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秸秆与木本泥炭短期施用对潮土有机质及微生物群落组成和功能的影响 被引量:40
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作者 赵文慧 马垒 +3 位作者 徐基胜 谭钧 张佳宝 赵炳梓 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期153-164,共12页
直接添加富含腐殖物质的木本泥炭可快速提升土壤有机碳含量,但其与常规施用秸秆相比的效应如何尚不清楚。通过设置不添加物料(CK)、施用秸秆(R)、施用木本泥炭(MT)、秸秆还田和木本泥炭联合施用(RMT)四个田间试验处理,经过一季玉米生长... 直接添加富含腐殖物质的木本泥炭可快速提升土壤有机碳含量,但其与常规施用秸秆相比的效应如何尚不清楚。通过设置不添加物料(CK)、施用秸秆(R)、施用木本泥炭(MT)、秸秆还田和木本泥炭联合施用(RMT)四个田间试验处理,经过一季玉米生长后比较不同处理对玉米产量、土壤肥力、细菌群落组成和功能的影响。结果表明,R和RMT处理的地上生物量与CK无显著差异,而在玉米整个生育期的平均呼吸速率则分别较CK高40%和64%;MT处理的地上生物量较CK低10%,但MT和CK的平均呼吸速率无显著差异。另一方面,R处理的土壤有机质(SOM)含量与CK无显著差异,而MT和RMT处理的SOM含量则较CK分别高79%和56%。基于主成分分析和功能预测发现,与CK处理比,R处理分解利用新鲜秸秆的绿弯菌门、芽单胞菌门、节细菌属、指孢囊菌属和Rubellimicrobiu显著增多,而化能异养、需氧化能异养、尿素代谢功能显著降低;MT处理降解大分子有机物的土壤杆菌属、纤维菌属、德沃斯氏菌属、农研丝杆菌属、类诺卡氏菌属和Rubellimicrobium显著增多,需氧化能异养功能显著降低,纤维素代谢功能显著升高;而RMT处理与CK群落组成和功能类似。因此,在潮土区单独施用MT尽管能迅速提升SOM含量,但可能导致短期内作物产量降低,而R和MT联合施用在迅速提升SOM的同时可提高土壤呼吸,维持稳定的微生物群落和功能。 展开更多
关键词 秸秆还田 木本泥炭 高通量测序 微生物群落 功能预测
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贮藏时间对甜高粱青贮发酵品质、微生物群落组成和功能的影响 被引量:8
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作者 赵杰 尹雪敬 +4 位作者 王思然 董志浩 李君风 贾玉山 邵涛 《草业学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期164-175,共12页
为评价贮藏时间对甜高粱青贮发酵品质、微生物群落组成和功能的影响,将蜡熟期甜高粱(SS)自然青贮1、3、7、15、30和60 d,开窖后,随机取样进行化学成分、发酵参数和微生物数量分析。同时,对鲜样、青贮7和60 d的甜高粱青贮饲料(SSS)进一... 为评价贮藏时间对甜高粱青贮发酵品质、微生物群落组成和功能的影响,将蜡熟期甜高粱(SS)自然青贮1、3、7、15、30和60 d,开窖后,随机取样进行化学成分、发酵参数和微生物数量分析。同时,对鲜样、青贮7和60 d的甜高粱青贮饲料(SSS)进一步进行高通量测序和KEGG功能预测分析。结果表明,青贮60 d后,甜高粱青贮饲料呈低pH值、高乳酸含量和高乳乙比的同型乳酸发酵。肠杆菌属(26.0%)和泛菌属(25.7%)为SS鲜样的优势菌属,而明串珠菌属(34.1%)和乳球菌属(31.6%)则在7 d的SSS中占据优势,随后在60 d的SSS中被乳杆菌属(73.5%)取代。斯皮尔曼相关性热图显示乳杆菌属相对丰度与乳酸含量呈正相关,与pH值呈负相关。青贮前后微生物群落功能存在较大差异:青贮过程下调了氨基酸、能量、辅因子和维生素代谢,但上调了核苷酸和碳水化合物代谢。总体而言,高通量测序结合KEGG功能预测分析进一步证实了甜高粱青贮过程中球状乳酸菌至杆状乳酸菌的演替规律,并初步发现了碳水化合物代谢上调及氨基酸代谢下调的功能转变趋势。研究青贮过程中的微生物群落动态和功能变化对深入揭示厌氧发酵机理和生产高品质青贮饲料具有重要意义。 展开更多
关键词 甜高粱 发酵品质 微生物群落演替 功能变化 青贮饲料
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基于高通量测序技术的寒地苹果根际土壤微生物群落组成及功能预测
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作者 杨悦 顾广军 +7 位作者 于文全 卜海东 胡颖慧 刘畅 程显敏 高洪娜 董航 汤佳翰 《经济林研究》 北大核心 2025年第2期31-42,共12页
【目的】改善寒地苹果园土壤环境,为提高果树产量和果品质量提供参考。【方法】以寒地小苹果‘龙丰’为试验材料,利用高通量测序技术测定其根际土壤微生物群落组成与功能,分析不同种植年限(3、5、8、12 a)苹果根际土壤微生物群落结构及... 【目的】改善寒地苹果园土壤环境,为提高果树产量和果品质量提供参考。【方法】以寒地小苹果‘龙丰’为试验材料,利用高通量测序技术测定其根际土壤微生物群落组成与功能,分析不同种植年限(3、5、8、12 a)苹果根际土壤微生物群落结构及其与酶活性之间的关系,预测土壤细菌与真菌功能特征。【结果】土壤酶活性均高于空地土壤。种植园中,随种植年限增加,土壤脲酶活性呈降低趋势;蔗糖酶和碱性磷酸酶总体呈先升高后降低的趋势,均为5 a最高;蔗糖酶3、8、12 a之间差异不显著,碱性磷酸酶12 a最低;过氧化氢酶也呈先升高后降低的趋势,8 a最高,3 a最低。土壤样品中细菌和真菌的OTU数目均表现为空地土壤最高,8 a最低。门水平上,放线菌门、绿弯菌门、变形菌门和酸杆菌门为‘龙丰’苹果的优势细菌门;与空地土壤相比,绿弯菌门和酸杆菌门有所减少;随着苹果种植年限的延长,放线菌门、绿弯菌门和酸杆菌门呈降低趋势,变形菌门先降低再升高(8 a最低),疣微菌门呈增加趋势。真菌土壤中,子囊菌门是占绝对优势的真菌门,其次是担子菌门;子囊菌门相对丰度均小于空地,且随种植年限延长先降低再升高;担子菌门高于空地,且随种植年限延长先升高再降低。相关性分析表明,土壤细菌群落受碱性磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶影响较大,土壤真菌群落受碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶影响较大。功能预测分析显示,土壤细菌以代谢为主,涉及全局概览通路、碳水化合物代谢和氨基酸代谢等46个二级功能;真菌群落以腐生及病理-腐生-共生营养型为主,包括未定义腐生菌等细分功能22类。【结论】12 a的土壤酶活性均较8 a有所降低。土壤细菌群落受碱性磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶影响较大,土壤真菌群落受碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶影响较大。苹果园根际土壤细菌和真菌群落结构和功能均随种植年限的延长产生差异。8 a的细菌和真菌类群OTU数目均为最低,是土壤发生变化的转折点。种植苹果树显著降低了腐生营养型真菌的占比;12 a的苹果树根际土壤细菌代谢功能减弱。综上,苹果园根际土壤微生物群落受土壤酶活性的影响,不同种植年限对土壤微生物群落结构和功能均有影响。 展开更多
关键词 寒地苹果 土壤微生物 群落组成 群落功能 高通量测序技术
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减磷改变了土壤微生物群落结构和功能,促进棉花根系生长
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作者 王燕 张谦 +5 位作者 董明 王树林 冯国艺 梁青龙 王香茹 祁虹 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期913-925,共13页
土壤微生物直接参与磷素循环,影响作物生长发育,研究不同磷素水平下棉花根际微生物群落多样性的变化,对活化土壤磷素和合理施肥具有重要意义。本文以连续9年磷肥定位试验为基础,设置低磷(LP,3.06 mg·kg^(-1)有效磷)、中磷(MP,19.44... 土壤微生物直接参与磷素循环,影响作物生长发育,研究不同磷素水平下棉花根际微生物群落多样性的变化,对活化土壤磷素和合理施肥具有重要意义。本文以连续9年磷肥定位试验为基础,设置低磷(LP,3.06 mg·kg^(-1)有效磷)、中磷(MP,19.44mg·kg^(-1)有效磷)、高磷(HP,63.35mg·kg^(-1)有效磷)3个磷水平处理,研究不同磷素水平下土壤理化性质、根系形态、根际磷循环微生物多样性和关键功能基因的变化。结果表明:土壤无机磷、有机磷和总磷含量随磷素水平增加而显著增加。与HP处理相比,LP处理的土壤有机质和全氮含量分别显著增加22.76%和35.48%,MP处理的碱解氮含量显著增加17.61%。与HP处理相比,LP处理棉花叶片、秸秆、籽棉的磷含量和P2O5携出量均显著减少,MP处理磷肥利用率显著增加。棉花0~20cm和0~60cm土层根长及0~20cm土层根表面积、根冠比和比根长均随磷素水平增加而减少,而0~20cm土层根体积随磷素水平增加而显著增加。与HP处理相比,MP处理籽棉产量无显著差异,而LP处理的籽棉产量显著减少7.54%。棉花根际微生物在各分类单元数量随磷素水平增加呈降低趋势;与HP处理相比,MP处理微生物基因的Simpson指数无显著变化,LP处理微生物基因的Simpson指数显著增加;在属水平上,与HP处理相比,除溶杆菌属(Lysobacter)、贪噬菌属(Variovorax)外,MP处理相对丰度排名前10的微生物种群排序一致;而LP处理天山中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、根瘤菌(Rhizobium)相对丰度增加,黄色类固醇杆菌属(Steroidobac-ter)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、溶杆菌属、贪噬菌属、链霉菌属(Streptomyces)、苯基杆菌属(Phenylobac-terium)相对丰度减少,其中与根系生长发育密切相关的贪噬菌属相对丰度下降52.31%。与HP处理相比,LP处理的解磷微生物芽孢杆菌属(Bacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)相对丰度均上调,黄杆菌属(Flavobacterium)、沙门氏菌属(Salmonella)、产碱杆菌属(Alcaligenes)和根霉菌属(Rhizopus)相对丰度均下调;MP处理的黄杆菌属相对丰度上调,产碱杆菌属相对丰度下调。与HP处理相比,LP处理的磷养分活化过程基因丰度升高,MP处理的磷养分吸收过程基因丰度升高。因此减少施磷会增加根际土壤微生物基因多样性,增强磷养分的活化和吸收过程,促进根系生长,棉花生产中可适量减少磷肥施用量,冀中南一般棉田磷肥推荐用量(P2O5)为90kg·hm^(-2)。 展开更多
关键词 棉花 根系形态 根际微生物群落 磷循环 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 被引量:1
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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 宏基因组 根际土壤微生物 群落结构 功能差异 银杉
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有机物料与功能菌联合施用对植烟土壤微生物群落的影响
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作者 赵安丽 蒋桂花 +11 位作者 卢思宇 卢敏娇 郭吴晔 魏欣琪 蔡志维 张雨蓉 苏秀芳 唐莉娜 吴树松 蒋代兵 刘泓 曾文龙 《中国烟草科学》 北大核心 2025年第3期45-54,共10页
为探究有机物料与功能菌联合施用对植烟土壤微生物群落的影响,采用大田试验,在常规有机肥中添加不同有机物料及功能菌,研究了它们施用后植烟土壤微生物群落的状况。试验结果表明:有机物料及固氮、溶磷、解钾菌的施用会影响土壤微生物群... 为探究有机物料与功能菌联合施用对植烟土壤微生物群落的影响,采用大田试验,在常规有机肥中添加不同有机物料及功能菌,研究了它们施用后植烟土壤微生物群落的状况。试验结果表明:有机物料及固氮、溶磷、解钾菌的施用会影响土壤微生物群落的结构及组成,猪粪配方与功能菌联合施用对促进土壤氮循环尤为显著,可加快土壤的氮循环速率,对土壤磷、钾有效性提升也有促进作用,烟草旺长期烟叶氮、磷、钾含量分别提升了13%、40%、25%。牛粪及碳化谷壳配方在增加土壤腐生真菌的数量方面有明显优势,有助于促进有机物分解。 展开更多
关键词 植烟土壤 有机物料 功能 微生物群落
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基于宏基因组学技术的天祝藏酒大曲微生物群落多样性及功能解析
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作者 李亚萍 乔海军 +5 位作者 贾志龙 汪月 张忠明 刘琦 温得林 张卫兵 《轻工学报》 北大核心 2025年第2期31-40,共10页
为深入研究天祝藏酒大曲的特性及其在白酒酿造过程中发挥的作用,采用宏基因组学技术分析其微生物群落多样性,并对其功能基因进行注释。结果表明:从天祝藏酒大曲中鉴定出的微生物分别属于53个门和835个属,其中优势菌门包括厚壁菌门、放... 为深入研究天祝藏酒大曲的特性及其在白酒酿造过程中发挥的作用,采用宏基因组学技术分析其微生物群落多样性,并对其功能基因进行注释。结果表明:从天祝藏酒大曲中鉴定出的微生物分别属于53个门和835个属,其中优势菌门包括厚壁菌门、放线菌门和毛霉菌门,优势菌属包括糖多孢菌属、枝芽孢杆菌属、慢生芽胞杆菌属、横梗霉属、Desmospora、海洋芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、Syncephalastrum和链霉菌属。在KEGG二级水平上共注释到22条代谢通路,其中碳水化合物代谢和氨基酸代谢功能较突出,且糖酵解/糖异生及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢最旺盛;糖基转移酶和糖苷水解酶被CAZy数据库注释到的基因较多,分别占总基因数目的40.49%和39.09%。 展开更多
关键词 天祝藏酒大曲 宏基因组学技术 微生物群落 多样性 功能基因
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野生与栽培五味子叶际微生物群落多样性和结构差异及功能预测分析
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作者 吴宇彤 王若琳 +1 位作者 颜霞 黄丽丽 《西北农业学报》 北大核心 2025年第8期1491-1505,共15页
基于高通量测序明确野生五味子与栽培五味子叶际微生物群落丰富度、多样性、群落组成及结构差异,旨在对不同微生物群落进行功能预测,为后续探究野生品种与栽培品种五味子叶际微生物如何影响植物次生代谢提供参考。采用Illumina Novaseq... 基于高通量测序明确野生五味子与栽培五味子叶际微生物群落丰富度、多样性、群落组成及结构差异,旨在对不同微生物群落进行功能预测,为后续探究野生品种与栽培品种五味子叶际微生物如何影响植物次生代谢提供参考。采用Illumina Novaseq平台对野生与栽培五味子叶际微生物群落DNA片段进行测序,对获取的有效数据进行物种注释和丰度计算,揭示样本物种构成;进一步进行Alpha多样性和Beta多样性分类分析,挖掘样本间群落结构差异。扩增子的注释结果关联相应的功能数据库,采用PICRUSt2软件开展相关分析,并对样本中的微生物群落进行功能预测。结果表明:(1)野生品种与栽培品种叶际细菌扩增子序列变体(Amplicon Sequence Variants, ASVs)分别为2 525和1 516个,其中408个ASV为共有;叶际真菌ASVs分别为883和368个,其中105个ASV为共有。(2)叶际细菌野生品种中占比较高的菌属为甲基杆菌属(Methylobacterium-Methylorubrum)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas),栽培品种中占比较高的菌属为甲基杆菌属;叶际真菌野生品种中占比较高的菌属为枝孢属(Cladosporium),栽培品种中占比较高的菌属为外囊菌属(Taphrina)和枝孢属。(3)叶际微生物群落通过PICRUSt2分析及KEGG通路预测显示,野生品种在脂类运输与代谢、萜类化合物和聚酮类化合物代谢及能量产生类功能方面相对丰度占比显著高于栽培品种。可见:五味子野生品种叶际微生物群落丰富度和多样性高于栽培品种,与植株次级代谢产物合成及能量产生有关的微生物群落相对丰度占比野生品种高于栽培品种。 展开更多
关键词 五味子 叶际微生物 次生代谢物 群落多样性 结构分析 功能预测
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牛肉酸肉发酵过程中特征风味物质与微生物群落组成的相关性
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作者 唐钰婷 周秉德 +4 位作者 杨智博 赵鑫 唐俊妮 胡滨 朱成林 《食品科学》 北大核心 2025年第15期256-265,共10页
为研究牛肉酸肉发酵过程中特征风味物质与微生物群落演替的相关性,采用电子鼻、电子舌、气相色谱-离子迁移谱技术和高通量测序技术对其风味物质和微生物群落组成进行测定,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)鉴定风味物质... 为研究牛肉酸肉发酵过程中特征风味物质与微生物群落演替的相关性,采用电子鼻、电子舌、气相色谱-离子迁移谱技术和高通量测序技术对其风味物质和微生物群落组成进行测定,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)鉴定风味物质,利用Spearmen相关性分析探究微生物群落与特征风味物质之间的关联性。结果表明:在牛肉酸肉中共检测出40种挥发性物质,利用PCA得出的特征风味物质包括正己醇等17种;在酸肉发酵过程中,乳酸杆菌属(Lactobacillus)和魏斯氏菌属(Weissella)的相对丰度逐渐增高;而葡萄球菌属(Staphylococcus)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)、巨大球菌属(Macrococcus)在发酵过程中相对丰度逐渐降低。Spearmen相关性分析结果显示,乳酸杆菌属、葡萄球菌属和明串珠菌属与正己醇M、异戊醇M等多种风味化合物的产生呈现显著正相关。总的来看,乳酸杆菌属为牛肉酸肉发酵过程中的优势菌属,其在促进酯类和醇类风味物质的形成方面发挥了重要作用;除此之外,葡萄球菌属和明串珠菌属也同样促进了牛肉酸肉酯类和醇类风味物质的形成。 展开更多
关键词 牛肉酸肉 发酵 微生物群落组成 挥发性风味物质 相关性分析
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神农架国家公园不同植被类型土壤微生物群落结构及功能
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作者 李劲 程铭昊 +5 位作者 张溢 刘峰 姜庆虎 叶基荣 陈展 张于光 《生态学报》 北大核心 2025年第10期4842-4854,共13页
探究不同植被类型下土壤微生物的群落与功能差异对于理解土壤生态功能具有重要的科学意义,有助于揭示植被与土壤微生物群落间的相互作用机制。在神农架国家公园选择海拔相近、分布广泛且受到人类活动干扰较少华山松(Pinus armandii)为... 探究不同植被类型下土壤微生物的群落与功能差异对于理解土壤生态功能具有重要的科学意义,有助于揭示植被与土壤微生物群落间的相互作用机制。在神农架国家公园选择海拔相近、分布广泛且受到人类活动干扰较少华山松(Pinus armandii)为优势树种的针叶林和以锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)为优势树种的落叶阔叶林,基于高通量测序技术研究不同植被类型对土壤微生物的影响。结果表明:(1)不同植被类型下,土壤细菌优势门类中芽孢杆菌门、放线菌门和酸杆菌门,以及土壤真菌优势门类子囊菌门和担子菌门的相对丰度均存在显著差异(P<0.05);华山松林的土壤真菌Shannon指数显著高于锐齿槲栎林(P<0.05)。(2)功能预测显示微生物功能群相对丰度存在较大差异,其中华山松林土壤中化能异养型等功能群相对丰度显著高于锐齿槲栎林(P<0.001),而固氮功能群相对丰度显著低于锐齿槲栎林(P<0.05);华山松林土壤的植物腐生菌和木材腐生菌相对丰度显著高于锐齿槲栎林(P<0.001),而外生菌根的相对丰度显著低于锐齿槲栎林(P<0.001)。(3)分子生态网络分析表明,锐齿槲栎林的土壤细菌和真菌群落在网络节点、连接数、平均度数和模块度方面均高于华山松林。(4)Partial Mantel分析表明,土壤速效磷和植物Shannon指数对土壤细菌群落影响最大(P<0.01),而植物Shannon指数和物种丰富度对土壤真菌群落影响最大(P<0.01),细菌和真菌的功能群最大影响因子是土壤pH(P<0.001);偏最小二乘路径模型(PLS⁃PM)结果表明,土壤pH可能通过影响速效磷、全氮、有机碳等土壤养分,进而影响植物Shannon指数和物种丰富度。因此,不同植被类型对土壤微生物的群落结构和功能存在显著影响,主要受土壤pH、速效磷和植物多样性的影响,本研究结果对深入理解森林生态系统中植物-土壤-微生物的互作机制提供重要依据。 展开更多
关键词 优势树种 土壤微生物群落结构 功能预测 分子生态网络分析 影响因素
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有机无机肥配施促进复垦土壤微生物群落和碳氮功能恢复
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作者 李建华 李子旭 +6 位作者 朱悦 牛毅恒 李小针 卢晋晶 郜春花 张强 徐明岗 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第7期1285-1296,共12页
【目的】解析不同培肥措施下复垦土壤微生物群落结构、多样性及功能的差异特征,明确促进复垦土壤微生物群落和功能恢复的最优培肥措施。【方法】基于山西采煤塌陷复垦地的长期定位试验,采集复垦10年后的不同培肥处理土壤:不施肥(CK)、化... 【目的】解析不同培肥措施下复垦土壤微生物群落结构、多样性及功能的差异特征,明确促进复垦土壤微生物群落和功能恢复的最优培肥措施。【方法】基于山西采煤塌陷复垦地的长期定位试验,采集复垦10年后的不同培肥处理土壤:不施肥(CK)、化肥(NPK)、有机无机肥配施(NPKM)和未塌陷正常农田(NL),采用宏基因组测序、分子生态网络和功能基因注释等方法,分析土壤细菌、真菌群落的多样性、组成、生态网络与功能特征,及其与土壤养分的相关性。【结果】1)土壤细菌丰富度指数(ACE、Chao1)由高到低的顺序为NL>NPKM>NPK>CK(P<0.05),而对应的两个真菌丰富度指数的顺序则相反,NPK>NPKM>NL>CK(P<0.05);NPK和NPKM处理提高了细菌和真菌多样性(Shannon)指数,其中真菌多样性顺序为NL>NPKM>NPK>CK(P<0.05),细菌则表现为NL最高,NPK和NPKM处理差异不显著;NPKM处理的细菌、真菌群落与NL聚类在一个区域,NPK与CK聚类在一个区域,说明NPKM处理的细菌、真菌群落结构与正常农田没有显著差异,而NPK处理显著不同于正常农田。2)与CK相比,NPKM处理显著增加了细菌硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和放线菌门(Actinobacteria)丰度,降低了变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度;NPKM和NPK处理均增加了真菌被孢霉纲(Mortierellomycetes)的丰度,降低了真菌子囊菌纲(Sordariomycetes)的丰度。3)与CK相比,NPKM处理降低微生物生态网络的模块性和网络内的正/负链接比,表明物种间的竞争性和网络复杂性增强。4)基于KEGG和CAZy数据库分析,与CK相比,NPKM和NPK处理均提高了氨基酸、碳水化合物、脂质和核苷酸代谢相关功能基因丰度,NPKM处理在提升复垦土壤微生物功能潜力方面显著高于NPK处理,但与NL处理在多数功能通路中仍存在一定差距。【结论】复垦10年后,有机无机肥配施在提升复垦土壤微生物多样性、群落结构稳定性及代谢功能方面显著优于单施化肥,其微生物群落结构与未塌陷正常农田无显著差异,而微生物功能仍低于正常农田的水平,需要有机无机肥的持续投入。因此,有机无机肥配施较单施化肥更有效促进复垦土壤微生物群落结构与功能的同步恢复。 展开更多
关键词 煤矿复垦土壤 微生物群落 群落功能 长期施肥 土壤质量
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健康与根腐豌豆根际土壤微生物群落组成特征与影响因素
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作者 王豪吉 官会林 +3 位作者 周瑞春 朱林立 郭斌 徐武美 《植物保护》 北大核心 2025年第3期135-143,共9页
根腐病是导致豌豆Pisum sativum大幅减产的主要病害。根际微生物群落结构变化与病原菌丰度升高可能是豌豆根腐病的主要成因。目前尚未见豌豆根腐病植株根际土壤微生物群落组成特征与影响因素的研究。本研究通过高通量测序,比较分析了健... 根腐病是导致豌豆Pisum sativum大幅减产的主要病害。根际微生物群落结构变化与病原菌丰度升高可能是豌豆根腐病的主要成因。目前尚未见豌豆根腐病植株根际土壤微生物群落组成特征与影响因素的研究。本研究通过高通量测序,比较分析了健康与根腐豌豆植株根际土壤微生物群落结构,并探究了土壤理化特性和酶活性对微生物群落的影响。结果表明,健康与根腐豌豆植株根际土壤微生物群落存在明显分化特征。镰孢属Fusarium、亚隔孢壳属Didymella、癣囊腔菌属Plectosphaerella、Setophoma、戴氏菌属Dyella和Granulicella等为根腐豌豆植株根际土壤优势菌群;而毛壳菌属Chaetomium、白腐菌属Albifimbria、白黄笋顶孢霉属Acrostalagmus、芽单胞菌属Gemmatimonas和硝化螺菌属Nitrospira在健康豌豆植株根际土壤中的相对丰度较高。微生物群落功能与表型分类预测表明,根腐豌豆植株根际土壤中潜在植物病原真菌和病原细菌的相对丰度较高,较健康豌豆植株根际分别增加了3.33倍和1.75倍。与健康豌豆植株根际相比,发生根腐病的豌豆植株根际土壤pH、有机质含量、脲酶和蔗糖酶活性降低,而电导率(EC)、NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N含量升高(P<0.05),可能有利于病原菌的生长导致根腐病害的发生。本研究为了解豌豆根腐病害成因、制定病害防治策略提供了科学依据。 展开更多
关键词 豌豆 根腐病 高通量测序 微生物群落 功能预测
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草甘膦对烟田土壤微生物群落结构与代谢功能的影响
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作者 林木森 向立刚 +5 位作者 郭涛 王莹 余知和 高贵 陈立 汪汉成 《西南农业学报》 北大核心 2025年第7期1489-1498,共10页
【目的】探究草甘膦施用后烟田土壤微生物群落结构、多样性及代谢功能的变化规律,为草甘膦的合理安全使用提供科学依据。【方法】采用扩增子测序和Biolog-ECO技术,研究30%草甘膦处理不同时长(1、5、10、20、40、60 d)对烟田土壤真菌和... 【目的】探究草甘膦施用后烟田土壤微生物群落结构、多样性及代谢功能的变化规律,为草甘膦的合理安全使用提供科学依据。【方法】采用扩增子测序和Biolog-ECO技术,研究30%草甘膦处理不同时长(1、5、10、20、40、60 d)对烟田土壤真菌和细菌群落结构、多样性和代谢功能的影响。【结果】草甘膦施用1~20 d,烟田土壤中细菌和真菌群落丰富度与处理前无显著变化,第40天略有降低但差异不显著,第60天显著降低。其中,细菌群落的Sobs、Ace和Chao1指数分别从处理前的2713、3640和3590降至处理后第60天的2184、2405和2430,真菌群落相应指数则从399、503和487分别降至164、258和238。在多样性方面,细菌群落多样性在整个试验期内均无显著变化;真菌群落多样性在处理前40 d无显著变化,第60天显著降低,其中Simpson指数由处理前的0.0623增至0.1782,Shannon指数从3.63降低至2.66。土壤中优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)、子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和担子菌门(Basidiomycota),优势菌属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Vicinamibacteraceae、枝孢属(Cladosporium)和被孢霉属(Mortierella)等。草甘膦胁迫下,Dongia、Reyranella、酸杆菌属(Acidibacter)、Saccharimonadales、德沃斯氏菌属(Devosia)、枝孢属(Cladosporium)、虫草属(Cordyceps)和曲霉属(Aspergillus)等相对丰度增加,其余菌属相对丰度降低。草甘膦处理对细菌群落功能无显著影响,但对真菌群落功能影响较大,尤其是具有内生菌-凋落物腐生菌-土壤腐生菌-未定义腐生菌功能的真菌相对丰度变化显著。草甘膦处理后,土壤微生物群落对碳源的代谢能力均有不同程度的增强,包括对原有10种代谢程度一般或较低的碳源转变为高效代谢,以及对原有14种高效代谢碳源的代谢程度进一步增强。【结论】草甘膦处理可改变烟田土壤真细菌群落组成和结构,尤其是在处理后第40~60天内影响显著;同时草甘膦处理也增强了土壤微生物的碳源代谢功能。 展开更多
关键词 草甘膦 土壤微生物群落 多样性 丰富度 代谢功能
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白芨滩两种沙生植物根际与非根际土壤微生物群落功能多样性比较
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作者 黄晶晶 段晓敏 +3 位作者 李佳佳 何王平 熊婉湘 李靖宇 《生态科学》 北大核心 2025年第4期254-263,共10页
白芨滩国家级自然保护区植被恢复显著改善了区域生态环境,植物-土壤-微生物之间的相互作用对于植物健康、适应环境等至关重要,深入了解植物根际和非根际土壤微生物群落代谢功能多样性,可为评价荒漠生态系统植物适应极端环境提供理论依... 白芨滩国家级自然保护区植被恢复显著改善了区域生态环境,植物-土壤-微生物之间的相互作用对于植物健康、适应环境等至关重要,深入了解植物根际和非根际土壤微生物群落代谢功能多样性,可为评价荒漠生态系统植物适应极端环境提供理论依据。选择两种沙生植物作为研究对象,对其根际和非根际土壤微生物功能多样性进行分析,以揭示不同植物根际和非根际土壤微生物群落结构的异同及其在碳源利用方面的差异。研究采用Biolog-ECO生态板对白芨滩地区花棒和沙生针茅两种沙生植物根际与非根际土壤样品进行碳源利用分析。两种植物根际和非根际土壤微生物的平均颜色变化率大小关系为花棒非根际土<沙生针茅非根际土<花棒根际土<沙生针茅根际土。连续培养288 h后的沙生针茅非根际土的Shannon指数显著低于花棒根际土(P<0.05),而四种土壤的Simpson指数、丰富度指数和均匀度指数无显著差异。两种植物以糖类化合物和氨基酸为敏感碳源。主成分分析表明,花棒非根际与其他三种土壤碳源利用差异较大,沙生针茅非根际土样地间的碳源利用差异较大;六大类碳源对四种土壤主成分分离的贡献作用相近,起主要作用的是氨基酸类、糖类化合物、羧酸类和聚合物。花棒和沙生针茅两种植物根际和非根际土壤微生物的群落结构和多样性基本一致,花棒根际与非根际土壤微生物群落的组成和分布差异最大。花棒和沙生针茅根际微生物能够提高土壤碳源的利用情况,改善土壤环境,对荒漠生态系统的恢复具有一定意义。 展开更多
关键词 根际土 非根际土 Biolog-ECO 土壤微生物 群落功能多样性
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煤制生物CH_(4)过程中微生物群落组成及降解机制研究
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作者 张怀文 郝飞耳 +2 位作者 夏大平 周岭 姚义清 《塔里木大学学报》 2025年第5期103-112,共10页
为探究煤制生物CH_(4)过程中不同微生物群落组成及降解机制,本研究以褐煤为研究对象,在35℃下进行煤厌氧发酵试验。采用高通量测序技术、气相色谱法等手段对煤制生物CH_(4)过程中的微生物群落组成、重要阴离子和挥发性脂肪酸进行阶段性... 为探究煤制生物CH_(4)过程中不同微生物群落组成及降解机制,本研究以褐煤为研究对象,在35℃下进行煤厌氧发酵试验。采用高通量测序技术、气相色谱法等手段对煤制生物CH_(4)过程中的微生物群落组成、重要阴离子和挥发性脂肪酸进行阶段性测试和分析,以揭示其降解机制。结果表明,煤厌氧发酵过程产生的气体主要包括CH_(4)、CO_(2)和N_(2)。细菌在水解阶段以不动杆菌属为主,并伴有相对丰度较低的丛毛单胞菌属和沉积物杆菌属的生成;产酸阶段以屠场杆菌属为主,同时检测到相对丰度较低的佩特里单胞菌属和泰氏菌属;产CH_(4)阶段以假单胞菌属为主,同时脱亚硫酸菌属的协同代谢作用也不容忽视。与细菌相比,产CH_(4)菌在发酵初期以甲烷杆菌属和甲烷囊菌属为主,在产CH_(4)阶段转变为以甲烷八叠球菌属为主。在这些微生物作用下,煤厌氧降解产生了较高浓度的HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、乙酸和丁酸,是CH_(4)生成过程中的关键中间产物。研究不仅为通过调控水解菌和产酸菌等微生物群落组成来提高目标产物浓度提供了参考,同时也补充和完善了煤生物产气理论。 展开更多
关键词 生物CH_(4) 厌氧发酵 微生物群落组成 降解机制
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岩溶湖泊微生物群落结构及功能基因预测
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作者 梁丽营 杨景媛 +5 位作者 牟春霞 杜军 欧宇翔 李炫漫 刘细祥 刘艳 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第2期767-778,共12页
为揭示岩溶泉上覆水的水化学特征,总结分析微生物多样性、群落组成特征及潜在功能基因预测结果,挖掘微生物与环境因子的相互作用关系,采集灵水岩溶泉的上覆水,并采用地球水化学法、16S rRNA基因的高通量测序法测定分析样品中的水化学特... 为揭示岩溶泉上覆水的水化学特征,总结分析微生物多样性、群落组成特征及潜在功能基因预测结果,挖掘微生物与环境因子的相互作用关系,采集灵水岩溶泉的上覆水,并采用地球水化学法、16S rRNA基因的高通量测序法测定分析样品中的水化学特征、微生物多样性、群落结构特征和测定功能基因。结果显示,在细菌域中,检测出40个门、106个纲、251个目、424个科、822个属,灵水泉上覆水不同采样点中优势菌门、菌属种类相似,但相对丰度有所差异。在门水平上,排名前3的优势菌门为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)分析表明,NO3-和Chl a是显著影响灵水泉微生物群落组成的环境因子。通过PICRUSt功能预测分析发现了6个一级功能和45个二级功能,表明细菌群落的潜在功能代谢比较活跃。灵水泉中存在丰富的新陈代谢基因,其中氨基酸代谢基因最高,其次为碳水化合物代谢基因,辅助因子和维生素的代谢基因丰度相对较高。代谢功能分析共获得182条代谢途径,灵水岩溶泉细菌代谢途径丰富,主要为能量代谢途径、碳水化合物代谢途径,通过参与生态系统中的能量和碳循环,有益于水体健康。研究阐述了岩溶湖泊中微生物群落的分布及其代谢途径,为岩溶湖泊水生态系统的健康发展提供了基础数据和科学依据。 展开更多
关键词 环境工程学 岩溶泉水 微生物多样性 群落结构 16S rRNA高通量测序 功能基因
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尾矿库黄药降解微生物群落的结构与功能研究
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作者 陶慧玲 刘心艺 +2 位作者 马丽媛 蒋沙沙 王兴杰 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期304-312,共9页
为了研究具有黄药降解能力的微生物群落结构及其功能,以湖北大冶某尾矿库水样的微生物群落为研究对象,采用高通量测序技术,对比分析了未添加黄药(N Xanthate)和添加黄药(Xanthate)条件下微生物群落在演替过程中的结构与功能变化。结果表... 为了研究具有黄药降解能力的微生物群落结构及其功能,以湖北大冶某尾矿库水样的微生物群落为研究对象,采用高通量测序技术,对比分析了未添加黄药(N Xanthate)和添加黄药(Xanthate)条件下微生物群落在演替过程中的结构与功能变化。结果表明:①在微生物作用下,Xanthate组黄药含量由1.049 mmol/L减少至0.617 mmol/L;②多样性分析结果显示,黄药的添加导致了微生物群落物种多样性指数下降,群落组成发生显著变化;③在属水平上,N Xanthate组的群落主要由Muribaculaceae、普雷沃氏菌属和乳杆菌属组成,而Xanthate组以寡养单胞菌属和芽孢杆菌属为主;④黄药的引入提高了微生物群落在抗氧化、能量产生和DNA修复等方面的功能基因丰度。黄药显著影响了微生物群落的结构和功能,导致物种多样性显著降低,并促使群落向提高环境适应性、维持基因组稳定性和增强抗逆性等方向演替。微生物在环境修复中具有巨大潜力,探究黄药降解微生物功能群对黄药降解机制的研究和环境修复具有重要意义。 展开更多
关键词 黄药 微生物 群落结构 多样性 功能预测
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基于宏基因组学分析不同发酵时期新疆沙棘酵素微生物群落结构及功能
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作者 范蕊 王文文 +4 位作者 魏琳娜 王腾斌 魏思佳 刘锦蓉 李芳 《食品工业科技》 北大核心 2025年第8期173-181,共9页
目的:采用宏基因组学分析技术,对新疆沙棘酵素自然发酵过程中不同时期的微生物群落结构及功能变化进行探究。方法:对沙棘酵素发酵10、20、30、40、50、60 d的样品进行基因组DNA提取、PCR产物扩增及纯化、Illumina PE文库构建及宏基因组... 目的:采用宏基因组学分析技术,对新疆沙棘酵素自然发酵过程中不同时期的微生物群落结构及功能变化进行探究。方法:对沙棘酵素发酵10、20、30、40、50、60 d的样品进行基因组DNA提取、PCR产物扩增及纯化、Illumina PE文库构建及宏基因组测序等程序,分析沙棘酵素发酵过程中微生物群落结构,通过与京都基因与基因组百科全书(KEGG)、直系同源蛋白分组(EggNOG)、碳水化合物活性酶(CAZy)数据库3个数据库比对,进行功能基因注释及差异分析。结果:沙棘酵素不同发酵时期微生物丰富多样,共鉴定出48个门、106个纲、222个目、438个科、881个属和1561个种的微生物。发酵前期的优势菌是乳杆菌属(Lactobacillus sp.,33.03%)、库德里阿兹威氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii,89.06%);发酵中期的优势菌是日本葡糖杆菌(Gluconobacter japonicus,40.3%)、库德里阿兹威氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii,71.12%);发酵后期的优势菌是日本葡糖杆菌(Gluconobacter japonicus,35.71%)、近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis,66.01%)。发酵前期被注释最多的代谢途径是碳水化合物代谢、氨基酸代谢;参与能量形成与转换的有1628个基因,参与氨基酸代谢的共2654个基因,参与碳水化合物转运与代谢的共2275个基因;发酵中期被注释最多的代谢途径是辅酶因子及维生素代谢,参与翻译、核糖体结构及合成的共2629个基因,参与翻译后修饰、蛋白质翻转的有1692个基因。糖基转移酶、糖苷水解酶是沙棘酵素整个发酵周期中的主要酶。结论:本文阐明了沙棘酵素不同发酵时期样品微生物群落结构及功能差异,为后续全面研究其微生物群落的生态组成和动态变化提供科学依据。 展开更多
关键词 沙棘 宏基因组学 微生物 群落结构 功能分析
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草原土壤微生物群落结构及其生态功能
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作者 石素梅 杨敬杰 单晓静 《农村科学实验》 2025年第6期24-26,共3页
草原土壤微生物群落在生态系统中发挥着重要作用。该文阐明了微生物群落结构特征,发现群落组成从微观土壤颗粒到宏观地理尺度均呈现出特定分布格局。微生物群落通过代谢网络参与碳氮循环和有机质降解,形成物质转化系统。该文揭示了功能... 草原土壤微生物群落在生态系统中发挥着重要作用。该文阐明了微生物群落结构特征,发现群落组成从微观土壤颗粒到宏观地理尺度均呈现出特定分布格局。微生物群落通过代谢网络参与碳氮循环和有机质降解,形成物质转化系统。该文揭示了功能基因表达与群落结构的关联,识别出关键功能菌群。环境异质性、植被特征和水分条件影响着微生物分布格局。这些发现深化了对草原地下生态系统的认识,为生态管理提供了理论支撑。 展开更多
关键词 草原 土壤微生物 群落结构 生态功能
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基于宏基因组学的中华绒螯蟹养殖池塘水体微生物群落结构和功能组成分析 被引量:7
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作者 张旭 周丽 +7 位作者 蔡敏 崔娜欣 庞思 邹国燕 赵志勇 袁泉 黄伟伟 张亚雷 《渔业科学进展》 CSCD 北大核心 2024年第4期112-124,共13页
养殖水体中的微生物群落结构及功能组成对养殖生态系统具有重要作用。为了全面系统评估中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)养殖中后期水体微生物群落结构和功能组成,于2022年6―10月逐月监测上海市崇明区中华绒螯蟹养殖池塘内水质指标,同时... 养殖水体中的微生物群落结构及功能组成对养殖生态系统具有重要作用。为了全面系统评估中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)养殖中后期水体微生物群落结构和功能组成,于2022年6―10月逐月监测上海市崇明区中华绒螯蟹养殖池塘内水质指标,同时基于宏基因组学技术分析了养殖期内水体中微生物物种组成及功能结构特征,并探讨了二者与环境因子的关系。结果显示,该养殖池塘在养殖中后期主要超标水质指标为p H、高锰酸盐指数、总磷和总氮。在养殖期水体中,6―8月的微生物群落多样性以及7―8月的微生物群落丰富度处于较高水平,优势门为细菌中的变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和病毒中的尾噬菌体门(Uroviricota),而在属水平上,丰度占比前10的优势属在多组之间均存在显著差异,如7月蓝藻门微囊藻属(Microcystis)细菌和8―10月的有尾噬菌体目(unclassified_o_Caudovirales)病毒丰度明显高于其他月份。微生物的主要功能为代谢功能包括能量代谢、全局和概览图、氨基酸代谢等,不同月份的功能组成存在显著差异,尤其是6―7月代谢途径丰度明显高于8―10月,而优势细菌变形菌门、放线菌门和拟杆菌门是上述功能的主要贡献者。环境因子对微生物群落结构和功能组成的影响趋势一致,叶绿素a和pH是影响最显著的环境因子,溶解氧、总磷的影响作用稍弱。在养殖水体中,丰度占比较大的致病菌为肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)、爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。研究结果可为中华绒螯蟹养殖池塘水体微生物群落结构和功能组成研究提供基础数据,并可为养殖水质调控及生态系统构建提供理论依据。 展开更多
关键词 养殖塘 中华绒螯蟹 宏基因组学 微生物群落 功能 环境因子
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