人体皮肤上定植的微生物借助天然和获得性免疫系统的复杂信息交换与宿主保持共生关系，即微生态平衡，是健康皮肤所必需的。在皮肤上已鉴定出有四个主要的细菌门：放线菌门、厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门。最常见的三个菌属是棒状杆菌属、丙酸杆菌属和葡萄球菌属。

低甲烷排放转基因水稻是实现水稻低碳生产的理想材料.土壤微生物驱动了稻田甲烷的产生,低甲烷排放转基因水稻土壤微生物群落组成的变化不仅影响稻田甲烷排放,也关系到土壤微生态系统的稳定性.通过对细菌16S rRNA基因、真菌ITS基因的高通量测序及mcrA、nifH、amoA和nirS等功能基因的荧光定量PCR,分析了低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)与野生型水稻(MH86)土壤微生物群落间的差异.结果显示:稻田土壤细菌群落的α-多样性指数在86R27-3与MH86间无明显差异,且仅在水稻分蘖期86R27-3的土壤真菌群落多样性指数Shannon、Simpson及均匀度指数Pielou_e显著高于MH86(P＜0.05);β-多样性分析表明土壤细菌或真菌群落组成在86R27-3与MH86间均没有显著差异;但在水稻齐穗期:86R27-3 土壤的放线菌门(Actinobacteria)、罗泽真菌门(Rozellomycota)的相对丰度显著高于MH86(P＜0.05),而酸杆菌门(Acidibacteria)、子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度显著低于MH86(P＜0.05);土壤微生物群落功能预测显示,86R27-3 土壤氮、硫和锰代谢细菌功能群丰度显著低于MH86(P＜0.05),如分蘖期的土壤硝酸盐还原、硝酸盐呼吸、硫代硫酸盐呼吸及硫呼吸,齐穗期和成熟期的好氧亚硝酸盐氧化及成熟期的锰氧化等;与MH86相比,86R27-3的土壤真菌功能群丰度有减有增,如在水稻不同生育期内的其未定义腐生物银耳目、嗜热囊菌科、镰刀菌属及韦斯特氏菌功能群丰度显著降低(P＜0.05),而其分蘖期的动物内共生体腐生生物毕赤酵母属和未定义腐生物马勃科功能群丰度显著提高(P＜0.05).定量PCR分析表明86R27-3 土壤中的产甲烷细菌mcrA基因丰度显著低于MH86(P＜0.05),同时,土壤固氮菌nifH基因、氨氧化细菌amoA基因及反硝化细菌nirS基因的丰度在86R27-3土壤中也显著降低(P＜0.05).综上所述,低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)对土壤细菌或真菌的群落组成没有影响,但可引起主要细菌或真菌种类的相对丰度及某些细菌或真菌功能群丰度发生变化,并显著降低了稻田土壤微生物功能基因丰度.

目的 利用代谢组学技术和药源性聋细胞模型寻找红树共生放线菌链霉菌属Streptomyces sp.(No.1624117)代谢产物中防治药源性听力损失成分.方法 从菌株粗提物中筛选具有抗炎活性的极性分段样,采用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS)对菌株粗提物和活性分段样的化学成分进行数据采集;通过主成分分析法(PCA)与正交偏最小二乘法-判别分析法(OPLS-DA)进行多元统计学分析,筛选差异成分;经过柱层析和高效液相色谱(HPLC)定点分离目标差异点,利用核磁和质谱鉴定结构;最后通过顺铂诱导的HEI-OC1细胞损伤模型考察化合物对耳蜗毛细胞的保护作用.结果 代谢组学分析有38个差异代谢物,结合抗炎活性测定结果,分离纯化出6个化学成分并确定了结构.在顺铂诱导的HEI-OC1细胞损伤模型中,化合物1,2,3,4和6均显示出对耳蜗毛细胞具有保护作用.结论 本研究建立了一种基于代谢组学技术挖掘放线菌代谢产物中防治药源性听力损失成分的方法,为寻找防治听力损失活性化合物提供了新途径.

采用田间试验,研究了玉米秸秆覆盖(JF)、白色地膜覆盖(BF)、黑色地膜覆盖(HM)和园艺地布覆盖(YD),以及清耕作为对照(CK)对云贵高原柑橘园土壤理化性质、细菌群落特征及柑橘品质的影响.结果表明,与CK相比,不同覆盖处理下柑橘产量、单果重、果汁率、可食率、维生素C含量和可溶性固形物等指标均提高,可滴定酸含量则有所降低,进而提高了固酸比,其中以JF处理效果最显著.BF、HM和YD处理降低了土壤pH值,JF处理则相反,不同覆盖处理均能提高土壤温度、含水量、有机质和养分含量,JF处理对土壤有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量的提升作用最明显,BF处理下土壤温度最高.JF、HM和YD处理均能显著提高Chao1指数和Observed species指数,而BF处理则相反.在门水平上,覆盖提高了有益菌放线菌门的相对丰度,降低了致病菌拟杆菌门的相对丰度;在属水平上,覆盖提高了有益菌热酸菌属、朱氏杆菌属、Babeliales、红杆菌属和脱氯单胞菌属的相对丰度,降低了致病菌Saccharimonadales、成对杆菌属、金黄色杆菌属、芽孢八叠球菌属和丛毛单胞菌属的相对丰度.此外,覆盖还使土壤细菌共生网络变得简单而稳定.冗余分析结果表明,土壤全氮和细菌群落红杆菌属是提升柑橘产量和品质的关键因子,其解释率分别为45.67％和39.40％.方差分解分析结果表明,土壤理化性质和细菌群落的共同作用对柑橘产量和品质提升的贡献最大,其解释率为45.0％.综上所述,覆盖能有效改善土壤理化性质,提升土壤养分供应水平,优化细菌群落结构,提高柑橘产量和品质,其中,玉米秸秆覆盖可优先作为云贵高原柑橘园土壤的地表覆盖措施.

为了分析番茄潜叶蛾Tuta absoluta(Meyrick)不同地理种群中肠内共生菌多样性及相对丰度,本研究通过16S rDNA高通量测序技术分析了番茄潜叶蛾中肠内共生菌多样性及相对丰度,并通过KEGG分析了内共生菌生物群落基因代谢途径差异.结果表明,酒泉种群的丰富度、多样性、均匀度和进化多样性等方面均相对高于张掖.两个地理种群丰度前20的中肠细菌分别隶属于放线菌门Acfinobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes、厚壁菌门Firmicutes、变形菌门Proteobacteria和疣微菌门Verrucomicrobia,其中均以厚壁菌门和变形菌门细菌相对丰度较高.张掖地理种群相对丰度最高的为沃尔巴克菌属Wolbachia(16.06％),隶属于变形菌门;酒泉地理种群相对丰度最高的为乳杆菌属Lactobacillus(13.75％),隶属于厚壁菌门;两个地理种群相对丰度总和最高且差异最大的为沃尔巴克菌属,张掖地理种群的相对丰度为酒泉地理种群的18.89倍.另外,本研究对微生物群落的33种基因功能进行了预测,主要群落基因功能表现为代谢功能,其中碳水化合物代谢功能最强,且种群间没有显著差异;两个地理种群间代谢功能差异最显著的为异生物降解和代谢功能,以酒泉种群相对较强.总体而言,两个地理种群的中肠细菌多样性差异较小,其中寡养单胞菌属Stenotrophomonas细菌可能与害虫抗性密切相关,沃尔巴克菌属细菌可应用于害虫生物防治,前景良好.

目的 探究养殖场内育肥猪粪便与土壤的微生物组成和抗生素耐药基因构成,并挖掘之间的关联.方法 选择上海市崇明区5家猪养殖场,采集猪粪便和土壤样本,使用Illumina NovaSeq 6000高通量测序平台进行全基因组鸟枪法测序.通过主坐标分析、LEfSe分析、共现网络分析和统计学检验,探究样本微生物组成、多样性特征和抗生素耐药基因之间的关系.结果 猪粪便中的主要微生物包括拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门和放线菌门,主要耐药基因类型包括多药耐药类、四环素类、糖肽类、肽类、氟喹诺酮类和β-内酰胺类等.来自同一养猪场的样本在微生物丰度和耐药基因多样性上存在相关性.此外,研究还发现养猪场运作因素如饲料成分、饲养密度和卫生环境等,导致了不同养猪场之间的微生物组成和耐药基因的差异.在猪粪—土壤界面,一些有益微生物之间存在共生关系,具有抑制潜在病原微生物的生长能力,并对土壤微生态产生影响.不同类型的耐药基因之间也存在共生关系.结论 通过宏基因组学方法研究了猪粪便与土壤中的微生物和耐药基因,揭示了微生物与抗生素耐药基因之间的相关性,提出微生物群是耐药基因谱的重要驱动因素.这一发现为通过微生态调控来预防和控制抗生素耐药性提供了科学依据.

硫酸盐引起的生态学效应已得到了越来越多的关注,但目前关于硫酸盐对养殖池塘底泥微生物的影响还知之甚少.[目的]探究不同浓度硫酸盐对养殖池塘底泥微生物的影响规律及可能的机制.[方法]本研究利用采集自养殖池塘的底泥和表层水构建了试验系统,研究了加入约0 mg/L(对照组)、30 mg/L(T1 处理组)、150 mg/L(T2 处理组)、500 mg/L(T3 处理组)Na2SO4 后表层底泥微生物的丰度、多样性、组成和共生网络的变化规律,并分析了环境影响因素.[结果]孵育第30天前,各实验组底泥微生物变化不大;但到第50天时,T2和T3处理组微生物丰度和多样性相比对照组均明显下降.相比其他实验组,T1处理组酸杆菌门(Acidobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度出现显著升高(P＜0.05),T3处理组变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteriota)相对丰度出现显著升高(P＜0.05).与对照组相比,T1处理组增加了较多差异类群(62种),而T3处理组差异类群大量减少(45种).共生网络图分析显示硫酸盐浓度的增加引起了底泥微生物网络复杂性的增加,说明微生物群落可能通过自身的调节来响应硫酸盐引起的环境改变.冗余分析(redundant analysis,RDA)和相关性分析揭示底泥总有机碳、总氮和氧化还原电位是影响底泥微生物的主要环境因素,提示底泥微生物可能受到硫酸盐和有机质作用的影响.[结论]较长时间的高浓度硫酸盐会对池塘底泥微生物群落造成重要影响,微生物群落自身的转变和硫酸盐引起的有机质分解改变可能是造成微生物群落变化的关键因素.

目的:探讨根际土壤微生物对中药材种植模式的响应方式.方法:以间作黄芪及单作下当归根际土壤为研究对象,基于高通量测序技术,分析土壤微生物在不同季节及种植模式下群落组成及功能的差异.结果:间作下Chao1指数、ACE指数高于单作,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门为间作下的优势菌门,芽单胞菌门的相对丰度在间作下高于单作.11月间作下γ变形菌纲、7月间作下全噬菌纲的丰度显著高于单作.KEGG功能预测表明,在不同时间及间作下根际土壤细菌与细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理、代谢功能下属的23类二级功能基因的相对丰度存在显著差异;参与氮循环的功能基因K00371(narH/narY/nxrB)、(K00374 narI/narV)等OTU数在间作下显著高于单作;不同门、纲在间作下的共生网络比单作下连接紧密且更复杂.结论:当归间作黄芪影响土壤细菌群落组成,增加其丰富度及功能的丰富性,影响土壤氮循环能力,促进土壤微生物间的交互作用.

[背景]解析植物微生物群落结构是利用微生物组工程强化植物抗生物和非生物胁迫水平、提高农林产品质量和品质的基础.固氮根瘤是沙棘具有抗旱、抗寒和抗贫瘠等多种优良生物性状的关键.[目的]比较分析沙棘根际土和根瘤内细菌群落结构的组成及影响因素,为揭示沙棘-弗兰克氏菌共生和植物-微生物互作协同抗逆机制提供理论基础.[方法]从辽宁、陕西和山西采集样品,通过 16S rRNA基因 V3-V4 可变区的高通量测序技术,采用生物信息学方法比较分析沙棘根际土和根瘤内细菌群落组成和丰度差异,并探索土壤土理化性质对根际土细菌群落结构的影响.[结果]沙棘根际土和根瘤内的细菌群落均以放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为主要优势菌门,且根瘤内弗兰克氏菌属(Frankia)为绝对优势菌属;根际土前 10 个优势菌门的丰度在三地样品间均存在显著差异,仅存在唯一共有的优势菌属(鞘氨醇单胞菌属,Sphingomonas),且前 35 个优势属中有 27 个属在三地间存在明显丰度差异;土壤pH和速效钾是沙棘根际土细菌群落多样性的主要影响因子;根瘤内优势门和属在三省份间存在高度的保守性,仅异根瘤菌属(Allorhizobium)存在显著丰度差异;受宿主选择的影响,根际土和根瘤内细菌多样性和丰富性存在不完全的统一性.[结论]沙棘根际土细菌群落多样性受土壤pH和速效钾的强烈影响,沙棘根瘤通过自宿主选择从根际土中筛选获得相对保守和稳定的细菌群落.

该研究分别以喀斯特地区的酸性土和石灰土为盆栽基质,对金橘分别接种摩西管柄囊霉(Funneli?formis mosseae, F.m)或幼套近明囊霉(Claroideoglomus etunicatum, C.e),采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)等技术研究AMF对金橘根际细菌群落多样性及植株生长的影响.结果表明:与不接种处理相比,同类型土中分别接种C.e或F.m,金橘根际菌根侵染率相关指标(F、m、v)值均为C.e处理的最高,C.e或F.m处理后金橘根际土壤中蔗糖酶、酸性磷酸酶、蛋白酶及脲酶活性均显著提高.其中,蛋白酶和脲酶活性变化为石灰土中各处理酶活性值高于酸性土,蔗糖酶和磷酸酶活性变化则为酸性土中各处理酶活性值高于石灰土,差异均达显著水平(P<0.05);两种土壤中上述四种土壤酶活性均为C.e处理的值最高;接种C.e或F.m后,金橘根际土壤细菌的DGGE图谱中,DNA条带数增多,其细菌丰富度(R)、多样性(H)和均匀度(E)指数均比不接种处理高,三种指数值均以C.e处理的最高.细菌DNA优势条带序列分析结果表明:与优势细菌同源性最高的大部分为不可培养细菌,包括酸酐菌属、变形杆菌属、根瘤菌属和放线菌属等,相似性均大于97%.此外,接种后,金橘整株生物量比不接种处理显著提高,而酸性土中接种C.e处理的金橘生物量最高.综上所述,C.e和F.m均能与金橘建立良好的共生关系,且C.e对金橘根系的侵染效果更好.