土壤酶计量揭示了武夷山黄山松林土壤微生物沿海拔梯度的碳磷限制变化

了解土壤胞外酶活性和酶计量的变化对评估山地生态系统土壤养分有效性和微生物的营养限制状况具有重要意义.然而,亚热带山地森林土壤微生物的营养限制状况对海拔梯度变化的响应及其驱动因素尚不清楚.本研究以武夷山不同海拔(1200～2000 m)黄山松林为对象,测定了土壤基本性质、微生物生物量以及与碳(C)、氮(N)、磷(P)循环...     

土壤磷有效性调控亚热带森林土壤酶活性和酶化学计量对凋落叶输入的响应

探究土壤胞外酶活性及其化学计量对了解土壤微生物的养分限制情况和土壤养分的循环过程具有重要意义。尽管亚热带森林土壤风化严重,土壤磷有效性低,但是亚热带森林生态系统具有较高水平的植被生产力。在气候变化(如变暖和CO₂浓度增加)背景下,预测植被生产力将会提高,这将增加凋落叶的输入。然而,未来不同质量凋落叶输入增加对土壤酶活性及其化学计量的影响是否受土壤磷有效性的调控仍不清楚。该研究以马尾松(Pinus massoniana)林土壤为研究对象,探究了3种不同质量(如叶碳氮比或碳磷比存在差异)的凋落叶(马尾松、醉香含笑(俗名:火力楠,Michelia macclurei)和枫香树(Liquidambar formosana))和磷添加对土壤理化性质、胞外酶活性的影响。同时,结合土壤酶化学计量、矢量长度(VL)和矢量角度(VA)分析,解析了土壤微生物的养分限制状况及其关键调控因素。结果表明:与对照相比,凋落叶添加增加了土壤β-N-乙酰氨基葡糖苷酶和酸性磷酸酶(ACP)活性。通过酶化学计量分析发现,凋落叶添加显著提高VL和VA,且影响强度表现为醉香含笑>枫香>马尾松...     

宫颈上皮内瘤变与宫颈微生物群落结构的相关性

目的分析宫颈上皮内瘤变与宫颈微生物群落结构的相关性。方法选取2017年1月至2018年10月于我院就诊的253例女性进行回顾性分析,根据是否患有宫颈上皮内瘤变分为CIN组(86例)及对照组(167例)。采集纳入对象的宫颈菌群并提取细菌基因组DNA,对细菌16S rRNA V3、V4区片段进行PCR扩增,并采用Illuminate Miseq测序平台对PCR产物进行测序,分析两组对象宫颈微生物群落结构,并分析患者宫颈微生物群落结构与宫颈上皮内瘤变的相关性。结果两组对象宫颈微生物群落的Simpson指数及Shannon指数比较差异无统计学意义(t=1.474、1.636,P0.05),而CIN组的Chao指数及ACE指数均高于对照组(t=9.213、10.420,P0.05)。16S rRNA分析显示放线菌是宫颈部位的主要菌群。CIN组女性宫颈微生物群落中放线菌、奇异菌属、放线菌门、阴道奇异菌及奇异变形菌占主要优势(LDA4log10),对照组中杆菌、厚壁菌门等占主要优势。Spearman相关分析示卷曲乳杆菌、惰性乳杆菌、格氏乳杆菌、詹氏乳杆菌与宫颈上皮内瘤变呈负相关,而加特纳菌、阴道奇异菌、普雷沃氏菌、粪球菌与宫颈上皮内瘤变呈正相关(均P0.05)。结论 CIN女性宫颈菌群与健康女性存在明显差异,其中卷曲乳杆菌、惰性乳杆菌、格氏乳杆菌、詹氏乳杆菌与宫颈上皮内瘤变呈负相关,而加特纳菌、阴道奇异菌、普雷沃氏菌、粪球菌与宫颈上皮内瘤变呈正相关。     

氮添加对毛竹林土壤酸性磷酸单酯酶动力学参数的影响

土壤磷酸酶在有机磷矿化和磷循环过程中发挥着重要作用,然而,土壤磷酸酶响应氮(N)沉降的动力学机制仍不清楚。本研究在亚热带毛竹林中设置对照(0)、20(低氮)、40(中氮)和80 g N·hm^-2·a^-1(高氮)4种不同氮添加处理,在氮添加满3年、5年和7年时采集0～15 cm土层土壤样本,测定了土壤化学性质、微生物生物量,并分析了酸性磷酸单酯酶(ACP)的最大反应速率(V_m)、半饱和常数(K_m)和催化效率(K_a)。结果表明: 氮添加显著降低了土壤可溶性有机碳、有效磷和有机磷含量,显著增加了土壤铵态氮、硝态氮含量和V_m,且V_m与有效磷、有机磷和可溶性有机碳含量存在显著相关关系;总体上,氮添加显著提高了K_a;除了在氮添加满5年时高氮处理下K_m显著高于对照外,氮添加对K_m无显著影响,且K_m与有效磷和有机磷含量有显著负相关关系。中、高氮处理对ACP动力学参数的影响大于低氮处理。方差分解分析表明,土壤化学性质的变化而非微生物学性质的变化主导了V_m(47%)和K_m(33%)的变化。总之,氮添加显著影响了毛竹林土壤的基质有效性,通过调控ACP动力学参数(尤其是V_m)进而影响了土壤磷循环。本研究有助于了解氮素富集下土壤微生物调节土壤磷循环的潜在机制,并为全球变化下土壤磷循环模型优化提供重要参数。     

氮添加诱导的磷限制改变了亚热带黄山松林土壤微生物群落结构

土壤微生物在陆地生态系统的生物地球化学循环中起着重要作用。然而目前尚不清楚氮(N)添加量及其持续时间如何影响土壤微生物群落结构,以及微生物群落结构变化与微生物相对养分限制状况是否存在关联。本研究在亚热带黄山松林开展了N添加试验以模拟N沉降,并设置3个处理:对照(CK, 0 kg N·hm^-2·a^-1)、低N(LN, 40 kg N·hm^-2·a^-1)和高N(HN, 80 kg N·hm^-2·a^-1)。在N添加满1年和3年时测定土壤基本理化性质、磷脂脂肪酸含量和碳(C)、N、磷(P)获取酶活性,并通过生态酶化学计量分析土壤微生物的相对养分限制状况。结果表明: 1年N添加对土壤微生物群落结构无显著影响,3年LN处理显著提高了革兰氏阳性菌(G⁺)、革兰氏阴性菌(G^-)、放线菌(ACT)和总磷脂脂肪酸(TPLFA)含量,而3年HN处理对微生物的影响不显著,表明细菌和ACT对N添加可能更为敏感。N添加加剧了微生物C和P限制,而P限制是土壤微生物群落结构变化的最佳解释因子。这表明,N添加诱导的P限制可能更有利于部分贫营养菌(如G⁺)和参与P循环的微生物(如ACT)的生长,从而改变亚热带黄山松林土壤微生物群落结构。