生物絮团中微生物群落的功能、结构及其调控研究进展

为了进一步了解生物絮团的本质,促进生物絮团技术的发展与应用,本文从生物絮团的功能、生物絮团的结构和生物絮团的人工调控等三个层次进行了分析,得出可通过改变碳源类型、碳氮比、温度、pH和溶解氧等条件,实施对养殖水体微生物群落结构的人工调控,从而达到净化养殖水体、实现养殖对象的生物防治和提高饲料利用率等目标。并指出生物絮团中微生物菌群间相互作用和种属动态变化及其精准调控仍有待深入研究。     

生物絮团系统中温度突变对日本囊对虾肠道和水体微生物多样性的影响

利用生物絮团对虾养殖系统进行日本囊对虾的养殖实验,研究温度突变对生物絮团系统中水体氮转化效率及其稳定性的影响。实验将日本囊对虾随机分为2组,对照组为消毒的洁净海水,日换水量20%（半封闭养殖系统）,实验组为初始量20 mL/L的生物絮团海水（生物絮团系统）。在实验组与对照组水质保持1周的稳定后,进行温度突变胁迫,温度骤升10℃。在温度突变过程中,温度突变对水体中氮转化通路无显著影响(P>0.05),实验组的硝酸盐氮在温度突变后有上升的趋势,温度突变实验第5天（突变前）为19.65 mg/L到实验第10天（突变后）升高到31.54 mg/L,实验组的累计速率大于对照组。高通量测序显示,实验组与对照组水体微生物中共获得了4219个OTU。实验组的丰度与多样性指数均大于对照组,温度突变前大于突变后。温度突变后的水体和肠道的微生物群落的丰度与多样性均低于突变前。结果表明生物絮团系统在应对温度突变中的表现要优于半封闭养殖系统,在微生物群落的丰度与多样性上均具有更高的稳定性。     

不同摄食状态罗非鱼养殖水体微生物群落功能多样性初探

旨在研究不同摄食状态罗非鱼养殖水体微生物群落功能多样性差异。利用Biolog 技术对不同摄食状态下罗非鱼养殖水体微生物群落对六大类碳源利用情况及其微生物群落功能多样性与环境因子间的关系进行研究。结果显示：不同摄食状态罗非鱼养殖水体微生物对醇类和胺类的利用强度均存在显著性差异,对其他类碳源利用情况基本相同;RDA分析表明,NH4+-N、NO2--N、NO3--N是影响不同摄食状态罗非鱼养殖水体微生物群落功能多样性差异的主要因素。结果表明：不同摄食状态的罗非鱼养殖水体微生物群落功能多样性存在一定差异。     

绿肥套作对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响

以Biolog技术研究了套作绿肥对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响,为绿肥与烟草套作栽培模式的应用提供理论依据,结果表明:团棵期和成熟期表征土壤微生物碳代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)均为套作草木犀套作黑麦草对照,说明套作绿肥对土壤微生物利用碳源的能力影响显著。土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为套作草木犀套作黑麦草对照,且套作草木犀的土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为最大值,说明套作绿肥影响了植烟土壤的微生物群落结构,提高了植烟土壤微生物群落多样性。不同碳源的代谢强度分析表明,不同绿肥及不同生长时期土壤微生物对氨基酸类、羧酸类和糖类的利用程度明显高于氨/胺类、其他化合物类和聚合物类碳源。主成分分析表明,套作绿肥及不同生长期植烟土壤的微生物群落功能多样性具有明显的差异,糖类、其他化合物类和羧酸类对微生物碳代谢差异起主要作用。套作绿肥增强了土壤微生物对碳源的利用能力,提高了植烟土壤的微生物群落结构和群落功能多样性,并且套作草木犀的效果更为明显。     

春季稻虾轮作系统微生物群落特征分析

为分析春季不同时间稻虾田微生物群落的构成，采用Illumina Miseq高通量测序技术对克氏原螯虾肠道及养殖环境细菌群落组成进行分析。结果显示，所有样品共检测得到16966个分类操作单元(operational taxonomic units,OTUs),4月底泥样本OTUs最多为3677，虾肠道最少为757。Alpha多样性分析显示，底泥菌群丰度和多样性较高；稻虾轮作系统中优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。4—5月所有样品中的优势类群均为变形菌门，6月克氏原螯虾肠道的优势类群为厚壁菌门。放线菌门在水体中的占比高于肠道和底泥。主坐标分析(PCoA)和样品层级聚类分析(UPGMA)发现，不同月份的底泥和水体菌群按物种聚类到一起，但6月的克氏原螯虾肠道与底泥菌群相似度较高。综合分析，春季稻虾轮作系统中，克氏原螯虾肠道菌群组成与外界养殖环境存在相关性，不同月份各样品菌群的多样性和组成虽有差异但相对稳定。     

罗非鱼-鱼腥草共生养殖池塘沉积物菌群结构与功能特征

为探究鱼腥草浮床对罗非鱼池塘沉积物中细菌群落的影响,采用Biolog-Eco和PCR-DGGE技术,对比分析了2013年9—11月鱼腥草浮床(试验塘)和常规养殖(对照塘)2种模式下,罗非鱼养殖池塘沉积物中菌群的结构和功能多样性特征。Biolog-Eco结果显示:9月份试验塘沉积物微生物代谢强度和菌群多样性指数均低于对照塘;但10—11月份则明显高于对照塘,且不同月份丰富度指数与对照塘相比均差异显著(P0.05),说明鱼腥草浮床在养殖中、后期能有效增加细菌生物量和提高种群丰富度。主成分分析(PCA)显示:试验塘和对照塘不同月份沉积物中菌群对羧酸类碳源的相对利用率差异较大,且不同月份利用碳源的差异程度为10月11月9月;DGGE结果显示:试验塘和对照塘沉积物主要的菌群结构组成相似,分属于6个门,包括变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和梭杆菌门(Fusobacteria),其中变形菌门(54.17%)均为优势菌群,但同一月份试验塘菌群多样性均明显多于对照塘。结果表明,鱼腥草浮床具有增加罗非鱼池塘沉积物菌群功能多样性和优化菌群结构的作用。     

土壤细菌群落结构及功能多样性对烤烟连作的响应

探索烤烟连作对土壤细菌群落结构及功能多样性的影响，对深入理解连作障碍成因，制定土壤保育措施具有一定的理论和指导意义。利用高通量测序技术对云南省3个核心烟区不同连作年限（0、2、4和8年）耕层土壤细菌16S rDNA V3-V4片段进行测序，并结合土壤化学性质进行细菌群落分布与环境因子的相关性分析。结果表明，云南曲靖、红河烟区烟田土壤排前10位的细菌优势菌属相对丰度累积总和分别为11.43%～17.46%和15.82%～22.35%，细菌群落丰富度和多样性均随连作年限的延长极显著或显著增加，文山烟区烟田排前10位的土壤优势细菌菌属相对丰度累积总和为17.66%～23.08%，随连作年限的延长呈先降后升的趋势，细菌群落丰富度和多样性随连作年限的延长极显著提高；氨基酸代谢和其他次生代谢产物合成功能丰度是连作土壤细菌群落的主要代谢路径，随连作年限的增加区域间存在差异。冗余分析结果表明，土壤化学性质与细菌群落分布密切相关，其中pH是影响土壤细菌群落变化的核心环境因子，贡献值（18.12%）最高。综合而言，不同烟区土壤细菌群落多样性、功能多样性和优势菌属相对丰度随连作年限的增加，其变化趋势存在差异...     

甘草附生细菌多样性和群落结构组成

为了解甘草不同部位的细菌多样性和群落结构组成,应用高通量测序技术对其叶际、茎部和根际细菌的16S rDNA进行测序,分析细菌多样性和群落结构组成。结果表明,从特征值分布上看,3个部位共有特征值数量为102个,根际、叶际、茎部独有特征值数量分别为4 801、818、432个。根际的多样性和丰富度明显高于叶际和茎部,茎部和叶际的群落结构相似性更高。在门水平上,变形菌门是各部位的优势细菌门,相对丰度表现为茎部叶际根际。在属水平上,茎部和叶际最丰富的菌属是泛菌属,假单胞菌属次之,根际优势菌属种类多,但多未准确分类。     

投喂皇竹草和生物絮团草鱼稚鱼生长性能的对比及营养成分评价

为了评价生物絮团作为草鱼稚鱼饵料的营养价值,以草鱼（Ctenopharyngodon idellus）稚鱼为研究对象,以皇竹草（Pennisetum sinese）为对照,养殖60天后测定草鱼稚鱼的生长指标、肌肉营养成分组成与含量。结果表明：生物絮团组草鱼平均尾末质量与皇竹草组相比提高了1.14倍,生物絮团组草鱼的体长、成活率和肥满度均优于皇竹草组。生物絮团组和皇竹草组的草鱼肌肉常规营养成分中的粗蛋白和碳水化合物差异显著（P＜0.05）,但粗脂肪和灰分含量基本一致。另外,生物絮团组和皇竹草组草鱼肌肉氨基酸中均含有16种常规氨基酸和4种鲜味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸),其常规氨基酸总质量分数分别为（17.1±1.24）%和（16.803±1.030）%,氨基酸各组成成分均无显著变化;生物絮团组草鱼肌肉中多不饱和脂肪酸（PUFA）和高不饱和脂肪酸（HUFA）总数分别为（32.2±4.05）%和（34.61±4.08）%,极显著高于皇竹草组（P＜0.01）。可见,生物絮团养殖模式不仅能提高草鱼稚鱼的生长性能,而且能在不改变肌肉氨基酸组成和鲜味的条件下明显提高其肌肉中营养价值中的不饱和脂肪酸含量,因此,生物絮团可以作为草鱼稚鱼的一种新型优质饵料。     

四川盆地紫色土中丰富及稀有细菌的分布特征与动态变化

土壤微生物群落由少数丰富类群和多数稀有类群组成，揭示丰富和稀有细菌的分布特征和动态变化对于理解土壤生态系统至关重要。本研究以旱地紫色土为研究对象，以猪粪和鸡粪为有机肥的外源，进行为期100 d的培养试验，并设计5个采样时间点，采用高通量测序技术，对不施肥对照处理(CK)，施加猪粪处理(PMS)，施加鸡粪处理(CMS)紫色土中细菌群落进行分析。结果表明：稀有细菌的数量、分类群以及α多样性指数高于丰富细菌，说明两者的分布组成存在差异。丰富和稀有细菌群落结构具有相似的动态变化，施用猪粪对微生物群落结构的影响异于未施肥和施鸡粪处理。共现网络分析显示稀有细菌的拓扑特性显著高于其他类群，但少数丰富细菌占据了网络的中心节点。条件稀有或丰富细菌具有高度中介中心性，表明其在群落动态变化中存在一定贡献。研究结果有助于理解施用粪肥土壤中细菌群落的动态变化及其生态网络。     

小球藻对罗非鱼养殖水体水质及细菌群落结构的影响

本研究通过向罗非鱼养殖水体中添加小球藻,旨在探究其对养殖水体N、P降解和微生物群落调控的最佳浓度。分别设置对照组(NC)、低浓度组(LC)、中浓度组(MC)和高浓度组(HC),探究不同浓度小球藻对罗非鱼养殖水体中N、P的改善效果,并采用16S rRNA高通量测序技术分析养殖水体细菌群落结构变化。与其他处理组相比,HC组水体N、P营养盐含量降低,对3种形态氮的降解速率NH₄⁺-N>NO₃^--N>NO₂^--N。与NC组相比,MC组和HC组的微生物多样性降低;各处理组变形菌门(Proteobacteria)相对丰度增加,拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度减少,且HC组拟杆菌门相对丰度最高,群落丰富度与NH₄⁺-N含量显著相关。小球藻可以吸收养殖水体中N、P营养盐,调节水体微生物群落结构,从而改善养殖水体水质状况,为养殖生产实践提供理论依据。     

微生物菌肥作用下荒漠土壤微生物群落结构和功能研究

为了探究施用微滴灌生物菌肥后对土壤的影响,笔者以经过微滴灌菌肥处理、种植棉花的荒漠土壤为研究对象,采用常规的稀释平板法和Biolog-Eco微平板反应系统研究了4种不同浓度的微生物菌剂(A、R、G、K)对荒漠土壤微生物群落结构及功能多样性的影响。结果表明,各处理组的土壤中的微生物数量关系为：细菌＞真菌＞放线菌;相比对照组,处理组AWCD提高了3.7%~25.6%,并且AWCD、Shannon指数(H’)、Simpson指数(D)与有机质、全氮、可溶性磷、全钾等的含量呈现显著的正相关;不同种类的微生物菌肥影响了不同土壤中微生物群落间的代谢特征,通过主成分分析表明碳水化合物类碳源是这种变化重要指示指标。本试验结果可为微滴灌微生物肥料的使用效果以及荒漠土壤微生物群落结构评价提供一定的参考。     

16S rDNA扩增子测序揭示长期定位秸秆还田对土壤细菌群落的影响

为探究典型的长期定位秸秆还田耕作模式对土壤微生物多样性的影响以及土地施肥变化与生态环境效应之间的关系,利用连续进行6年的长期定位秸秆还田试验,采用16S r DNA扩增子测序技术,分析土壤细菌群落结构组成的情况。结果表明,土壤长期施入秸秆和有机肥可提升土壤细菌群落多样性及物种丰富度。秸秆还田后土壤中细菌优势种群为变形杆菌和酸杆菌。主成分分析显示,各处理间微生物种类及含量有明显差别。WC与WCN处理N、P、K等速效养分含量有明显差别。WCN处理中的N、P、K等速效养分,有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于WC。秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量,增强土壤酶活性,有利于土壤细菌群落的多样性和稳定性的提高,改善土壤生态环境,从而促进作物增产。     

施钙对酸性红壤花生根系内生细菌群落结构的影响

花生是我国重要的油料作物,也是嗜钙作物。为了探讨施钙对种植在酸性红壤下的花生根系内生细菌多样性的影响,本研究对不同处理、不同生育期的花生植株根系内生细菌基因组进行16SrRNA基因V3–V4区深度测序,分析种植于酸性红壤中施钙处理和对照下花生植株根系微生物群落结构。结果发现,根系内生菌群落中克雷伯氏菌属(Klebsiella)与肠杆菌属(Enterobacter)在所有样品组中均为优势属且相对丰度较高;花针期不同处理下假单胞菌属(Pseudomonas)与赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)在施钙组中相对丰度显著高于对照组,而劳尔氏属(Ralstonia)的相对丰度在施钙组中显著降低;Network共发生网络分析显示,施钙组根系内生菌的网络连接相对紧密。综上结果表明,花生根系内生菌群落组成受施钙处理和植株生长发育共同影响,施钙能改变根系内生菌群落结构,提高花生植株应对病原菌侵袭。所得结果为今后通过施钙改良酸性土壤品质进而提高花生植株抗病能力提供了理论参考。     

Dynamics of Cotton Rhizosphere Bacterial Community Structure in Cotton Continuous Cropping Field Soil

[Objective] The aim of this study is to understand the dynamics of cotton rhizosphere bacterial community structure in cotton continuous cropping field soil. [Method] 16S rDNA genes were sequenced by high-throughput sequencing technology to determine the community structure of cotton rhizosphere bacteria in different developmental stages using an upland cotton cultivar (Gossypium hirsutum cv. TM-1). [Result] Four dominant phyla were found in the cotton rhizosphere bacterial community including Proteobacteria, Acidobacteria, Planctomycetes, and Bacteroidetes. The four dominant phyla and Firmicutes were largely influenced by cotton root. The relative abundances of Acidobacteria, Planctomycetes, Bacteroidetes were promoted, and Proteobacteria and Firmicutes were inhibited, by cotton root. There were significant differences in community structure, but not species richness or α-diversity among different developmental stages of the cotton rhizosphere bacterial community; the differences between the flowering stage and the budding stage were greater than the differences between the budding stage and the seedling stage. The diversity of the rhizosphere bacterial community in cotton continuous cropping field soil was significantly higher than that of the bulk soil; the β-diversity values of both the rhizosphere and bulk soil bacterial communities were highest in the flowering stage. [Conclusion] The structure and dynamics of the cotton rhizosphere bacterial community in cotton continuous cropping field soil was defined by high-throughput sequencing. The effect of cotton on the rhizosphere bacterial community structure was most significant in the flowering stage.     

施钙对酸性红壤花生根系内生细菌群落结构的影响

Peanut is an important economic crop and calcium-loving crop in China. In order to explore the effect of calcium application on the diversity of endophytic bacteria in peanut roots planted in acid red soil, the genomes of endophytic bacteria in peanut roots of different treatments and different growth stages were deeply sequenced by 16SrRNA gene V3-V4 region, and the root microbial community structure of peanut plants planted in acid red soil and control was analyzed. The results showed that Klebsiella and Enterobacter were the dominant genera with high relative abundance in the endophytic bacterial community from all sample groups. The relative abundance of Pseudomonas and Lysinibacillus were significantly higher than that from the control group, while the relative abundance of Ralstonia decreased significantly in the calcium application groups during the pod-pin stage at P ≤ 0.05. The interaction network analysis showed that the connection of root endophytic bacterial in calcium application group was relatively close. We reasonably inferred that the composition of peanut root endophytic bacterial community was affected by calcium application and plant growing development. Calcium application could change the community structure and improve the ability of peanut to cope with external stress. This study may lay a foundation for improving the quality of acid soil and improving the disease resistance of peanut by applying calcium in the future.     

EM菌在水产养殖中的应用概述

为了能改善水质、渔业增殖和修复生态环境,EM菌的应用得到了广泛的关注,成为近几年研究的热点。鉴于此,本研究系统梳理了EM菌的定义及来源,综述了国内外近几十年EM菌在水产养殖中的作用效果及其作用机理,阐述了影响EM菌作用效果的因素等;发现EM菌在调控微生物生态结构、降低水环境中有害物质、提高免疫、增重增产等方面有着显著的效果,但EM菌技术的基础理论研究还比较薄弱,且生产技术及应用过程等还存在着不足。因此今后应提高生产技术,建立和提高筛选系统,并开发EM菌在水产养殖研究和应用的新领域,为水产养殖创造更大的经济价值,并为可持续养殖提供可能。