著负相关(P<0.05)。土壤理化因子(有机碳、全氮、微生物量碳氮)与土壤微生物群落丰度均表现为极显著正相关。主成分分析认为,土壤有机碳、全氮、微生物量碳和氮、细菌和真菌群落丰度、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶等可作为影响不同树种根围土壤养分特性的重要因子。在大青山山地森林生态系统,不同树种对土壤理化指标、土壤微生物丰度和土壤酶活性影响较大,并且随着季节变化响应较强。理化指标和土壤微生物群落丰度是调控大青山森林植被根围土壤微生物群落的主要生态因子。 展开更多
关键词 大青山 森林 土壤酶活性 微生物群落
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丛枝菌根真菌与有机肥配施对甜玉米根际土壤氮素转化及氮循环微生物功能基因的影响 被引量:10
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作者 左明雪 孙杰 +5 位作者 徐如玉 袁银龙 顾文杰 卢钰升 徐培智 解开治 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1012-1025,共14页
【目的】研究丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)配施有机肥对甜玉米根际土壤氮素转化及氮循环微生物功能基因的影响,明晰AMF配施有机肥对甜玉米-土壤氮循环的微生物学过程,为氮肥利用率提高、化学氮肥减施增效提供技术支... 【目的】研究丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)配施有机肥对甜玉米根际土壤氮素转化及氮循环微生物功能基因的影响,明晰AMF配施有机肥对甜玉米-土壤氮循环的微生物学过程,为氮肥利用率提高、化学氮肥减施增效提供技术支撑。【方法】采用大田区组试验,在磷(P2O5150 kg·hm^-2)、钾(K2O 225 kg·hm^-2)施肥水平一致的基础上设计7个施肥处理:(1)不施氮肥(CK);(2)优化施肥(OF);(3)有机氮肥替代10%化学氮肥(ORF10);(4)有机氮肥替代20%化学氮肥(ORF20);(5)有机氮肥替代10%化学氮肥+增施变形球囊霉(Glomus versiforme)(ORF10+AMF);(6)有机氮肥替代20%化学氮肥+增施变形球囊霉(ORF20+AMF);(7)不施氮肥+增施变形球囊霉(CK+AMF);每个处理3次重复。应用土壤常规理化指标分析方法和微生物功能基因芯片(GeoChip 5.0)技术,对不同施肥处理的甜玉米氮素利用率、氮代谢相关酶活性及氮循环功能基因进行分析。【结果】增施变形球囊霉能显著提高氮利用率。变形球囊霉配施有机肥对氮肥农学效率(NAE)、氮肥偏生产力(PFP)、氮肥吸收利用率(NRE)、硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性具有极显著的正交互效应(P<0.001)。在所有处理中ORF20+AMF处理土壤氮素利用效率最高,农学效率(NAE)、氮肥偏生产力(PFP)、氮肥吸收利用率(NRE)、氮素生理利用率(NPE)较OF处理分别提高31.15%、28.08%、6.95%、10.41%。在氮循环微生物功能基因中,增施变形球囊霉处理组(ORF10+AMF、ORF20+AMF)NiR、narB、nasA、nirA、nirB、napA、nrfA、nifH、ureC基因相对强度显著高于对应未施菌处理组(ORF10、ORF20),ORF20+AMF处理的氨氧化基因hzo相对丰度比ORF20处理降低了20%,减少了氮素由N2释放途径损失的可能。【结论】增施变形球囊霉配施有机肥可显著调增同化氮还原基因(NiR、narB、nasA、nirA、nirB)、异化氮还原基因(napA、nrfA)、氮固定基因(nifH)、氨化作用基因(ureC)相对强度,降低硝化基因(hao)和氨氧化基因(hzo)相对丰度,驱动土壤氮素循环向植物氮高效利用的途径转化,提高氮肥农学效率(NAE)、氮肥偏生产力(PFP)、氮肥吸收利用率(NRE)和根系氮代谢酶活性,实现甜玉米化学氮肥减施增效的目标。 展开更多
关键词 土壤氮循环 氮素转化 变形球囊霉 微生物群落多样性 功能基因芯片
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苜蓿种植年限对土壤硝化潜势和氨氧化微生物丰度的影响 被引量:3
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作者 张耀全 马欣 +4 位作者 罗珠珠 牛伊宁 李玲玲 蔡立群 谢军红 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2020年第5期39-44,共6页
依托布设在黄土高原半干旱区的长期定位试验,通过高通量测序研究不同种植年限(L2003、L2005和L2012)苜蓿土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度,并分析揭示了影响氨氧化微生物丰度的环境因子。研究结果表明,土壤硝化潜势随苜蓿种植... 依托布设在黄土高原半干旱区的长期定位试验,通过高通量测序研究不同种植年限(L2003、L2005和L2012)苜蓿土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度,并分析揭示了影响氨氧化微生物丰度的环境因子。研究结果表明,土壤硝化潜势随苜蓿种植年限延长逐渐下降,其中,L2012、L2005和L2003处理的硝化潜势分别为0.05、0.04、0.04μg·g^-1·h-1,且处理间差异显著(P<0.05);土壤全氮含量随苜蓿种植年限延长逐渐增加,其中,L2012、L2005和L2003处理的全氮含量分别为1.02、1.14、1.18 g·kg^-1,且处理间差异显著(P<0.05),L2003和L2005处理的全氮含量分别比L2012高15.69%和11.76%;土壤硝态氮含量表现为随种植年限延长显著增加(P<0.05),L2003处理和L2005处理硝态氮含量分别比L2012处理提高59.73%和33.62%。高通量测序发现,AOA amoA基因拷贝数为9.75×10^6~12.68×10^6个·g^-1,明显高于AOB的5.01×10^6~7.70×10^6个·g^-1,AOA丰度随苜蓿种植年限延长显著增加(P<0.05),但AOB丰度表现出随种植年限延长先升高后降低的趋势,这表明黄土高原半干旱区苜蓿土壤氨氧化微生物以AOA占主导地位。相关分析表明,AOA丰度与土壤全氮(r=0.853)和硝态氮(r=0.833)均呈极显著正相关,但与硝化潜势(r=-0.802)呈极显著负相关,AOB丰度与土壤氮素含量和硝化潜势没有明显相关性。由此可见,黄土高原半干旱区苜蓿土壤氨氧化微生物以AOA为优势类群,且对苜蓿种植年限有更强烈的响应,但其并未主导土壤硝化过程。 展开更多
关键词 苜蓿 种植年限 氨氧化微生物 硝化潜势 土壤氮素
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