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秸秆与木本泥炭短期施用对潮土有机质及微生物群落组成和功能的影响 被引量：32
1
作者 赵文慧 马垒 +3 位作者 徐基胜 谭钧 张佳宝 赵炳梓 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期153-164,共12页
直接添加富含腐殖物质的木本泥炭可快速提升土壤有机碳含量,但其与常规施用秸秆相比的效应如何尚不清楚。通过设置不添加物料(CK)、施用秸秆(R)、施用木本泥炭(MT)、秸秆还田和木本泥炭联合施用(RMT)四个田间试验处理,经过一季玉米生长... 直接添加富含腐殖物质的木本泥炭可快速提升土壤有机碳含量,但其与常规施用秸秆相比的效应如何尚不清楚。通过设置不添加物料(CK)、施用秸秆(R)、施用木本泥炭(MT)、秸秆还田和木本泥炭联合施用(RMT)四个田间试验处理,经过一季玉米生长后比较不同处理对玉米产量、土壤肥力、细菌群落组成和功能的影响。结果表明,R和RMT处理的地上生物量与CK无显著差异,而在玉米整个生育期的平均呼吸速率则分别较CK高40%和64%;MT处理的地上生物量较CK低10%,但MT和CK的平均呼吸速率无显著差异。另一方面,R处理的土壤有机质(SOM)含量与CK无显著差异,而MT和RMT处理的SOM含量则较CK分别高79%和56%。基于主成分分析和功能预测发现,与CK处理比,R处理分解利用新鲜秸秆的绿弯菌门、芽单胞菌门、节细菌属、指孢囊菌属和Rubellimicrobiu显著增多,而化能异养、需氧化能异养、尿素代谢功能显著降低;MT处理降解大分子有机物的土壤杆菌属、纤维菌属、德沃斯氏菌属、农研丝杆菌属、类诺卡氏菌属和Rubellimicrobium显著增多,需氧化能异养功能显著降低,纤维素代谢功能显著升高;而RMT处理与CK群落组成和功能类似。因此,在潮土区单独施用MT尽管能迅速提升SOM含量,但可能导致短期内作物产量降低,而R和MT联合施用在迅速提升SOM的同时可提高土壤呼吸,维持稳定的微生物群落和功能。 展开更多
关键词 秸秆还田 木本泥炭 高通量测序 微生物群落 功能预测
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丛枝菌根真菌和根瘤菌互作对苜蓿根际土壤细菌群落结构的影响及PICRUSt功能预测分析 被引量：30
2
作者 杨盼 翟亚萍 +3 位作者 赵祥 王绍明 刘红玲 张霞 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3868-3879,共12页
【背景】紫花苜蓿是优良的豆科牧草,可以与丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌和根瘤菌形成共生关系,接种AM真菌和根瘤菌可以促进土壤氮、磷循环以及提高苜蓿产量。【目的】探究接种AM真菌和根瘤菌对苜蓿根际细菌群落结构和功能... 【背景】紫花苜蓿是优良的豆科牧草,可以与丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌和根瘤菌形成共生关系,接种AM真菌和根瘤菌可以促进土壤氮、磷循环以及提高苜蓿产量。【目的】探究接种AM真菌和根瘤菌对苜蓿根际细菌群落结构和功能的影响。【方法】采集6个不同处理组苜蓿根际、非根际土壤样品,基于细菌16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,分析比较不同处理组苜蓿根际、非根际土壤中细菌群落分布的规律,并采用PICRUSt软件对不同处理组间菌群功能进行预测。【结果】36个土壤样品中共检测到3849个OTU,分属于50门59纲132目249科595属398种。其中主要的优势菌门为Proteobacteria(52.81%-81.46%)、Bacteroidetes(7.83%-19.68%)及Actinobacteria(2.21%-16.4%)。与不接种相比,接种根内球囊霉和摩西球囊霉分别提高了Gammaproteobacteria和Bacteroidia有益菌的丰度,接种根瘤菌提高了固氮菌(Alphaproteobacteria)的丰度。PICRUSt功能预测表明,细菌菌群共有35个子功能,菌群功能丰富,代谢为最主要的功能,并且接种根瘤菌可增加氨基酸代谢,从而有利于植株N素循环,而接种AM真菌可能对于N循环有一定的抑制作用,相比于单接种AM真菌,双接种AM真菌和根瘤菌处理组碳水化合物代谢更强,从而更有益于植株的氮、磷循环。【结论】接种AM真菌和根瘤菌可分别提高苜蓿根系与氮、磷循环有关的不同有益菌的丰度,从而更有益于植株的氮、磷循环,该结果为提高植株养分吸收、提高苜蓿产量以及菌肥开发利用提供了科学依据。 展开更多
关键词 苜蓿 高通量测序 细菌多样性 细菌群落结构 细菌功能预测
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土地利用变化对松花江下游湿地土壤真菌群落结构及功能的影响 被引量：25
3
作者 徐飞 张拓 +2 位作者 怀宝东 隋文志 杨雪 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2531-2540,共10页
本研究通过分析土地利用变化对沿江湿地土壤真菌群落结构与功能的影响,识别受损滨江湿地的自然恢复潜力,以期为松花江湿地资源管理和保护提供理论依据.于2018年7月,通过采集松花江下游自然湿地、水稻田、采砂迹地和恢复湿地的土壤,对土... 本研究通过分析土地利用变化对沿江湿地土壤真菌群落结构与功能的影响,识别受损滨江湿地的自然恢复潜力,以期为松花江湿地资源管理和保护提供理论依据.于2018年7月,通过采集松花江下游自然湿地、水稻田、采砂迹地和恢复湿地的土壤,对土壤真菌ITS间隔区定向酶扩增,并使用Illumina MiSeq PE300二代高通量测序平台进行测序,分析不同类型样地土壤真菌群落组成和功能的差异及其影响因素.结果表明,沿江湿地开垦为稻田或进行采砂活动可造成土壤真菌α多样性指数显著降低(P <0.05),采砂迹地被修复为人工湿地后可显著提高土壤真菌Ace和Chao1指数(P <0.05).稻田与其它3种土地利用类型的土壤真菌群落结构差异显著(P <0.05).沿江湿地土壤真菌划分为16个菌门,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢菌门(Mortierellomycota)和隐真菌门(Rozellomycota)为沿江湿地的主要真菌门类(相对丰度> 1%).自然湿地和恢复湿地的真菌功能群以外生菌根真菌为主,辅以苔藓寄生真菌、地衣寄生真菌和杜鹃花类菌根真菌,稻田和采砂迹地的主要功能菌群以凋落物腐生菌和土壤腐生菌为主.动植物病原菌群在稻田中的相对丰度显著高于其它样地(P <0.05).土壤p H、总碳、有机碳、总氮和总磷是土壤真菌群落多样性的主要影响因子.由此可见,在自然湿地进行资源开发增加了潜在的生态风险,降低了生态系统稳定性. 展开更多
关键词 松花江 湿地 土地利用类型 土壤真菌 群落结构 功能预测
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海南H382雪茄烟叶不同发酵周期细菌群落多样性表征及演替分析 被引量：24
4
作者 张鸽 李志豪 +9 位作者 邓帅军 李东亮 张良 蔡斌 向小华 王娟 王帆 陈国强 张海波 刘好宝 《中国烟草学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期117-126,共10页
【目的】探索海南H382雪茄烟叶发酵中细菌群落组成和演替规律,为揭示发酵机制提供依据,为筛选功能细菌提供参考。【方法】通过16S rRNA测序技术对海南H382雪茄烟叶不同发酵时期的细菌群落多样性及群落演替规律进行表征,并利用PICRUSt预... 【目的】探索海南H382雪茄烟叶发酵中细菌群落组成和演替规律,为揭示发酵机制提供依据,为筛选功能细菌提供参考。【方法】通过16S rRNA测序技术对海南H382雪茄烟叶不同发酵时期的细菌群落多样性及群落演替规律进行表征,并利用PICRUSt预测了不同发酵时期细菌群落的功能。【结果】(1)雪茄烟叶发酵中细菌群落多样性较丰富,7个样本共聚类299个OTU,属于27个属;不同发酵时期样本中OTU数目不同,发酵前期呈增加趋势,随后呈现下降趋势,以YB_3(样本-3)中OTU最多,共222个;(2)以细菌占比多少为标准,H382雪茄烟叶发酵过程中细菌群落演替规律为:含量最高由YB_2中的葡萄球菌属(Staphylococcus)到YB_3中海洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus),随后为YB_4(样本-4)中假单胞菌属(Pseudomonas),最后为YB_5、YB_6和YB_7中的葡萄球菌属(Staphylococcus);(3)PICRUSt功能预测结果显示,样本间预测功能种类差异小,而样本间功能种类的丰度差异较大。【结论】H382雪茄烟叶发酵过程中细菌群落组成多样性丰富,优势菌群在本实验条件下是演替的。发酵过程中主要的细菌群落由发酵初期的Staphylococcus、Enterococcus和Pantoea,演变为中期的Oceanobacillus、Paracoccus、Staphylococcus和Bacillus,随后演变为Pseudomonas和Enterobacter,最后稳定为Staphylococcus和Terribacillus。根据细菌的功能预测,它们主要参与氨基酸运输和代谢、碳水化合物的运输和代谢等。 展开更多
关键词 雪茄烟叶 发酵 细菌多样性 群落演替 功能预测
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松花江下游沿江湿地土地利用变化对土壤细菌群落多样性的影响 被引量：24
5
作者 张拓 徐飞 +2 位作者 怀宝东 杨雪 隋文志 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期4273-4283,共11页
本研究旨在明确生境质量变化对土壤细菌群落的影响,为松花江退化湿地选择科学的修复方法提供参考依据.于2018年使用Illumina MiSeq PE300第二代高通量测序平台对松花江下游的5种土地利用类型湿地(天然湿地、稻田地、玉米田、采砂迹地及... 本研究旨在明确生境质量变化对土壤细菌群落的影响,为松花江退化湿地选择科学的修复方法提供参考依据.于2018年使用Illumina MiSeq PE300第二代高通量测序平台对松花江下游的5种土地利用类型湿地(天然湿地、稻田地、玉米田、采砂迹地及恢复湿地)土壤细菌16S rDNA进行测序,分析不同土地利用类型土壤细菌群落多样性和功能的差异.结果表明:沿江湿地开垦为玉米田造成土壤细菌的Ace、Chao1和Shannon指数显著降低(P<0.05),采砂迹地的仿湿地修复使土壤细菌的Ace、Chao1和Shannon指数显著提高(P<0.05).天然湿地、稻田、玉米田和采砂迹地的土壤细菌群落结构差异显著(P<0.05),采砂迹地与恢复湿地的土壤细菌群落结构相似.沿江湿地土壤细菌划分为40门、105纲、258目、421科、802属和1673种,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、疣微菌门、厚壁菌门和芽单胞菌门为各样地共有的优势菌门(相对丰度>1%).相比之下,拟杆菌门偏好稻田土壤环境,变形菌门和芽单胞菌门偏好玉米田土壤环境,放线菌门偏好采砂迹地土壤环境.湿地土壤细菌具有新陈代谢、环境信息处理、遗传信息处理、细胞过程、人类疾病和有机系统这6类一级代谢通路、46类二级代谢通路和19类主要二级代谢通路(相对丰度>1%).土壤pH、含水量、碱解氮和碳氮比是沿江湿地土壤细菌群落多样性的主要影响因子.由此可见,改变沿江湿地土地用途降低了土壤生态系统稳定性,增加了湿地退化的潜在生态风险. 展开更多
关键词 沿江湿地 土地利用方式 土壤细菌 群落多样性 功能预测
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生物有机肥调控的碱性植烟土壤微生物群落多样性特征 被引量：20
6
作者 濮永瑜 包玲凤 +8 位作者 杨佩文 沈广材 张庆 尹兴盛 施竹凤 裴卫华 刘月静 杨光伟 杨明英 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期780-789,共10页
【目的】解析保山山地碱性植烟土壤微生物群落多样性特征,考察深耕配施生物有机肥对土壤质量退化的阻遏效果,为区域植烟土壤的优化管理提供理论依据。【方法】以深耕(30 cm)为主处理,生物有机肥培肥为副处理,设置随机区组试验,分析测试... 【目的】解析保山山地碱性植烟土壤微生物群落多样性特征,考察深耕配施生物有机肥对土壤质量退化的阻遏效果,为区域植烟土壤的优化管理提供理论依据。【方法】以深耕(30 cm)为主处理,生物有机肥培肥为副处理,设置随机区组试验,分析测试土壤主要理化性质、酶活性和微生物群落结构组成;解析土壤主要理化性质和酶活性与微生物种群丰度间的关系。【结果】深耕+化肥+生物有机肥处理(处理CS)显著降低土壤容重和pH,分别降低28.64%和9.21%;显著提高土壤有机质、全磷、速效磷和速效钾含量及蔗糖酶和脲酶活性,分别提高31.54%、21.63%、165.31%、77.34%、21.68、27.95%和238.55%。Alpha和Beta多样性分析结果表明,各处理细菌Chao1指数和Shannon指数差异不显著;处理CS显著提高真菌Chao1指数和Shannon指数(P<0.05),促进细菌和真菌群落差异性增强,对真菌群落结构组成的影响更为显著。群落结构组成结果表明,处理CS显著提高了变形菌门(Proteobacteria)和被孢霉门(Mortierellomycota)的种群丰度,分别提高74.32%和280.70%;降低了放线菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Actinobacteria)和担子菌门(Basidiomycota)的种群丰度,分别降低12.83%、21.88%、36.57%和70.04%。LEfSe分析表明,处理CS导致属水平的细菌和真菌显著差异性物种增加。BugBase表型预测和FUNGuild功能预测结果表明,处理CS显著影响土壤微生物功能类群,其中,致病性细菌和植物病原真菌丰度显著下降。相关性结果表明,土壤容重和pH是影响土壤细菌和真菌群落结构的主要理化因子。【结论】深耕配施生物有机肥降低土壤容重和pH,增加有机质和养分含量,促进土壤微生物功能多样性形成,提高土壤酶活性,是碱性植烟土壤质量提升的有效措施。 展开更多
关键词 生物有机肥 碱性植烟土壤 微生物群落 Illumina MiSeq测序 BugBase表型预测 FUNGuild功能预测
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马铃薯||玉米间作对土壤细菌多样性的影响 被引量：16
7
作者 伏云珍 马琨 +2 位作者 李倩 李光文 崔慧珍 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1715-1725,共11页
为探明连续马铃薯、玉米单作及间作种植对土壤细菌群落组成的影响,利用IonS5TMXL高通量测序平台,分析了单作玉米(M)、单作马铃薯(P)、马铃薯||玉米间作(PM)下,土壤细菌群落组成以及多样性间的差异。结果表明:与单作相比,马铃薯||玉米间... 为探明连续马铃薯、玉米单作及间作种植对土壤细菌群落组成的影响,利用IonS5TMXL高通量测序平台,分析了单作玉米(M)、单作马铃薯(P)、马铃薯||玉米间作(PM)下,土壤细菌群落组成以及多样性间的差异。结果表明:与单作相比,马铃薯||玉米间作土壤有机质含量显著升高(P<0.05),但土壤全氮、碱解氮、全磷、速效钾、土壤pH等没有显著变化。所获得的56787个土壤细菌可操作分类单元(OTUs)共分为46门、55纲、114目、208科、455属。土壤变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)细菌占总相对丰度的57.68%~65.11%,为优势菌门;间作对土壤细菌群落多样性(香农指数、辛普森指数)、丰富度(ACE指数和Chao1指数)无显著影响,但改变了基于门、属水平上的细菌群落组成。与单作马铃薯相比,间作显著降低了土壤变形菌门(Proteobacteria)相对丰度(P=0.023),提高了浮霉菌门(Planctomycetes)的相对丰度(P=0.043)。在属水平上,相对丰度较低的芽单胞菌属(Gemmatimonas)、Candidatus Solibacter属更易受到种植方式的影响;间作提高了节杆菌属(Arthrobacter)、芽球菌属(Blastococcus)和芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度。随细菌群落结构变化,细菌群落功能上出现差异,通过KEGG功能预测共得到7个一级功能层,35个二级功能层,表现出功能上的丰富性,土壤细菌群落在代谢、遗传信息处理和细胞过程方面功能活跃。7个一级功能层中的代谢功能组在马铃薯||玉米间作与马铃薯单作间有显著差异。利用前向选择,经蒙特卡罗检验表明,连续马铃薯、玉米单作及间作栽培5年后的土壤各理化性状指标与土壤细菌群落组成、多样性间的相关性均不显著。连续马铃薯||玉米间作及单作5年条件下土壤细菌群落组成的变化是由马铃薯||玉米间作作物种间互利和竞争关系而驱动的。 展开更多
关键词 马铃薯||玉米间作 细菌群落 多样性 功能预测 高通量测序 种间关系
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辣椒连作对土壤细菌群落的影响 被引量：15
8
作者 李莹 刘兰英 +4 位作者 姜宇杰 何肖云 邱胤辉 任丽花 傅建炜 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期297-318,共22页
【目的】土壤微生物对农业生态系统的长期可持续性至关重要。为探讨不同连作年限对辣椒土壤细菌群落结构和潜在功能的影响。【方法】采用16S rRNA基因高通量测序PICRUSt功能预测相结合的研究方法,对不同连作年限下(1Y、3Y、5Y和10Y)的... 【目的】土壤微生物对农业生态系统的长期可持续性至关重要。为探讨不同连作年限对辣椒土壤细菌群落结构和潜在功能的影响。【方法】采用16S rRNA基因高通量测序PICRUSt功能预测相结合的研究方法,对不同连作年限下(1Y、3Y、5Y和10Y)的辣椒土壤细菌微生物群落结构和功能进行分析。【结果】微生物多样性指数和共生网络复杂度随连作年限的延长而降低,同时,连作年限变化对细菌群落组成有显著影响。不同的土壤细菌种群对连作措施的响应程度不一,长期连作增加了变形菌门和拟杆菌门的相对丰度,但降低了绿弯菌门、酸杆菌门、厚壁菌门和髌骨细菌门的相对丰度。PICRUSt功能预测结果表明,延长连作年限改变了土壤细菌整体的氮、磷代谢能力,导致细菌群预测功能基因发生了变化,能量代谢、氨基酸代谢和碳水化合物代谢等重要代谢功能基因减少,而折叠、分类和降解、复制和修复、膜转运、细胞生长与死亡等功能基因丰度明显增加。冗余分析表明,土壤有机质和有效磷是影响细菌群落迁移和功能变化的关键土壤理化因子。【结论】延长辣椒连作年限后,细菌群落结构改变和多样性下降导致土壤微生物群落功能失调可能是造成辣椒连作障碍的原因之一。 展开更多
关键词 辣椒 连作 细菌群落结构 功能预测
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不同轮作休耕下潮土细菌群落结构特征 被引量：16
9
作者 南镇武 刘柱 +6 位作者 代红翠 张磊 王娜 徐杰 刘开昌 孟维伟 王旭清 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期4977-4987,共11页
本研究旨在明确不同轮作休耕方式对潮土细菌群落的影响,为推动黄河下游冲积平原农田生态修复和促进农业绿色发展提供参考依据.以2018年开始的长期轮作休耕定位试验农田土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,通过Tax4Fun细... 本研究旨在明确不同轮作休耕方式对潮土细菌群落的影响,为推动黄河下游冲积平原农田生态修复和促进农业绿色发展提供参考依据.以2018年开始的长期轮作休耕定位试验农田土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,通过Tax4Fun细菌功能预测工具,分析4种轮作休耕方式(长期休耕、冬小麦-夏休耕、冬休耕-夏玉米和冬小麦-夏玉米周年轮作)定位条件下,土壤细菌群落结构与功能差异,并探究影响农田土壤细菌群落结构及功能变化的环境因子.结果表明,不同轮作休耕方式的土壤样本中共检测到细菌44门、146纲、338目、530科、965属和2073种;在0~20 cm和20~40 cm土层中,主要优势菌群同为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),但各主要优势菌群的相对丰度在不同轮作休耕方式中存在差异.0~20 cm土层季节性休耕(冬小麦-夏休耕和冬休耕-夏玉米)较麦玉周年轮作或连续两年休耕的土壤细菌群落更丰富且多样性程度更复杂,20~40 cm土层则表现出冬小麦-夏休耕的土壤细菌群落更丰富、多样性程度更复杂.通过Tax4Fun功能预测发现,不同轮作休耕土壤细菌具有一级功能代谢通路(pathway level 1)6类,二级功能代谢通路(pathway level 2)40类(其中18类相对丰度大于1.0%),三级功能代谢通路(pathway level 3)264类;季节性休耕可提高参与新陈代谢、环境信息处理和遗传信息处理等有益细菌代谢通路的相对丰度.根据RDA分析,0~20 cm土层的土壤细菌群落受土壤含水率、全磷、有效磷、速效钾、pH和碳氮比影响显著(P<0.05),20~40 cm受土壤全磷和有效磷影响显著(P<0.05).由此可见,不同休耕方式可以改变土壤细菌群落结构、多样性及代谢功能,季节性休耕可以促进农田土壤生态系统的健康与稳定. 展开更多
关键词 轮作 休耕 土壤细菌 群落结构 功能预测
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AM真菌和根瘤菌互作对苜蓿根际土壤真菌群落结构的影响及功能预测 被引量：15
10
作者 杨盼 翟亚萍 +3 位作者 赵祥 王绍明 刘红玲 张霞 《草业科学》 CAS CSCD 2020年第9期1669-1680,共12页
在我国,优良豆科牧草紫花苜蓿(Medicago sativa)一直处于供不应求的状态,接种AM(arbuscular mycorrhizae)真菌和根瘤菌可以促进土壤氮、磷循环以及提高植株抗逆性,从而提高苜蓿产量。为探究接种AM真菌和根瘤菌对苜蓿根际真菌群落结构和... 在我国,优良豆科牧草紫花苜蓿(Medicago sativa)一直处于供不应求的状态,接种AM(arbuscular mycorrhizae)真菌和根瘤菌可以促进土壤氮、磷循环以及提高植株抗逆性,从而提高苜蓿产量。为探究接种AM真菌和根瘤菌对苜蓿根际真菌群落结构和功能的影响,采集苜蓿6个不同处理组(不接种、单接种摩西球囊霉、单接种根内球囊霉、单接种根瘤菌、双接种根内球囊霉和根瘤菌、双接种摩西球囊霉和根瘤菌)根际和非根际土壤样品,基于真菌ITS区高通量测序技术,分析比较不同接种处理组苜蓿根际、非根际土壤中真菌多样性和群落分布的规律,并采用FUNGuild软件对不同处理组间菌群功能进行预测。结果表明:6个不同处理组中,在门水平上土壤真菌群落主要由子囊菌门、担子菌门构成,且以子囊菌门为主(19.29%〜61.18%)。在属水平上发现与不接种相比,接种AM真菌和根瘤菌显著提高了有益菌的丰度,如单接种摩西球囊霉GMR处理组中优势属为支顶孢属(Acremonium)、单接种根瘤菌KR处理组中优势属为葡萄穗霉属(Stachybotrys)和毛束霉属(Trichurus),双接种根内球囊霉和根瘤菌GIKR处理组中优势属为木霉属(Trichoderma),双接种摩西球囊霉和根瘤菌GMKR处理组中优势属为曲霉菌属(Aspergillus)o与不接种相比,接种AM真菌和根瘤菌提高了真菌群落的操作分类单元数(OTUs)、Shannon-Wiener指数、菌种丰富度Chao 1指数。不同接种处理间主要以腐生营养型为主,接种AM真菌和根瘤菌均会增加共生营养型的相对丰度,降低病原营养型的相对丰度。综上所述,接种AM真菌和根瘤菌后,有利于土壤氮磷的循环,增加了土壤真菌群落的丰富度与多样性,在致病菌存在的同时增加了生防菌,以及与固氮、溶磷有关菌的丰度,增加了共生营养型的相对丰度,降低了病原营养型的相对丰度,故接种根瘤菌丰富了真菌群落组成,优化了原有的微� 展开更多
关键词 苜蓿 高通量测序 真菌多样性 真菌群落结构 真菌功能预测
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山桐子叶际微生物群落多样性、结构及功能预测分析 被引量：15
11
作者 周慧娜 张涛 +9 位作者 徐自恒 薛晓焱 冯建 刘震 王艳梅 蔡齐飞 耿晓东 代莉 李明婉 李志 《经济林研究》 北大核心 2022年第4期163-172,共10页
【目的】山桐子是优良的木本油料树种,叶片是山桐子植株的一个关键器官,分析健康与感病山桐子叶际微生物群落的丰富度、多样性、群落组成以及功能预测,为探明山桐子病害特征及发病机理,科学开展山桐子林地抚育管理提供参考依据。【方法... 【目的】山桐子是优良的木本油料树种,叶片是山桐子植株的一个关键器官,分析健康与感病山桐子叶际微生物群落的丰富度、多样性、群落组成以及功能预测,为探明山桐子病害特征及发病机理,科学开展山桐子林地抚育管理提供参考依据。【方法】采用Illumina平台对健康与感病山桐子叶际微生物群落DNA片段进行双端(Paired-end)测序。通过Vsearch软件聚类获取OTUs,根据其在不同样本的分布,评估每个样本的Alpha多样性水平,进一步衡量不同样本间的物种丰度组成差异;根据基因测序结果,预测菌群代谢功能。【结果】1)健康山桐子和感病山桐子的叶际细菌运算分类单位(OTUs)分别为212和198个,叶际真菌OTUs分别为101和79个。针对山桐子叶际微生物的研究表明,健康山桐子叶际细菌及真菌的丰富度和多样性均高于感病叶片。2)山桐子叶际细菌以不动杆菌属Acinetobacter为优势菌属,在健康和感病植株中相对丰度分别为32.67%和24.90%;健康山桐子叶际真菌以链格孢属Alternaria(17.41%)、亚隔孢壳属Didymella(15.44%)为优势菌属,感病山桐子叶际真菌以链格孢属(54.77%)为优势菌属。相比于健康山桐子,感病山桐子叶际真菌中链格孢属相对丰度大幅升高,可能是关键致病菌属。3)PICRUSt2功能预测山桐子叶际细菌群落共得到6个一级功能层、34个二级功能层,在代谢方面功能较为活跃;真菌群落共得到5个一级功能层、29个二级功能层,主要功能类群为生物合成、前体代谢物和能量的产生。【结论】健康山桐子植株叶际细菌及真菌丰富度和多样性均高于感病植株,链格孢属真菌可能是山桐子感病的关键因子;与代谢、生物合成及能量产生有关的微生物群落是活跃度最高的。 展开更多
关键词 山桐子 叶际微生物 群落多样性 结构分析 功能预测
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基于粒径分化的厌氧氨氧化污泥性能与微生物多样性分析 被引量：14
12
作者 王晓曈 杨宏 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1930-1938,共9页
为明确基于粒径分化的厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥特性与菌群演替规律,研究了高氨氮生物滤池反应体系中ANAMMOX絮体污泥形成颗粒过程中的性能变化和微生物群落结构.结果表明,粒径增加显著提高了厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)比活性(SAA)和耐受... 为明确基于粒径分化的厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥特性与菌群演替规律,研究了高氨氮生物滤池反应体系中ANAMMOX絮体污泥形成颗粒过程中的性能变化和微生物群落结构.结果表明,粒径增加显著提高了厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)比活性(SAA)和耐受性,R4(>4.75 mm)的SAA最高为426.8 mg·(g·d)^(-1),但也给传质带来不利影响.高通量测序结果显示,菌属间动态变化普遍存在.<4.75 mm时,粒径增加强化了菌群结构稳定性,絮体中含量较多的氨氧化细菌(AOB)被淘汰,脱氮比例逐渐稳定.R3(2.8~4.75 mm)具有最专一的菌群组成,功能菌Candidatus Kuenenia占比达到52.7%,而R4群落复杂度升高,功能菌占比下降,异养菌丰度增加,对颗粒结构产生负作用.此外,R3微生物的基因功能表达水平最佳,在基因复制修复和能量转化等方面明显优于小颗粒.最后通过样本间OTU矩阵分析了AnGS的进化过程.这些结果对AnGS系统的优化具有一定指导意义,将有助于ANAMMOX工艺的应用. 展开更多
关键词 厌氧氨氧化(ANAMMOX) 粒径 比活性 微生物群落结构 基因功能预测
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冻融期巴音布鲁克高寒湿地土壤细菌群落变化及其响应机制 被引量：13
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作者 陈末 朱新萍 +3 位作者 蒋靖佰伦 买迪努尔·阿不来孜 孙涛 贾宏涛 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期134-142,共9页
为探究土壤细菌群落对冻融期环境变化的响应机制,以新疆巴音布鲁克高寒湿地沼泽土壤为研究对象,基于高通量测序技术,研究冻融期高寒湿地土壤细菌群落结构和功能作用的变化。结果表明:细菌群落受控于冻融环境,物种多样性在冻结期显著降低... 为探究土壤细菌群落对冻融期环境变化的响应机制,以新疆巴音布鲁克高寒湿地沼泽土壤为研究对象,基于高通量测序技术,研究冻融期高寒湿地土壤细菌群落结构和功能作用的变化。结果表明:细菌群落受控于冻融环境,物种多样性在冻结期显著降低(P<0.05);同时受土壤环境(土壤温度、土壤湿度、积雪厚度)和养分(土壤总碳、土壤总氮、碳氮比)的影响显著,解释贡献率分别为84.74%和73.91%,细菌群落结构发生生态适应性变化;初冻期、冻结期和融冻期,土壤细菌群落功能作用差异显著(P<0.05),主要体现在"代谢""信号转导"和"生存"三类功能基因含量的差异。冻融期高寒湿地土壤细菌群落结构和功能作用发生变化以增强群落的抗逆性,进化出较为完备的抗寒机制以适应冻融格局变化。 展开更多
关键词 冻融期 细菌群落 高通量测序 功能预测
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连作龙胆草根际土壤细菌多样性及功能预测分析 被引量：12
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作者 高嵩 孙文松 +3 位作者 温健 李晓丽 杨正书 李玲 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期102-108,共7页
连续种植单一药用植物会导致严重病害,降低产量和质量,而根际微生物与植物健康密切相关。以清原县种植不同年限龙胆草土壤为研究对象,采用16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt功能预测相结合的研究方法比较分析不同年限土壤细菌群落结构和... 连续种植单一药用植物会导致严重病害,降低产量和质量,而根际微生物与植物健康密切相关。以清原县种植不同年限龙胆草土壤为研究对象,采用16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt功能预测相结合的研究方法比较分析不同年限土壤细菌群落结构和潜在功能组成特征。结果表明:4组龙胆草土壤样品通过高通量测序共得到801346条有效序列,可注释到36门51纲112目218科470属。Alpha多样性分析表明,随着种植年限增加,根际土壤细菌丰富度和多样性指数呈逐年下降趋势,种植3年细菌丰度和多样性大幅度降低。主成分分析表明,连作影响根际土壤细菌的群落结构。与对照组相比,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门是龙胆草根际土壤的优势菌群。随种植年限增加,优势菌群unidentified_Actinobacteria、Acidobacteriia和unidentified_Gemmatimonadetes芽孢杆菌纲(Bacilli)纲含量显著增加,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、Δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和unidentified_Acidobacteria纲含量显著减少。PICRUSt功能预测分析结果表明,土壤细菌主要涉及遗传信息处理、翻译、细胞生长与死亡、折叠、分类和降解、核苷酸代谢等35个子功能。随着单一栽培年限的增加,典型病原体数量增加,有益细菌数量减少,导致根际微生态失衡,从而造成连作障碍。 展开更多
关键词 龙胆草 根际土壤 细菌群落 多样性分析 功能预测
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带状采伐对毛竹林土壤细菌群落结构及多样性的影响 被引量：12
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作者 王树梅 王波 +3 位作者 范少辉 肖箫 夏雯 官凤英 《南京林业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期60-68,共9页
【目的】研究带状采伐后毛竹(Phyllostachys edulis)林土壤细菌群落结构及多样性的变化,认识带状采伐对毛竹林土壤生态系统的影响,为利用带状采伐实现毛竹林规模化经营提供指导。【方法】对毛竹林进行不同宽度(3、9、15 m)的带状采伐,2... 【目的】研究带状采伐后毛竹(Phyllostachys edulis)林土壤细菌群落结构及多样性的变化,认识带状采伐对毛竹林土壤生态系统的影响,为利用带状采伐实现毛竹林规模化经营提供指导。【方法】对毛竹林进行不同宽度(3、9、15 m)的带状采伐,25 d后采集样地内土壤样品,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析土壤细菌特定基因片段V3-V4区域,鉴定菌种类群,预测细菌功能,并结合7种土壤养分指标(有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾)的测定结果,探讨带状采伐对毛竹林地土壤细菌群落及土壤养分的影响。【结果】随着采伐宽度的增加,土壤有效磷、全钾、速效钾含量降低,土壤有机质、全氮、碱解氮含量先增后降。适当采伐可以提高土壤肥力,但采伐宽度超过一定限度后,土壤肥力降低,速效养分含量减少。不同带状采伐对毛竹林土壤中细菌类群的丰度、多样性、均匀度的影响各不相同;3 m采伐宽度的毛竹林地内土壤细菌群落丰富度最高,且物种分布最均匀,随着采伐宽度的增大,其毛竹林地内的细菌群落丰富度和物种均匀度均降低,当采伐宽度超过9 m时,群落间的物种组成变化差异减小。带状采伐后变形菌门(Proteobacteria)相对丰度增多,酸杆菌门(Acidobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)相对丰度减少,这3种菌门同放线菌门(Actinobacteria)一起占据着毛竹林带状采伐土壤细菌群落种的主要地位,对土壤中碳(C)、氮(N)元素固定及其他养分的转化分解发挥着重要的作用。带状采伐后土壤细菌群落代谢通路中最重要的是碳水化合物代谢和氨基酸代谢,说明带状采伐后土壤细菌的优势功能主要集中在C、N两种元素的固定和转化。【结论】毛竹林带状采伐对土壤细菌群落结构及多样性产生显著影响,3 m宽度的带状采伐能够增加细菌类群的丰度、多样性、均匀度以及土壤养分含 展开更多
关键词 毛竹 带状采伐 土壤细菌 细菌多样性 细菌群落丰富度 功能预测
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松花江下游滨岸带典型植被根际土壤细菌群落结构与功能多样性 被引量：12
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作者 王露莹 孙慧珍 杨雪 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期2182-2191,共10页
通过分析松花江典型植被(芦苇、白杨、松江柳和修氏苔草)根际土壤细菌群落结构与功能的差异,辨识不同类型植被修复受损滨岸带生境的潜力,为松花江受损滨岸带生境修复和保护提供理论依据.使用Illumina MiSeq PE300二代高通量测序平台对... 通过分析松花江典型植被(芦苇、白杨、松江柳和修氏苔草)根际土壤细菌群落结构与功能的差异,辨识不同类型植被修复受损滨岸带生境的潜力,为松花江受损滨岸带生境修复和保护提供理论依据.使用Illumina MiSeq PE300二代高通量测序平台对松花江下游滨岸带的4种典型植被根际土壤细菌16S rRNA进行测序,分析不同植被根际土壤细菌群落组成与功能的差异及其影响因素.结果表明,芦苇根际土壤细菌多样性的Ace、Chao1和Shannon指数显著高于白杨(P<0.05),与松江柳和修氏苔草的土壤细菌多样性差异不显著.主坐标轴分析和ANOSIM组间差异检验表明,白杨与其它植被根际土壤细菌群落结构差异显著(P<0.05),松江柳、修氏苔草和芦苇根际土壤细菌群落结构相近.4种典型植被根际土壤细菌共划分为38个菌门,其中,酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和变形菌门(Proteobacteria)为各样地共有的优势菌门(相对丰度>5%).硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和己科河菌门(Rokubacteria)的相对丰度均超过1%.4种典型植被根际土壤细菌群落包括6类一级代谢通路,43类二级代谢通路,其中主要的二级代谢通路(功能基因序列相对丰度>1%)包括14类.碳氮比、土壤pH和有机碳为影响不同植被根际土壤细菌多样性的关键环境因子.由此可见,不同植被在修复滨岸带生境中的效果具有一定差异,湿地植被(松江柳和修氏苔草)有利于土壤细菌多样性的提高和土壤生态系统功能的发挥. 展开更多
关键词 松花江 植被类型 土壤细菌 群落结构 功能预测
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小麦红花间作系统根际微生物群落结构及功能分析 被引量：9
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作者 王香生 连延浩 +4 位作者 郭辉 任永哲 辛泽毓 林同保 王志强 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期516-529,共14页
研究小麦红花间作系统作物根际土壤微生物群落结构及功能变化,对后期构建合理的小麦红花间作种植模式和地区适宜性评价具有重要意义。本研究在田间设置小麦红花间作(2∶1)模式,以小麦单作、红花单作为对照,基于Illumina Miseq高通量测... 研究小麦红花间作系统作物根际土壤微生物群落结构及功能变化,对后期构建合理的小麦红花间作种植模式和地区适宜性评价具有重要意义。本研究在田间设置小麦红花间作(2∶1)模式,以小麦单作、红花单作为对照,基于Illumina Miseq高通量测序平台研究了小麦红花根际土壤细菌和真菌群落结构特征和功能变化,在成熟期,分别测定小麦红花产量。结果表明:小麦红花间作土地当量比为1.01,间作优势并不明显;小麦、红花根际微生物多样性指数分析结果表明,间作提高了小麦根际细菌多样性和真菌的丰富度,但显著降低了小麦根际细菌的丰富度和真菌多样性;间作显著提高了红花根际细菌的多样性,但降低了红花根际真菌的多样性及细菌和真菌的丰富度。主坐标分析(PCoA)和群落均衡性分析结果表明,间作显著改变了红花根际微生物群落结构。小麦红花根际优势细菌门为变形菌门、酸杆菌门和拟杆菌门,在单作小麦、间作小麦、单作红花和间作红花中平均相对丰度总占比分别为65.94%、70.57%、71.39%和70.07%,优势真菌为子囊菌门、担子菌门,平均相对丰度总占比分别为75.99%、68.17%、93.23%和69.88%。间作显著提高了红花根际酸杆菌门、Rokubacteria以及真菌的被孢霉门的相对丰度,对小麦各菌门并未造成显著影响。功能预测结果表明,间作显著提高了红花根际好氧氨氧化、硝化作用、发酵、硝酸盐还原等养分循环过程,结合相关性分析结果发现细菌MND1属与这些过程显著正相关,且其相对丰度在红花根际表现为间作显著高于单作。此外,间作显著提高了红花根际丛枝菌根功能基因的相对丰度,降低了植物病原菌类功能基因的相对丰度;在属水平,间作显著提高了红花根际被孢霉属、Wickerhamomyces等有益菌属的相对丰度,显著降低了镰刀菌属、链格孢属致病真菌属的相对丰度。共现� 展开更多
关键词 小麦红花间作 根际土壤 微生物 群落结构 功能预测
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扩增子测序分析助力传统发酵食品微生物群落研究 被引量：10
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作者 孙善峰 黄晓宁 +1 位作者 韩北忠 陈晶瑜 《中国酿造》 CAS 北大核心 2019年第5期1-5,共5页
高通量测序技术的发展促进了基因组学技术在中国传统发酵食品微生物研究中的应用,而扩增子测序是目前相对成熟且普遍使用的基因组学技术。采用生物信息学方法分析由测序产生的大量序列数据,揭示数据隐藏的生物学信息至关重要。生物信息... 高通量测序技术的发展促进了基因组学技术在中国传统发酵食品微生物研究中的应用,而扩增子测序是目前相对成熟且普遍使用的基因组学技术。采用生物信息学方法分析由测序产生的大量序列数据,揭示数据隐藏的生物学信息至关重要。生物信息学贯穿于扩增子测序数据的收集、存储、处理和分析等各个阶段。该文归纳了目前在扩增子数据分析中常用的数据库、算法及生物信息分析工具,总结了近几年基于扩增子测序的生物信息学方法在中国传统发酵食品研究中的应用,为扩增子测序分析技术的改进和发展提供参考。 展开更多
关键词 生物信息学 扩增子测序 中国传统发酵食品 微生物群落 功能预测
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烟秆生物炭还田对植烟黄棕壤养分、细菌群落结构与功能的影响 被引量：9
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作者 戴华鑫 梁太波 +7 位作者 李彩斌 罗贞宝 关罗浩 钟帅 翟振 边文杰 黄卫 张艳玲 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期476-487,共12页
【目的】明确烟秆生物炭对植烟黄棕壤养分、细菌群落结构与功能的影响,为提高烟秆的资源化利用提供理论依据。【方法】基于大田试验,比较不同用量烟秆生物炭(0、5、15、20和40 t/ha)施用4年后烟田土壤养分指标及细菌丰度变化;采用16S r... 【目的】明确烟秆生物炭对植烟黄棕壤养分、细菌群落结构与功能的影响,为提高烟秆的资源化利用提供理论依据。【方法】基于大田试验,比较不同用量烟秆生物炭(0、5、15、20和40 t/ha)施用4年后烟田土壤养分指标及细菌丰度变化;采用16S rDNA序列高通量测序技术和PICRUSt基因预测方法,分析耕层土壤细菌群落结构、多样性及代谢功能变化。【结果】随着生物炭施用量的增加,土壤pH、有机质、总氮、有效磷、速效钾含量及细菌丰度呈增加趋势。主坐标分析(PCoA)和聚类分析结果表明,施用生物炭改变了细菌群落组成。生物炭用量在15 t/ha时,土壤细菌OTU丰富度及Alpha多样性指数最高;在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)相对丰度较低,而芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)相对丰度较高;在属水平上,芽单胞菌属(Gemmatimonas)、黄色土源菌属(Flavisolibacter)和Roseiflexus相对丰度较高。冗余分析(RDA)结果表明,生物炭用量与土壤拟杆菌门显著正相关(P<0.05,下同),与酸杆菌门显著负相关。PICRUSt功能预测表明,施用生物炭增加了与土壤碳代谢相关的细菌基因丰度。【结论】贵州植烟黄棕壤施用烟秆生物炭后,土壤养分、烤烟农艺性状和经济性状指标均有提升,土壤细菌群落丰富度及多样性显著提高,土壤细菌碳代谢能力增强,对改善烟田土壤微生态具有积极作用。以15 t/ha烟秆生物炭作用效果较好,可在生产上推广应用。 展开更多
关键词 生物炭 植烟黄棕壤 土壤养分 细菌群落 功能预测
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黑河上游不同植被类型土壤细菌群落多样性、功能及季节动态 被引量：9
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作者 王竹 刘扬 +1 位作者 王芳 王义成 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期6339-6353,共15页
土壤微生物群落与植物群落间的作用机制是探究生物地球化学循环过程和维持植被生态系统稳定的关键.黑河上游植被的垂直分布特征明显,选取垫状植被(CV)、灌丛草甸(HM)、森林草原(FS)、山地干草原(MS)和荒漠草原(DG)共5种典型植被样地,运... 土壤微生物群落与植物群落间的作用机制是探究生物地球化学循环过程和维持植被生态系统稳定的关键.黑河上游植被的垂直分布特征明显,选取垫状植被(CV)、灌丛草甸(HM)、森林草原(FS)、山地干草原(MS)和荒漠草原(DG)共5种典型植被样地,运用高通量测序技术分析冬、夏季不同植被类型土壤细菌的群落结构和多样性,基于FAPROTAX数据库进行群落功能预测,运用冗余分析、结构方程模型探讨驱动土壤细菌群落的主要环境因子,并揭示细菌群落变化的作用机制与季节差异.结果表明:(1)不同植被类型和季节下土壤理化性质差异显著,各指标随土壤深度的变化规律不同,森林草原(FS)的土壤含水率和碳氮养分含量更高;(2)细菌群落α-多样性指数在季节间的差异(P<0.05)大于植被类型(P>0.05),冬季群落丰度整体高于夏季,物种多样性在冬季随海拔呈“倒U”型分布,夏季呈“W”型分布;(3)细菌群落结构和组成在门水平上无显著差异,优势种群为酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),但在属水平上随季节有明显不同;(4)土壤细菌群落的功能随植被类型和季节变化较小,均以化能异养、硝化和氨氧化作用为主;(5)影响细菌群落的关键因子存在季节差异,冬季为土壤温度(ST)、总有机碳(TOC)和pH,夏季为土壤含水率(SWC)、碳氮比(C/N)和pH;(6)土壤细菌群落受彼此关联的环境因子的协同作用,土壤理化性质对细菌群落多样性和功能的影响较植被类型更直接,改善土壤的碳、氮水平有助于提升细菌的物种和功能多样性.研究结果可为探索区域植被退化机制和维持高寒生态系统稳定提供参考. 展开更多
关键词 土壤细菌群落 功能预测 植被类型 季节差异 黑河上游
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