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3种纳米材料对水稻幼苗生理及根际细菌群落结构的影响 被引量:1
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作者 许秀松 李亚婕 +3 位作者 尹勇 蒙爱萍 陈振翔 刘灵 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期266-280,共15页
随着纳米技术的快速发展,评估人工纳米材料(ENMs)对植物-微生物系统的潜在危害至关重要。本研究通过盆栽试验,分析不同浓度(0、0.50、1.00和2.00 mg·g^(-1))的纳米材料即纳米二氧化硅(nSiO_(2))、纳米二氧化钛(nTiO2)和纳米氧化锌(... 随着纳米技术的快速发展,评估人工纳米材料(ENMs)对植物-微生物系统的潜在危害至关重要。本研究通过盆栽试验,分析不同浓度(0、0.50、1.00和2.00 mg·g^(-1))的纳米材料即纳米二氧化硅(nSiO_(2))、纳米二氧化钛(nTiO2)和纳米氧化锌(nZnO)对水稻幼苗生理和根际细菌群落结构的影响。研究结果显示,3种纳米材料处理后,水稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加(P<0.05,下同),可溶性蛋白(SP)含量仅在2.00 mg·g^(-1)nTiO_(2)和0.50 mg·g^(-1)nZnO处理时显著降低;2.00 mg·g^(-1)nSiO_(2)处理及1.00 mg·g^(-1)和2.00 mg·g^(-1)nZnO处理均可显著降低水稻幼苗的株高(PH)、鲜质量(FW)和干质量(DW),nTiO_(2)处理则对其没有显著性影响。高通量测序结果表明,与不加纳米材料的对照(CK)处理比,3种纳米材料处理的根际土壤优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes),根际促生及反硝化细菌如芽孢杆菌属(Bacillus)、黄色土源菌(Flavisolibacter)、Kaistobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)和Candidatus_Solibacter菌属的丰度均有显著提升。Pearson相关分析表明,Catellatospora等属的相对丰度与水稻的抗氧化酶活性和生物量呈显著正相关,而Candidatus_Koribacter等属的相对丰度与其呈显著负相关。同时,nSiO_(2)和nZnO处理浓度分别为1.00 mg·g^(-1)和2.00 mg·g^(-1)的水稻根际土壤细菌多样性均降低,群落结构变化明显,而nTiO_(2)处理对其影响不显著;nSiO_(2)和nTiO_(2)处理均诱导水稻根际细菌中编码氨基酸代谢等基因丰度显著升高,nZnO处理则降低与细胞运动等相关功能基因丰度。综上所述,3种尺度相同的纳米材料可直接对水稻幼苗产生生理毒性,但因nZnO和nTiO_(2)的水力直径分别为最小和最大而相应表现出最强和最弱的毒性效应。此外,3种纳米材料尤其是nSiO_(2)和nZnO还可通过改变根际土壤细菌基因功能,降低水稻根际土壤细菌多样性并改变群落组成及结构,间接造成水稻幼苗氧化应激和渗透胁迫,进而不同程度地影响幼苗生长和发育,其中nZnO的抑制效果最显著。3种纳米材料对水稻幼苗生理和根际细菌群落表现出的毒性大小顺序:nZnO>nSiO_(2)>nTiO_(2)。本研究结果为纳米材料对水稻及根际土壤微生物的潜在危害及农田生态系统的环境保护与资源利用提供了科学依据。 展开更多
关键词 纳米材料 水稻 氧化应激 根际细菌群落结构 功能预测
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微生物菌肥施用对烟草土壤理化性状及根际细菌群落结构的影响
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作者 张煜 张国财 +5 位作者 张厚良 谢红 高金辉 杜洪晨 张杰 李烨 《东北农业大学学报》 2025年第4期13-25,共13页
研究评估微生物菌肥对烟草种植土壤的影响,涵盖土壤物理化学性质、酶活性和微生物群落结构。试验在黑龙江省绥化市望奎县烟草田中进行,施用不同配比的微生物菌肥、烟草专用肥及其混合肥料。结果表明:微生物菌肥显著提高土壤有机碳质量... 研究评估微生物菌肥对烟草种植土壤的影响,涵盖土壤物理化学性质、酶活性和微生物群落结构。试验在黑龙江省绥化市望奎县烟草田中进行,施用不同配比的微生物菌肥、烟草专用肥及其混合肥料。结果表明:微生物菌肥显著提高土壤有机碳质量分数和有机质质量分数,OC1处理组有机碳质量分数为15.85 g·kg^(-1),较对照组提高8.25 g·kg^(-1)。微生物菌肥促进水解氮质量分数、有效磷质量分数和速效钾质量分数增加,OC1组水解氮质量分数为378.25 mg·kg^(-1),高于对照组。酶活性方面,OC1组脲酶活性为0.85 U·g-1,较单施烟草专用肥提高0.19 U·g-1;过氧化氢酶活性在O3组达到1.40 U·g-1,较对照组提高1.03 U·g-1。微生物群落分析表明,微生物菌肥显著提高土壤微生物多样性,并改变细菌群落结构。微生物菌肥显著改善土壤质量。 展开更多
关键词 烟草 微生物菌肥 土壤理化性状 根际细菌群落结构
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甘薯基部腐烂病对植株根际土壤细菌群落结构的影响 被引量:1
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作者 陈海生 唐超文 +2 位作者 刘守平 陈伟强 侯金祥 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1194-1202,共9页
【目的】探明甘薯茎基部腐烂病发生机制,为构建该病害的绿色防控体系提供依据。【方法】以处于南北薯区交接带、南北甘薯病害发生区的浙江省台州市黄岩区西部山区为研究对象,采用Illumina高通量测序技术,对比研究甘薯茎基部腐烂病发病... 【目的】探明甘薯茎基部腐烂病发生机制,为构建该病害的绿色防控体系提供依据。【方法】以处于南北薯区交接带、南北甘薯病害发生区的浙江省台州市黄岩区西部山区为研究对象,采用Illumina高通量测序技术,对比研究甘薯茎基部腐烂病发病甘薯植株与健康甘薯植株的根际土壤细菌群落结构和多样性,及其根际土壤酶包括土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性。【结果】甘薯茎基部腐烂病显著降低了植株根际土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,提高了根际土壤细菌多样性指数。在门分类水平上,该病害显著降低了其植株根际土壤放线菌门、疣微菌门和拟杆菌门相对丰度,显著提高了绿湾菌门和Candidate-division-wps-2菌群的相对丰度。在属分类水平上,该病害显著提高了植株根际土壤细菌GP_(1)、未分类的厚壁菌属和芽单胞菌属的相对丰度,显著降低了未分类的链霉菌属、链嗜酸菌属、伯克霍尔德菌属等菌群的相对丰度。【结论】甘薯茎基部腐烂病降低了其植株根际脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,改变了甘薯根际土壤细菌群落的结构和多样性。 展开更多
关键词 甘薯茎基部腐烂病 高通量测序 土壤细菌群落结构 土壤酶活性
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PGPR菌剂对辣椒的促生效应及根际土壤细菌的响应研究 被引量:9
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作者 黄文茂 詹永发 +1 位作者 王欢 韩丽珍 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期152-160,共9页
研究田间条件下PGPR菌剂灌根对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构的影响,为深入探究PGPR菌剂的田间促生机制提供理论依据。以4株PGPR菌株制成PGPR菌剂,对辣椒进行灌根,并采用Illumina-MiSeq平台对辣椒根际土壤细菌V3-V4区进行Paired-end测... 研究田间条件下PGPR菌剂灌根对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构的影响,为深入探究PGPR菌剂的田间促生机制提供理论依据。以4株PGPR菌株制成PGPR菌剂,对辣椒进行灌根,并采用Illumina-MiSeq平台对辣椒根际土壤细菌V3-V4区进行Paired-end测序,结合细菌及功能菌群数量、辣椒产量指标,比较分析菌剂灌根配施全量化肥(PGPR-CF1)、菌剂灌根配施80%化肥(PGPR-CF2)和全量化肥(CK)处理后对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构特征的影响。结果表明:PGPR菌剂灌根后辣椒根际土壤细菌及包含固氮、解磷及解钾等功能菌群的数量显著提高,且物种丰度和多样性均高于对照,细菌优势度则表现为PGPR-CF1和CK组高于PGPR-CF2。所有土样共得到有效序列573 896条,在相似水平为97%下聚类分析得到OTUs数分别为2 153个(CK)、2 337个(PGPR-CF1)、2 358个(PGPR-CF2);各处理辣椒根际土壤中的优势门为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门,相对丰度总占比分别为83.7%(PGPR-CF1)、79.55%(PGPR-CF2)和79.77%(CK)。PGPR菌剂灌根后增加了伯克霍尔德氏菌目、芽孢杆菌目、鞘脂单胞菌目等的相对丰度,降低了芽单胞菌目、酸杆菌目的相对丰度。Pearson指数表明,辣椒产量和单果重与根际土壤细菌多样性和丰度正相关。研究显示,PGPR菌剂处理,可以提高根际土壤细菌和功能菌群的数量,同时影响了物种多样性和群落结构,并促进了辣椒增产。 展开更多
关键词 PGPR菌剂 促生效应 辣椒 细菌数量 根际细菌群落结构
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