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腾格里沙漠东南缘不同生物土壤结皮细菌多样性及其季节动态特征 被引量:14
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作者 新影 张肖冲 +2 位作者 金多 陈韵 李靖宇 《生物多样性》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期718-726,共9页
微生物多样性对于生物土壤结皮在沙漠生态系统中改善局部环境以及提升生态功能具有重要作用。本研究对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区藻结皮、藓结皮及其下层的四季样品进行了16S rDNA高通量测序,以期阐明细菌多样性及其在生物土壤结皮演... 微生物多样性对于生物土壤结皮在沙漠生态系统中改善局部环境以及提升生态功能具有重要作用。本研究对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区藻结皮、藓结皮及其下层的四季样品进行了16S rDNA高通量测序,以期阐明细菌多样性及其在生物土壤结皮演替过程中的季节变化规律。结果表明4种类型样品的细菌丰富度在夏季显著低于其他3个季节。4种类型样品中主要的细菌类群为变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、蓝细菌门等,其中变形菌门和放线菌门为优势类群,夏季时变形菌门的相对多度显著高于春季、秋季、冬季,且在结皮层中相对多度显著高于结皮下层。放线菌门的相对多度在春季、夏季显著高于秋季、冬季,且结皮下层相对多度高于结皮层。生物土壤结皮演替过程中细菌多样性及其相对多度季节动态变化表明其对沙漠土壤局部环境的变化作出了响应,这为深入理解生物土壤结皮在沙漠生态系统中的生态功能提供了微生物多样性数据。 展开更多
关键词 生物土壤结皮 季节动态 高通量测序 细菌多样性
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腾格里沙漠东南缘藻结皮与藓结皮放线菌多样性及其潜在代谢功能 被引量:8
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作者 李靖宇 张肖冲 +4 位作者 陈韵 新影 马志山 金多 苏亮文 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1590-1601,共12页
放线菌作为干旱、半干旱环境中生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)组成的重要生命存在形式之一,不仅是潜在临床有用天然产物化学多样性的重要来源,也是该生态系统物质循环与能量流动的重要参与者。以腾格里沙漠东南缘广泛分布... 放线菌作为干旱、半干旱环境中生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)组成的重要生命存在形式之一,不仅是潜在临床有用天然产物化学多样性的重要来源,也是该生态系统物质循环与能量流动的重要参与者。以腾格里沙漠东南缘广泛分布的藻结皮和藓结皮为研究对象,通过宏基因组测序比较分析两种BSCs放线菌种群的分布特征、组成及其潜在代谢功能。结果表明,腾格里沙漠东南缘藻结皮与藓结皮土壤微生物组主要形成以地嗜皮菌属、红色杆菌属、类诺卡氏菌属、游动放线菌属、芽生球菌属、链霉菌属、贫养杆菌属、糖丝菌属、土壤红杆菌属、假诺卡氏菌属、小单孢子菌属、康奈斯氏杆菌属、大理石雕菌属、小月菌属以及弗兰克氏菌属等为主要类群的放线菌群落结构,在两种BSCs类型之间各属分布存在差异。藓结皮中放线菌参与的氨基糖与核苷酸糖代谢、原核生物中的碳固定途径、丁酸代谢、丙酸代谢、丙氨酸/天门冬氨酸和谷氨酸代谢、甲烷代谢、2-羰基羧酸代谢、肽聚糖生物合成、淀粉与蔗糖代谢以及缬氨酸/亮氨酸与异亮氨酸降解显著高于藻结皮。藓结皮中地嗜皮菌属和红色杆菌属对相对丰度前10的代谢功能分类的贡献度显著低于藻结皮,而类诺卡氏菌属、芽生球菌属、贫养杆菌属、游动放线菌属、链霉菌属、假诺卡氏菌属和糖丝菌属等对这些功能的相对贡献在藓结皮中具有重要作用。这些结果可为全面、深入理解腾格里沙漠东南缘藻结皮与藓结皮放线菌资源多样性及其潜在功能多样性提供科学数据,也为理解放线菌在不同类型BSCs中的生态功能提供参考。 展开更多
关键词 腾格里沙漠 放线菌 多样性 代谢功能
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腾格里沙漠东南缘藓结皮微生物组基因多样性及功能 被引量:8
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作者 李靖宇 刘建利 +5 位作者 张琇 王猛 杨洲 新影 苟琪 张翼飞 《生物多样性》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期727-737,共11页
本研究对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区藓结皮土壤样品进行了宏基因组测序,以揭示该地区藓结皮土壤中参与固碳、固氮等生态功能的微生物基因及其代谢通路。结果表明,藓结皮土壤中细菌域微生物最多,其次为古生菌域和真核生物域。在细菌域中... 本研究对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区藓结皮土壤样品进行了宏基因组测序,以揭示该地区藓结皮土壤中参与固碳、固氮等生态功能的微生物基因及其代谢通路。结果表明,藓结皮土壤中细菌域微生物最多,其次为古生菌域和真核生物域。在细菌域中,放线菌门(Actinobacteria)数量最多,其次是变形菌门(Proteobacteria)和蓝细菌门(Cyanobacteria)。基于eggNOG和KEGG数据库对构建的非冗余基因集进行功能预测,藓结皮土壤中微生物基因多样性和代谢路径多样性高。藓结皮土壤中与固氮相关的代谢通路丰度低可能是藓结皮固氮量微弱的根本原因,造成利用大气中氮气合成氨的生态功能减弱。而藓结皮已经形成的氮库主要通过硝酸盐还原途径将硝酸盐还原成铵盐,可能用于藓结皮微生物组自身的氨基酸合成,也可能为藓类植物的生长提供有效氮源。 展开更多
关键词 微生物群落 生物土壤结皮 沙坡头沙漠 HiSeq测序
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沙漠生物土壤结皮中可培养芽孢杆菌对植物种子萌发和幼苗生长的影响 被引量:3
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作者 胡琳 新影 +3 位作者 李靖宇 李敏 马莉 刘建利 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2019年第S01期143-152,共10页
为了揭示生物土壤结皮中一些可培养微生物对植物种子萌发以及幼苗生长的影响。以腾格里沙漠东南缘生物土壤结皮中可培养芽孢杆菌为材料,以小麦为指示植物,测定30%PEG6000模拟干旱胁迫条件下沙漠生物土壤结皮中可培养芽孢杆菌对植物种子... 为了揭示生物土壤结皮中一些可培养微生物对植物种子萌发以及幼苗生长的影响。以腾格里沙漠东南缘生物土壤结皮中可培养芽孢杆菌为材料,以小麦为指示植物,测定30%PEG6000模拟干旱胁迫条件下沙漠生物土壤结皮中可培养芽孢杆菌对植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,76.4%沙漠土壤结皮芽孢杆菌菌株在30%PEG6000模拟干旱胁迫下耐旱性低于50%,生长均受抑制;除菌株Z43表现出既不促进也不抑制外,其余沙漠结皮的芽孢杆菌对模拟干旱胁迫条件下小麦种子萌发表现出抑制作用;所有沙漠生物土壤结皮中芽孢杆菌增加了30%PEG6000模拟干旱胁迫下小麦幼苗的平均单株总叶面积,但对地上株高、主根长、根数目、地上部分含水率、地上干质量占全株比、地上地下鲜质量比、地上地下干质量比等7个幼苗生长发育参数既不抑制也不促进,部分菌株在地上株鲜质量、地上株干质量、基径、根体积、根鲜质量、根干质量、全株鲜质量、全株干质量、根含水率、地上鲜质量占全株比、根鲜质量占全株比、根干质量占全株比等12个生长发育指标上表现出促进幼苗生长作用,其中X51菌株促进作用较强。试验结果为阐明结皮中各组分对植物定植、生长发育的影响提供参考。 展开更多
关键词 生物土壤结皮 芽孢杆菌 小麦 干旱胁迫
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不同生物土壤结皮微生物组跨膜转运蛋白基因多样性及差异
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作者 张肖冲 新影 +5 位作者 王静 陈韵 金多 马志山 刘建利 李靖宇 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1388-1403,共16页
【背景】跨膜转运蛋白在微生物转运各种物质的过程中具有重要作用。【目的】通过比较原核微生物组磷酸转移酶(phosphotransferasesystem,PTS)系统和腺苷三磷酸结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白编码基因在两种不同生物土壤结皮... 【背景】跨膜转运蛋白在微生物转运各种物质的过程中具有重要作用。【目的】通过比较原核微生物组磷酸转移酶(phosphotransferasesystem,PTS)系统和腺苷三磷酸结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白编码基因在两种不同生物土壤结皮中(藻结皮与藓结皮)的差异,以期揭示随着生物土壤结皮的发育演替,微生物组跨膜转运物质的生物学过程中的潜在变化趋势。【方法】对腾格里沙漠东南缘的藻结皮和藓结皮12个样品进行宏基因组测序,参照KEGG数据库PTS系统,与ABC转运蛋白代谢通路进行比较并筛选相关基因,分析其差异显著性。【结果】藻结皮和藓结皮PTS系统和ABC转运蛋白编码基因的多样性一致。在生物土壤结皮中共检测到16种PTS系统的转运蛋白的编码基因,具有显著性差异的有5种;检测到106种ABC转运蛋白的编码基因,具有显著性差异的有46种,并对这46种转运蛋白结合的底物以及变化趋势进行了详细的描述。【结论】生物土壤结皮发育演替过程中,微生物组从环境中摄取能够增加渗透势物质的潜力总体呈现降低趋势,转运氨基酸、细胞膜和细胞壁组分的潜力总体呈现增加趋势,对于矿物离子、辅助因子、糖类和碳酸氢盐等的转运潜力总体无明显变化。需要注意的是这些转运蛋白编码基因多样性及差异与生物土壤结皮的关系还有待实验证明与解释。 展开更多
关键词 生物土壤结皮 宏基因组测序 PTS系统 ABC转运蛋白
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