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Paddy System with a Hybrid Rice Enhances Cyanobacteria Nostoc and Increases N2 Fixation 被引量:8
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作者 MA Jing BEI Qicheng +6 位作者 WANG Xiaojie LIU Gang Georg CADISCH LIN Xingwu ZHU Jianguo SUN Xiaoli XIE Zubin 《Pedosphere》 SCIE CAS CSCD 2019年第3期374-387,共14页
Biological nitrogen (N) fixation (BNF) plays a significant role in maintaining soil fertility in paddy field ecosystems. Rice variety influences BNF, but how different rice varieties regulate BNF and associated diazot... Biological nitrogen (N) fixation (BNF) plays a significant role in maintaining soil fertility in paddy field ecosystems. Rice variety influences BNF, but how different rice varieties regulate BNF and associated diazotroph communities has not been quantified. Airtight, field-based 15N2-labelling grow th chamber experiments were used to assess the BNF capac 辻 y of different rice varie ties. In addition, both the 16S rRNA and nifH genes were sequenced to assess the influence of different rice varieties on bacterial and diazotrophic communities in paddy soils. After subjecting a rice-soil system to 74 d of continuous airtight, field-based 15N2 labelling in pots in a growth chamber, the amounts of fixed N were 22.3 and 38.9 kg ha^-1 in inbred japonica (W23) and hybrid indica (IIY) rice cultivars plan ted in the rice-soil systems, respectively, and only 1%—2.5% of the fixed N was allocated to the rice plants and weeds. A greater abundance of diazotrophs was found in the surface soil (0-1 cm) under IIY than under W23. Sequencing of the 16S rRNA gene showed significantly greater abundances of the cyanobacterial genera Nostoc, Anabaena, and Cylindrospermum under IIY than under W23. Sequencing of the nifH gene also showed a significantly greater abundance of Nostoc under IIY than under W23. These results indicate that the hybrid rice cultivar (IIY) promoted BNF to a greater extent than the inbred rice cultivar (W23) and that the increase in BNF might have been due to the enhanced heterocystous cyanobacteria Nostoc. 展开更多
关键词 biological nitrogen FIXATIOn nIFH GEnE 15n2 labelling rice variety 16S rRnA GEnE
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吉西他滨-^(13)C,^(15)N_2及其代谢产物的合成 被引量:2
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作者 朱称古 杨绍祖 +3 位作者 颜盛旺 方宁静 蔡定龙 李刚 《同位素》 CAS 2014年第2期82-86,共5页
以自制的尿素-^(13)C,^(15)N_2为前体,与3-乙氧基丙烯腈反应制备胞嘧啶-^(13)C,^(15)N_2,用BSA保护后,经与2-脱氧-2,2-二氟-D-赤式-五呋喃糖-3,5-二苯甲酯-1-甲磺酸酯反应生成2′,2′-二氟-2′-脱氧胞嘧啶核苷-3′,5′-二苯甲酸酯-^(13)... 以自制的尿素-^(13)C,^(15)N_2为前体,与3-乙氧基丙烯腈反应制备胞嘧啶-^(13)C,^(15)N_2,用BSA保护后,经与2-脱氧-2,2-二氟-D-赤式-五呋喃糖-3,5-二苯甲酯-1-甲磺酸酯反应生成2′,2′-二氟-2′-脱氧胞嘧啶核苷-3′,5′-二苯甲酸酯-^(13)C,^(15)N_2,分离纯化后经NaOH水解生成吉西他滨-^(13)C,^(15)N_2,再进一步降解脱氨得到吉西他滨-^(13)C,^(15)N_2代谢产物。产品经HPLC,LC-MS和~1H NMR表征确定,化学纯度高于98%,^(13)C同位素丰度为99%,^(15)N同位素丰度为98%。结果表明,合成的吉西他滨-^(13)C,^(15)N可用于药物代谢研究。 展开更多
关键词 同位素标记 合成 吉西他滨-13C 15n2 吉西他滨代谢物-13C 15n2
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生物固氮速率测定中^(15)N_2同位素示踪剂的引入 被引量:2
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作者 陈盛保 张润 +4 位作者 陈能汪 赖丽旻 陈敏 郑敏芳 邱雨生 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期42-50,共9页
生物固氮作用是一个重要的海洋新氮来源,在海洋生物地球化学循环中扮演着不可替代的角色。基于稳定同位素(^(15)N_2)示踪吸收法,是目前直接测定海洋生物固氮速率最有效的手段。其中,高效、洁净地将^(15)N_2引入海水培养体系,并准确定量... 生物固氮作用是一个重要的海洋新氮来源,在海洋生物地球化学循环中扮演着不可替代的角色。基于稳定同位素(^(15)N_2)示踪吸收法,是目前直接测定海洋生物固氮速率最有效的手段。其中,高效、洁净地将^(15)N_2引入海水培养体系,并准确定量培养体系底物的同位素示踪水平,是同位素示踪吸收法准确获取固氮速率的关键。本研究针对^(15)N_2同位素示踪剂引入这一关键环节进行了探讨,确认改进气泡法是将^(15)N_2引入海水培养体系的首选操作。在对培养体系造成的较小扰动的情况下,可将培养体系氮气底物的^(15)N原子丰度提升至10%以上,相对于另一种导入同位素示踪剂的手段——预溶解海水法,改进气泡法将培养瓶中氮气底物的^(15)N原子丰度提升了近200%。此外,改进气泡法还具有最小化痕量金属沾污、操作简便等优点。将改进气泡法结合与稳定同位素比值质谱测定结合,是准确测定水体生物固氮速率的推荐方法。 展开更多
关键词 生物固氮速率 15n2 同位素示踪
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夏季台湾海峡南部海域上层水体的生物固氮作用 被引量:5
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作者 林峰 陈敏 +4 位作者 杨伟锋 张润 曹建平 邱雨生 郑敏芳 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第19期6354-6362,共9页
2011年6—7月,利用15N2示踪法实测了台湾海峡南部海域的生物固氮速率,结合温度、盐度、天然颗粒物氮同位素组成的分布,分析并讨论了影响研究海域生物固氮速率的环境因素。结果表明,夏季台湾海峡南部海域的生物固氮速率介于168—1080 nmo... 2011年6—7月,利用15N2示踪法实测了台湾海峡南部海域的生物固氮速率,结合温度、盐度、天然颗粒物氮同位素组成的分布,分析并讨论了影响研究海域生物固氮速率的环境因素。结果表明,夏季台湾海峡南部海域的生物固氮速率介于168—1080 nmol m-3d-1之间,平均为537 nmol m-3d-1,较高的生物固氮速率大多出现在次表层水体中。研究站位的积分固氮速率变化范围为11—40μmol m-2d-1,平均为23μmol m-2d-1。积分固氮速率的空间变化与不同水团的影响有关,在受黑潮水影响的海域,生物固氮速率较高,而在上升流和受河流冲淡水影响的海域,生物固氮速率较低,说明较低的水温及较高的无机氮营养盐可能会抑制研究海域的生物固氮作用。研究海域天然颗粒物δ15N与生物固氮速率之间呈现良好的负相关关系,表明天然颗粒物氮同位素组成可定性指征研究海域生物固氮作用的强弱。 展开更多
关键词 生物固氮速率 15n2示踪 颗粒物δ15n 台湾海峡
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质谱准确测定高丰度^15N2的计算方法 被引量:3
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作者 杨帆 孙晓丽 +3 位作者 王曦 曹亚澄 张金波 蔡祖聪 《质谱学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期664-670,共7页
近年来,稳定同位素质谱(IRMS)在农业、生态、环境以及地质资源中的应用越来越广泛。在氮素研究过程中,稳定同位素质谱仪主要测定的是^(15)N自然丰度或^(15)N富集较低的气体样品,在测定高丰度的^(15)N_2时,质谱仪自动计算出的结果在精确... 近年来,稳定同位素质谱(IRMS)在农业、生态、环境以及地质资源中的应用越来越广泛。在氮素研究过程中,稳定同位素质谱仪主要测定的是^(15)N自然丰度或^(15)N富集较低的气体样品,在测定高丰度的^(15)N_2时,质谱仪自动计算出的结果在精确度和准确度上,都有很大的偏差。为了探究造成这种现象的原因,利用(NH4)2SO4与NaBrO溶液反应产生N_2,精确地配制了10、25、50、70、99.14atom%的^(15)N_2系列高丰度气体样品,利用MAT-253稳定同位素质谱仪测定气体样品的^(15)N_2丰度,并采用推导出的3种不同的公式:^(15)N atom%=1/1+2I28/I29×100、^(15)N atom%=I29+2I30/2(I28+I29+I30)×100和^(15)N atom%=2/I29/I30+2×100计算^(15)N_2系列样品的丰度,并与仪器给出的结果进行对比。结果表明,在测定^(15)N atom%≥10atom%的N_2样品丰度时,质谱仪计算机软件计算出的^(15)N丰度结果并不准确,必须采用公式进行人工计算。公式^(15)N atom%=1/1+2I28/I29×100和^(15)N atom%=I29+2I30/2(I28+I29+I30)×100只适用于计算丰度约为10atom%的N_2样品的^(15)N丰度,并要求以m/z28、29和30的峰面积代入公式进行计算;而当N_2样品^(15)N atom%≥10atom%时,均可采用公式^(15)N atom%=2/I29/I30+2×100计算^(15)N_2的丰度。该方法可为质谱测定高丰度^(15)N_2提供准确可靠的计算方法。 展开更多
关键词 质谱 高丰度^15 n2 计算公式
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2009年春季东海的生物固氮速率 被引量:2
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作者 林峰 陈敏 +6 位作者 杨伟锋 张润 郑敏芳 邱雨生 童金炉 林志裕 张馨星 《应用海洋学学报》 CAS CSCD 2013年第4期445-454,共10页
2009年4~5月间,应用15N2示踪法实测了东海25个站位的生物固氮速率,结合温度、盐度等要素的分布,分析生物固氮速率的空间变化及其影响因素.结果表明,春季东海的生物固氮速率介于102 ~ 16 349 nmol/(m3·d)之间,平均为2441 nmol/... 2009年4~5月间,应用15N2示踪法实测了东海25个站位的生物固氮速率,结合温度、盐度等要素的分布,分析生物固氮速率的空间变化及其影响因素.结果表明,春季东海的生物固氮速率介于102 ~ 16 349 nmol/(m3·d)之间,平均为2441 nmol/(m3·d).生物固氮速率的空间变化呈现径流影响区最高,黑潮影响区与陆架其他区域相近的特点,径流影响区的平均生物固氮速率约为黑潮影响区和陆架其他区域的2倍,这可能与固氮生物种类的空间变化有关.春季东海的积分固氮速率平均为129 μmol/(m2·d),结合此前获得的夏、秋、冬季的积分固氮速率,估算出东海生物固氮速率的年均值为50 μmol/(m2·d),因而东海的年固氮通量估计为1.4×1010 mol/a,约占全球海洋年固氮通量的0.15%.对东海进行的氮源汇分析表明,生物固氮作用、长江径流输入和大气沉降输入等氮输入通量分别为1.4×1010、7.9×1010和3.9×1010mol/a,反硝化作用和沉积物颗粒氮埋藏的迁出通量分别为9.5 ×1010和3.7×1010 mol/a,东海氮的源汇通量均为13.2×1010 mol/a,表明东海氮的收支基本处于平衡状态. 展开更多
关键词 海洋化学 15n2示踪 生物固氮速率 氮收支 东海 春季
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3种水稻土中7株固氮蓝细菌的分离与特征 被引量:1
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作者 靳海洋 王慧 +5 位作者 张燕辉 胡天龙 林志斌 刘本娟 蔺兴武 谢祖彬 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3655-3666,共12页
【背景】蓝细菌是水生和陆地生态系统中生物固氮的主要贡献者。【目的】增加对稻田土壤固氮蓝细菌的了解,获得用于进一步研究的可培养固氮蓝细菌菌株。【方法】选择3种具有不同固氮能力的水稻土,采用BG11-N培养基分离培养固氮蓝细菌菌株... 【背景】蓝细菌是水生和陆地生态系统中生物固氮的主要贡献者。【目的】增加对稻田土壤固氮蓝细菌的了解,获得用于进一步研究的可培养固氮蓝细菌菌株。【方法】选择3种具有不同固氮能力的水稻土,采用BG11-N培养基分离培养固氮蓝细菌菌株,对新分离菌株进行形态特征观察,通过基因组DNA的nifH基因扩增明确其固氮潜力,进一步采用乙炔还原法和15N2示踪法定量测定其固氮能力,通过基因组DNA的16SrRNA基因序列比对进行鉴定。【结果】在光照培养条件下,采用BG11-N培养基共分离纯化得到自养菌株7株,细胞呈圆形或椭圆形、单列、无分枝、丝状和念珠状,在固体培养基上形成团垫状菌落。新分离菌株在BG11-N培养基中生长状况良好,以基因组DNA为模板可扩增出nifH基因,乙炔还原法和15N2示踪法测定结果显示具有较高固氮能力,同时具有铁载体生成能力。结合16S rRNA基因序列比对和形态特征,7株菌被初步鉴定隶属于念珠藻科(Nostocaceae)。【结论】从水稻土中分离到在稻田生物固氮中发挥重要作用的蓝细菌(念珠藻科)菌株,可培养固氮蓝细菌菌株固氮能力较高,兼具铁载体生成能力,可作为进一步深入研究的微生物资源,具有潜在的研究应用价值。 展开更多
关键词 生物固氮 蓝细菌 念珠藻 乙炔还原法 15n2示踪法
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单细胞稳定同位素标记技术在固氮微生物中的应用研究 被引量:1
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作者 辛雨菡 崔丽 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1772-1783,共12页
生物固氮是指固氮微生物将大气中氮气还原为生物可利用氨的过程,是环境中新氮的主要来源,调控初级生产力并影响氮储库的收支平衡。由于环境中大部分固氮微生物不可纯培养,不依赖培养且具有高空间分辨率水平的单细胞技术,成为研究固氮微... 生物固氮是指固氮微生物将大气中氮气还原为生物可利用氨的过程,是环境中新氮的主要来源,调控初级生产力并影响氮储库的收支平衡。由于环境中大部分固氮微生物不可纯培养,不依赖培养且具有高空间分辨率水平的单细胞技术,成为研究固氮微生物的有力手段。15N2稳定同位素标记技术,以微生物对15N的同化量或速率为依据,是表征微生物固氮活性的最直接手段。本文对15N2稳定同位素标记结合两种单细胞技术,即纳米二次离子质谱(NanoSIMS)和单细胞拉曼光谱,用于固氮微生物研究的最新进展进行了综述,内容包括揭示环境中高活性固氮微生物、空间分布、与其他生物的共生关系、细胞生理状态等,并进一步对近期发展的基于单细胞拉曼光谱的固氮微生物研究进行了展望。 展开更多
关键词 单细胞技术 纳米二次离子质谱 单细胞拉曼光谱 15n2稳定同位素标记 固氮微生物
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Absorption spectra and isotope shifts of the(2, 0),(3, 1), and(8, 5) bands of the A^2Π_u-X^2Σ_g^+ system of ^(15)N_2^+ in near infrared
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作者 叶佳 汪海玲 邓伦华 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第10期165-168,共4页
The high-resolution absorption spectra of the (2,0),(3,1),and (8,5) bands of the A^2Π^u-X^2∑g^+ system of ^15N2^+ have been recorded by using velocity modulation spectroscopy technique in the near infrared r... The high-resolution absorption spectra of the (2,0),(3,1),and (8,5) bands of the A^2Π^u-X^2∑g^+ system of ^15N2^+ have been recorded by using velocity modulation spectroscopy technique in the near infrared region.The rotational constants of the X^2∑g^+ and A^2Πu states of ^15N2^+ were derived from the spectroscopic data.The isotope shifts of these bands of the A^2Πu-X^2∑g^+ system of ^14N2^+ and ^15N2^+ were also analyzed and discussed. 展开更多
关键词 molecular constants absorption spectrum isotope shift ^15n2^+
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(15)~N_2还原法测定胡萝卜离体类根瘤的固氮作用
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作者 吴观以 李慧荃 +4 位作者 李元芳 孙建光 姚允寅 陈明 张希忠 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 1995年第2期61-64,共4页
用低浓度的2,4-D处理胡萝卜离体根诱导结瘤,并接种固氮螺菌(Azospirillum brasilense),用^(15)N_2还原法测定结果证明,胡萝卜离体类根瘤能固定^(15)N_2。电镜切片观察发现,类根瘤内有菌体存在,菌体进入细胞间隙中比进入细胞内多。
关键词 胡萝卜 离体根 类根瘤 ^15n2还原法 固氮作用
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高纯^(15)N_2气体的制备方法
11
作者 李星洪 田德详 王永民 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期61-64,共4页
报道了自行研制的制备高纯同位素^(15)N_2气体的装置和方法。其特点是一次可制备0.5-10L间任何量的^(15)N_2气体。用该装置,以(15NH4)2SO4为原料,得到^(15)N_2气体的产率为96.9%-98.4... 报道了自行研制的制备高纯同位素^(15)N_2气体的装置和方法。其特点是一次可制备0.5-10L间任何量的^(15)N_2气体。用该装置,以(15NH4)2SO4为原料,得到^(15)N_2气体的产率为96.9%-98.4%,^(15)N_2气体中15NH3和15NO的含量在1μg/L以下,其纯度能满足生物固氮研究的要求。 展开更多
关键词 同位素 生物固氮 15气体 高纯度
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High-resolution Infrared Spectroscopy of ^15N2^16O in 1650-3450 cm-1
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作者 杜军和 刘安雯 +2 位作者 V. I. Perevalov S. A. Tashkun 胡水明 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2011年第5期611-619,I0004,共10页
High-resolution ro-vibrational spectroscopy of ^15N2^16O in 1650-3450 cm-1 region is studied using highly enriched isotopologue sample. The positions of more than 7300 lines of ^15N2^16O isotopologue were measured wit... High-resolution ro-vibrational spectroscopy of ^15N2^16O in 1650-3450 cm-1 region is studied using highly enriched isotopologue sample. The positions of more than 7300 lines of ^15N2^16O isotopologue were measured with a typical accuracy of 5.0×10-4 cm-1. The transitions were rovibrationally assigned on the basis of the global effective Hamiltonian model. The band by band analysis allowed for the determination of the rovibrational parameters of a total of 73 bands. 29 of them are newly reported and more rotational transitions have been observed for the others. The maximum deviation of the preidictions of the effective Hamiltonian model is up to 0.70 cm-1 for the ^15N2^16O species. 展开更多
关键词 Infrared spectroscopy ^15n2^16O HIGH-RESOLUTIOn Effective Hamiltonian
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配合物VO[(C_(15)H_(12)N_2O_4)(OC_2H_5)]的合成晶体结构和氧化还原性质 被引量:4
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作者 陈丽娟 林深 +1 位作者 刘世雄 杨明星 《分子科学学报》 CAS CSCD 2003年第2期77-81,共5页
 含有ONO给体原子的N-邻甲氧基苯甲酰基水杨酰肼配体与[VO(acac)2]在乙醇中反应得到钒(V)酰配合物VO[(C15H12N2O4)(OC2H5)].标题化合物晶体属三斜晶系,空间群P墿,晶胞参数:a=0.89411(5)nm,b=1.0063(2)nm,c=1.0392(2)nm,α=110.171(7)&#...  含有ONO给体原子的N-邻甲氧基苯甲酰基水杨酰肼配体与[VO(acac)2]在乙醇中反应得到钒(V)酰配合物VO[(C15H12N2O4)(OC2H5)].标题化合物晶体属三斜晶系,空间群P墿,晶胞参数:a=0.89411(5)nm,b=1.0063(2)nm,c=1.0392(2)nm,α=110.171(7)°,β=95.219(3)°,γ=93.822(2)°;V=0.8692(2)nm3,Z=2,R1=0.0513,wR=0.1532.研究结果表明:钒原子具有扭曲的四方锥配位构型,钒酰氧原子处在锥顶位置,配体的3个给体原子与溶剂分子形成锥底平面. 展开更多
关键词 配合物 VO[(C15H12n2O4)(OC2H5)] 合成 晶体结构 氧化还原 钒酰配合物 水杨酰肼 立体化学 反应性
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秸秆添加量对土壤生物固氮速率和固氮菌群落特征的影响 被引量:9
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作者 李旭 董炜灵 +6 位作者 宋阿琳 李艳玲 卢玉秋 王恩召 刘雄舵 王萌 范分良 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期980-991,共12页
[目的]研究不同秸秆添加量对土壤固氮速率及固氮菌群落结构的影响,为我国秸秆还田及化肥减施增效提供支持。[方法]采用室内培养试验,除对照(C0:0)外共设5个秸秆添加梯度(Cl:0.2 mg·g^(-1);C2:1.0 mg·g^(-1);C3:2.0 mg·g^... [目的]研究不同秸秆添加量对土壤固氮速率及固氮菌群落结构的影响,为我国秸秆还田及化肥减施增效提供支持。[方法]采用室内培养试验,除对照(C0:0)外共设5个秸秆添加梯度(Cl:0.2 mg·g^(-1);C2:1.0 mg·g^(-1);C3:2.0 mg·g^(-1);C4:4.0 mg·g^(-1);C5:10.0 mg·g^(-1)),采用15N2标记的方法,在黑暗条件下培养28 d后收集土壤样品,进而对生物固氮速率进行定量,利用Illumina PE250高通量测序和荧光定量PCR技术分析固氮功能基因nifH的丰度及群落特征。[结果]随着秸秆添加量的增加,土壤硝态氮含量显著下降,铵态氮含量无显著变化,土壤pH有下降趋势。同时,生物固氮速率显著增加,C3、C4及C5处理在培养期间(28d)潜在固氮速率为87-96 kgN·hm^(-2)·a^(-1),相比于对照提高了38.1%-52.4%。各处理固氮微生物nifH基因拷贝数变化范围为5.48×10^(7)—9.20×10^(7) copies/(g soil),其中,相比于C0,C4及C5处理固氮微生物nifH基因拷贝数均显著提高(P<0.05)。随着秸秆添加量的增加,C4、C5水平的香农-威尔指数显著低于其他4个处理(P<0.05),其他4个处理多样性无显著差异。主成分分析(PCoA)结果显示土壤固氮微生物群落结构主要因秸秆添加量差异而聚集为不同组别。固氮微生物在门水平上分为变形杆菌(Proteobacteria),蓝细菌(Cyanobacteria),厚壁菌(Firmicutes)和放线菌(Actinobacteria)和螺旋体菌(Spirochaetes)。随着秸秆添加量的增加,蓝细菌相对丰度有先增加再降低的趋势;在属水平上,不同优势菌属对秸秆添加量的响应存在明显差异,慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)为数量最丰富菌属,随着秸秆添加量的增加,C5相较于C0、C1、C2、C3水平相对丰度差异显著(P<0.05),显著增加了12.07%-14.13%。与生物固氮速率呈正相关的贺氏伪枝藻属(Scytonema hofmanni)随着秸秆添加量的增加其相对丰度逐渐增加,但当秸秆添加量达C5水平其相对丰度反而降低(P<0.05)。同时,最小偏二乘� 展开更多
关键词 固氮微生物 秸秆还田 固氮速率 ^(15)n_(2)定量 nIFH
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利用^(15)N_(2)直接标记法研究水稻种植对稻田固氮量和固氮活性的影响 被引量:3
15
作者 张燕辉 胡天龙 +7 位作者 王慧 靳海洋 刘本娟 刘红涛 刘琦 林志斌 蔺兴武 谢祖彬 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期739-745,共7页
稻田固氮对土壤维持肥力有着重要的作用,但水稻种植与固氮菌及其活性之间的关系尚不清楚。本试验利用15N2直接标记法测定了下位砂姜土发育的简育水耕人为土在种水稻和不种水稻条件下的生物固氮量,及其在土壤不同层次(0~1、1~5、5~15 cm... 稻田固氮对土壤维持肥力有着重要的作用,但水稻种植与固氮菌及其活性之间的关系尚不清楚。本试验利用15N2直接标记法测定了下位砂姜土发育的简育水耕人为土在种水稻和不种水稻条件下的生物固氮量,及其在土壤不同层次(0~1、1~5、5~15 cm)和水稻中的分配,并通过实时荧光定量PCR技术测定了土壤中固氮菌nifH DNA及RNA基因数量。结果表明:种水稻处理显著提高了土壤各层固氮量,尤其提高了1~5 cm和5~15 cm土层土壤固氮量对总固氮量的贡献;种水稻处理的总固氮量是不种水稻处理的10.3倍;水稻植株中生物固定的氮占总固氮量的31.48%;在0~1 cm土层,种水稻处理显著提高了nifH RNA基因数量,而对nifH DNA基因数量的增加不显著。可见,水稻种植没有增加固氮菌的数量,稻田固氮量的增加是因为水稻种植极大地促进了固氮菌nifH基因的表达,提高了固氮菌的固氮活性。 展开更多
关键词 生物固氮 固氮活性 稻田 ^(15)n_(2)直接标记法 nifH反转录
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Heterotrophy-coordinated diazotrophy is associated with significant changes of rare taxa in soil microbiome 被引量:1
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作者 Wei GAO Lianfeng WANG Zhongjun JIA 《Pedosphere》 SCIE CAS CSCD 2022年第3期402-413,共12页
Soil heterotrophic respiration during decomposition of carbon(C)-rich organic matter plays a vital role in sustaining soil fertility.However,it remains poorly understood whether dinitrogen(N_(2))fixation occurs in sup... Soil heterotrophic respiration during decomposition of carbon(C)-rich organic matter plays a vital role in sustaining soil fertility.However,it remains poorly understood whether dinitrogen(N_(2))fixation occurs in support of soil heterotrophic respiration.In this study,^(15)N_(2)-tracing indicated that strong N_(2)fixation occurred during heterotrophic respiration of carbon-rich glucose.Soil organic ^(15)N increased from 0.37 atom%to 2.50 atom%under aerobic conditions and to 4.23 atom%under anaerobic conditions,while the concomitant CO_(2)flux increased by 12.0-fold under aerobic conditions and 5.18-fold under anaerobic conditions.Soil N_(2)fixation was completely absent in soils replete with inorganic N,although soil N bioavailability did not alter soil respiration.High-throughput sequencing of the 16S rRNA gene further indicated that:i)under aerobic conditions,only 15.2%of soil microbiome responded positively to glucose addition,and these responses were significantly associated with soil respiration and N_(2)fixation and ii)under anaerobic conditions,the percentage of responses was even lower at 5.70%.Intriguingly,more than 95%of these responses were originally rare with<0.5%relative abundance in background soils,including typical N_(2)-fixing heterotrophs such as Azotobacter and Clostridium and well-recognized non-N_(2)-fixing heterotrophs such as Sporosarcina,Agromyces,and Sedimentibacter.These results suggest that only a small portion of the soil microbiome could respond quickly to the amendment of readily accessible organic C in a fluvo-aquic soil and highlighted that rare phylotypes might have played more important roles than previously appreciated in catalyzing soil C and nitrogen turnovers.Our study indicates that N_(2)fixation could be closely associated with microbial turnover of soil organic C when available in excess. 展开更多
关键词 rare phylotypes DIAZOTROPHS heterotrophic respiration n_(2)fixation ^(15)n_(2)-tracing
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Comparative assessment of nitrogen fixation rate by ^(15)N_(2) tracer assays in the South China Sea
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作者 Danyang Li Minfang Zheng +5 位作者 Yusheng Qiu Limin Lai Nengwang Chen Hongmei Jing Run Zhang Min Chen 《Acta Oceanologica Sinica》 SCIE CAS CSCD 2023年第1期75-82,共8页
Nitrogen fixation is one of the most important sources of new nitrogen in the ocean and thus profoundly affects the nitrogen and carbon biogeochemical processes.The distribution,controlling factors,and flux of N2 fixa... Nitrogen fixation is one of the most important sources of new nitrogen in the ocean and thus profoundly affects the nitrogen and carbon biogeochemical processes.The distribution,controlling factors,and flux of N2 fixation in the global ocean remain uncertain,partly because of the lack of methodological uniformity.The^(15)N_(2)tracer assay(the original bubble method→the^(15)N_(2)-enriched seawater method→the modified bubble method)is the mainstream method for field measurements of N2 fixation rates(NFRs),among which the original bubble method is the most frequently used.However,accumulating evidence has suggested an underestimation of NFRs when using this method.To improve the availability of previous data,we compared NFRs measured by three^(15)N_(2)tracer assays in the South China Sea.Our results indicate that the relationship between NFRs measured by the original bubble method and the^(15)N_(2)-enriched seawater method varies obviously with area and season,which may be influenced by incubation time,diazotrophic composition,and environmental factors.In comparison,the relationship between NFRs measured by the original bubble method and the modified bubble method is more stable,indicating that the N2 fixation rates based on the original bubble methods may be underestimated by approximately 50%.Based on this result,we revised the flux of N2 fixation in the South China Sea to 40 mmol/(m2·a).Our results improve the availability and comparability of literature NFR data in the South China Sea.The comparison of the^(15)N_(2)tracer assay for NFRs measurements on a larger scale is urgently necessary over the global ocean for a more robust understanding of the role of N2 fixation in the marine nitrogen cycle. 展开更多
关键词 n2 fixation rate South China Sea ^(15)n_(2)tracer assay
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