[背景]黏细菌是一类具有多细胞群体行为特征的高等原核生物,其对植物病原真菌和细菌的捕食特性使其在植物病害防治方面具有重要的应用潜力.[目的]探究乌鲁木齐天山大峡谷原始森林可培养黏细菌的多样性并分析其抗菌活性,为发掘黏细菌生防菌株奠定基础.[方法]以天山大峡谷原始森林采集的土样和腐木为分离材料,采用兔粪诱导法和被捕食菌诱导法从中分离纯化黏细菌菌株,结合形态学观察、生理生化测定和 16S rRNA基因序列分析确定其分类地位,并以6 种植物病原真菌[大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)、尖孢镰刀菌萎蔫专化型(Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum)、拟轮枝链孢霉(Fusarium verticillioides)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、黄色镰刀菌(Fusarium culmorum)、细极链格孢菌(Alternaria tenuissima)]和 1 种植物病原细菌[梨火疫病菌(Erwinia amylovora)]为靶标菌,通过平板对峙法和菌苔捕食法测定其抗菌活性.[结果]从采集的样品中分离出 70 株菌株,经纯化后获得 36 株黏细菌纯培养物.经鉴定隶属于 4 个属,黏球菌属(Myxococcus)30 株、孢囊杆菌属(Cystobacter)3 株、珊瑚球菌属(Corallococcus)2 株和原囊菌属(Archangium)1 株.抗菌活性分析显示,本研究获得的 36 株黏细菌至少对 2 种植物病原真菌有抗菌活性,表现出广谱的抗真菌活性,初步筛选出一株菌株NSE37-1 兼具广谱和高效抗真菌活性;供试的 15 株黏细菌对梨火疫病菌均具有捕食活性,初步筛选出一株对梨火疫病菌具有较强捕食能力的黏细菌菌株NSE25.[结论]天山大峡谷可培养黏细菌资源比较丰富,黏球菌属是该地区可培养黏细菌菌群中的优势菌.分离纯化出的黏细菌菌株均表现出广谱的抗植物病原菌活性,具有进一步研究和开发的潜在价值.

[背景]太岁在我国的记载由来已久,《神农本草经》记载其具有扶正固本、轻身不老的功效.但是,太岁作为一种生物体,它的组成分类尚不明确,因而其药用价值得不到有效的科学验证.因此,利用各种生物技术和手段来客观地分析太岁的成分,为利用和开发太岁提供科学依据.[目的]检测太岁(编号D15112285)中所含细菌的种类,探究太岁中可能存在的原核微生物的种类及其之间的关系.[方法]采用Illumina MiSeq2×250系统对黄河太岁的细菌16SrRNA基因(V4区)进行研究,利用FLASH等软件对数据进行分析.[结果]共获得OTU (Operational taxonomical unit) 626条,涉及19门49纲80目107科112属.在属的水平上前十的优势菌群有Bacteroides、Coprococcus、Escherichia、Ruminococcus、Lactobacillus、[Ruminococcus]、Oscillospira、Faecalibacterium、Shewanella和Halomonas.[结论]黄河太岁中存在多种不同种类的细菌.

土壤微生物在生态系统中具有重要的生态功能,研究青藏高原高寒草甸的土壤原核生物群落组成及其主要影响因子,对揭示青藏高原独特的微生物地理区系和预测全球环境变化的影响有重要意义.利用Illumina Miseq高通量测序技术,结合分子生态网络,对青藏高原高寒沼泽化草甸和高寒草甸的土壤原核生物的群落组成特征进行了分析.结果共检测到23145个OTUs,可分为2个古细菌类群和33个已知的细菌类群;其中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门为土壤的优势菌群,相对丰度累计超过79％;高寒草甸原核生物的多样性高于高寒沼泽化草甸,两种草甸类型原核生物群落特征具有显著差异性(P＜0.001).分子生态网络分析表明,高寒草甸网络具有较长的平均路径距离和较高的模块性,使其比高寒沼泽化草甸网络更能抵抗外界环境变化,在应对气候变化时具有更高的稳定性;典范对应分析(CCA)和分子生态网络的分析结果均表明,土壤pH值是影响土壤原核生物群落特征的主要影响因子.综上所述,土壤微生物群落的组成变化对于评估其对全球气候变化的响应具有重要的指示作用,土壤原核生物群落特征在不同的高寒草甸土壤中具有显著差异,了解其变化规律和影响因子,能为高寒草甸生态系统的适应性管理和应对气候变化提供理论依据.

[目的]分析有机、化肥和野生折耳根表面的附生细菌群落结构和抗生素抗性基因(ARGs),揭示细菌群落结构与ARGs相互关系.[方法]高通量测定16S rRNA V3-V4可变区序列分析样品表面附生细菌群落结构;PCR和qPCR扩增29种ARGs基因分析样品表面ARGs污染情况;冗余分析(RDA)探讨细菌群落结构与ARGs的相互关系.[结果]折耳根表面检测到35个属的细菌,其中有机折耳根表面附生细菌多样性低于化肥和野生折耳根(P＜0.05);29种被检的ARGs中,有14种在折耳根中被检出,其中有机折耳根含有全部被检出的ARGs,化肥和野生折耳根则含有部分被检出的ARGs.折耳根表面ARGs污染的多样性和丰度显著受到样品表面的菌群结构影响,其中Lactococcus、Escherichia、Fluviicola、Enterococcus、Sanguibacter和Acidovorax是影响ARGs最主要的菌群.[结论]有机种植极大地改变了折耳根表面附生细菌的群落结构,增加了ARGs的多样性和丰度,对有机折耳根的食品安全带来了潜在威胁.因此,有必要将ARGs污染监测纳入到有机折耳根的食品安全考核范围内.

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.

为探究酸性矿山排水生态系统不同环境中的微生物群落和功能,全面了解酸性矿山排水的形成和发展规律,采用高通量测序技术研究云南省蒙自某矿区酸矿水坑和周边溪水中的原核微生物群落组成,并结合样本理化特征分析影响群落结构的主要因素,进而解析菌群的环境功能.研究发现酸矿水坑中主要有广古菌门、变形菌门(包括α、γ和δ变形菌纲)、硝化螺菌门、厚壁菌门、放线菌门和酸杆菌门等类群,与周边溪水的群落结构具有明显差异.群落多样性与pH呈显著正相关,而热原体纲(Thermoplasmata)与pH呈负相关,可对群落结构起主导作用.酸矿水坑不同样本中均具有高丰度的亚铁原体属Ferroplasma (6.60％-86.34％),酸硫杆菌属Acidithiobacillus是酸矿水和沉积泥中主要的铁、硫氧化细菌,而专性铁氧化的钧端螺旋菌属Leptospirillum的丰度较低,铁卵形菌属Ferrovum几乎只存在于酸矿水中;此外,嗜酸或耐酸的异养菌广泛分布于酸矿水和沉积泥中,它们可促进铁、硫氧化菌的生长及催化矿石溶解.结果 表明,pH通过影响微生物多样性和菌群分布而对酸性矿山排水环境微生物群落结构造成重大影响.

植物内生菌具有帮助植物吸收营养元素,增强植物免疫力,抵御外界生物和非生物胁迫等功能.植物的根内和叶内存在大量的内生菌,影响着植物的健康生长.但不同植物地下(根内)和地上(叶内)内生原核微生物,以及与土壤微生物在组成和群落结构上的差异和联系还有待探索.以青藏高原高寒草甸三种优势植物青藏苔草(Carex moorcrofiii)、火绒草(Leontopodium jacotianu)和高山嵩草(Carex parvula)为对象,研究了高寒草甸优势植物叶内、根内、土壤原核微生物组的组成及其与样品类型和植物类型之间的关系.结果 表明:1)在门分类水平上,有13个门在土壤、叶内和根内之间有显著差异,只有5个门在不同植物之间有显著性差异,分别是变形菌门、厚壁菌门、酸杆菌门、疣微菌门以及FBP;2)在α多样性上,同种植物土壤、叶内、根内之间差异显著,而不同植物在土壤和根内差异显著,但在叶内无显著性差异;3)样品类型(叶内、根内以及土壤)是决定植物微生物组差异的最主要因子,对微生物群落变异的贡献度为20.13％;不同植物类型之间微生物群落也有显著性差异,植物类型对总变异的贡献率为14.41％,并且植物类型和植物相关部位(叶内,根内)以及土壤之间有强烈的交互作用(17.40％).以上结果表明,每种植物叶内、根内以及周边土壤都具有独特的生态位,体现了原核微生物在样品类型和不同植物间上生态位的差异,同时也表明了原核微生物群落对这些生态位的适应性.最后,我们确定了与土壤相比有显著性差异的叶内和根内特有的微生物菌群并对高丰度菌群进行功能预测,以假单胞菌Pseudomonas为代表的菌群在叶内和根内显著富集,这些微生物包含参与多种代谢过程的功能基因,在促进营养元素吸收、提高植物在寒冷中的生态适应性方面有着重要的潜在功能.本研究的结果对深入探索高寒环境下植物-内生微生物互作机制提供了科学数据.

本研究利用环氧铁红防锈漆和丙烯酸脂成膜物作为涂层基质,添加4种纳米材料(0.1％,W/V)制备了2类防污涂层,发现两类涂层的防污性能打分接近,但是基于环氧铁红防锈漆的涂层其玻璃海鞘附着程度显著高于丙烯酸酯.通过实海挂板采集涂层表面生物膜,提取其宏基因组DNA并进行16S核糖体RNA全长基因的高通量测序,研究了第28天涂层表面原核菌群的组成差异.结果 显示:(1)丙烯酸酯涂层生物膜原核菌群多样性高于铁红涂层;(2)纳米材料的添加没有明显改变涂层表面菌群结构组成;(3)两类涂层表面菌群结构差异明显,尤其是Neptuniibacter sp.CAR-SF和Cellvibrionales unclassified菌的含量在铁红涂层中含量均在4％左右,而在丙烯酸涂层中几乎为零,对应的OTU序列读数在两类涂层中相差100倍以上,差异性明显;而qPCR结果进一步证实Neptuniibacter属在两类涂层中含量相差很大.基于丙烯酸酯基质的涂层其海鞘附着量明显减少是否与上述细菌含量差异相关值得进一步研究.

[目的]海洋浮游古菌是生物地球化学循环的关键驱动者,但其在近岸海域的水平空间分布特征还未被充分了解.本研究以与陆地紧密相连的环梅山岛海域为例研究浮游古菌在海陆过渡带的水平分布模式.[方法]利用16S rRNA基因扩增子测序,以期从优势类群分布、群落组成变化和物种共现模式3个层面揭示梅山湾潟湖区和临近海域春季浮游古菌的空间分布特征.[结果]该海域浮游古菌在原核生物群落中的相对丰度为0.6％-26.5％,向海侧古菌丰度显著高于潟湖区.浮游古菌群落由奇古菌门Marine Group (MG)Ⅰ和广古菌门MGⅡ主导,MGⅠ的物种组成较为单一,而MGⅡ的系统发育多样性较高.古菌群落的空间分布受同质扩散、环境选择和非主导过程(包括生态漂变)的共同塑造,其中环境选择主要由悬浮颗粒物、硝酸盐、溶解氧、水温和铵盐驱动.通过网络分析发现MGⅠ与红杆菌科细菌呈广泛的负相关,MGⅡ则普遍与SAR11、SARll6和SAR86等异养细菌类群呈正相关.[结论]本研究初步揭示了环梅山岛海域春季浮游古菌群落的空间分布特征及其调控因子,拓展了对古菌在海陆过渡带分布规律的认识.

新疆分布的众多湖泊由于干旱气候成盐作用强烈,近半数已演化到盐湖发展阶段,不同盐湖中也因此蕴含着丰富的耐盐及嗜盐微生物资源.为更好的掌握新疆盐湖微生物资源分布规律及对环境因子变化的响应规律,利用高通量测序技术对新疆天山北坡5个不同演化阶段盐湖湖底沉积物中细菌、古菌多样性和菌群结构及其主要驱动因子进行研究,探讨盐湖演化过程中原核微生物群落结构变化规律.分别采集5个盐湖湖底沉积物样本,进行理化因子测试与细菌和古菌16S rRNA扩增子测序分析,比较不同盐湖理化性质和原核微生物菌群差异,并对原核微生物丰度与环境因子进行关联分析.实验结果表明:5个盐湖湖底沉积物总盐和Na+含量顺序为:巴里坤湖＞伊吾湖＞艾比湖＞盐湖＞柴窝堡湖,除艾比湖外其他四个盐湖沉积物均呈碱性.Alpha多样性结果显示5个盐湖细菌richness、chao1、ACE和shannon丰富度指数均大于古菌相应丰富度指数,不同盐湖细菌丰富度指数差异较大,古菌丰富度指数差异相对较小.从5个盐湖湖底沉积物中共检测获得细菌58门、68纲、138目、253科和560属,古菌4门、8纲、12目、21科和60属,细菌以变形菌门为主,古菌以广古菌门为主.不同盐湖细菌和古菌优势属种类均不相同,巴里坤湖主要是一些嗜盐和耐盐细菌属,而伊吾湖主要是嗜盐和耐盐古菌属,PCoA分析结果也表明不同盐湖微生物在OTUs水平有其独特菌群结构类型.RDA和Bioenv分析结果表明,盐湖湖底沉积物中微生物菌群群落结构主要受Na+和总盐(TS)浓度的影响,对细菌菌群结构影响较大,而古菌菌群结构可能受多种理化因子共同调节.此外,盐湖特殊卤水成分会对微生物群落结构产生重大影响.