生物固氮是生态系统氮素的主要来源,而土壤根瘤菌的多样性及其在大豆上的应用效果还需深入研究.本研究采集了东北黑土大豆种植区8个样点的大豆土壤根瘤样本,共分离出94株菌,经16S rRNA及共生基因(nodC、nifH)分析鉴定,其中70株为根瘤菌,且均属于慢生根瘤菌属.为进一步验证根瘤菌的应用效果,根据系统发育分析结果挑选了 7株代表性土著根瘤菌,基于实验室条件开展了菌株与大豆结瘤及促生能力测定试验.结果表明:与不接种根瘤菌的对照相比,7株土著根瘤菌都具有较好的促生及结瘤能力,其中,菌株H7-L22和H34-L6的表现尤为突出,前者处理的大豆株高显著提高了 25.7％,后者处理的大豆根瘤干重比其他土著根瘤菌处理高20.9％～67.1％.选取这两株高效根瘤菌进一步开展大豆根瘤菌接种田间试验,发现接种混合根瘤菌剂的促生效果显著优于单一接种处理,与不接种对照相比,H7-L22处理的大豆增产8.4％,而混合菌剂处理的大豆产量增加了 17.9％,同时大豆的四粒荚数也显著提升.综上,根瘤菌菌剂的应用能够显著提升大豆产量,从而减少大豆生产过程中对氮肥的依赖,有助于提升土壤健康水平,促进东北黑土地区农业的绿色发展.

目的:阐明牙周基础治疗对伴或不伴2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的牙周炎患者口腔微生态菌群动态变化的影响。方法:收集来自山东大学齐鲁医学院口腔医学院·口腔医院牙周科的14例单纯慢性牙周炎（chronic periodontitis，CP组）患者和14例伴T2DM的CP（CP-T2DM组）患者，采集所有患者基线、牙周基础治疗后1.5和3个月的唾液、舌背及4个象限第一磨牙近中颊侧的龈下菌斑样本，利用16S rRNA（V3-V4区）基因测序方法检测样本内微生物。对测序数据进行分析获得两组患者的微生物分布和群落结构信息。牙周基础治疗前后均由同一名牙周主治医师根据牙周检测指标对患者牙周状况进行评估，同时收集患者血液，并对其相关代谢指标进行评估。结果:牙周基础治疗后3个月CP-T2DM组糖化血红蛋白［（7.46±1.69）%］与基线［（7.65±1.34）%］相比差异无统计学意义（ t=0.52， P=0.610），治疗后3个月CP组及CP-T2DM组探诊深度［CP组：（2.94±0.46）mm，CP-T2DM组：（2.95±0.35）mm］及出血指数（CP组：1.91±0.42，CP-T2DM组：1.67±0.49）均较基线时的探诊深度［CP组：（3.99±0.77）mm，CP-T2DM组：（3.80±0.76）mm］（ F=25.61， P<0.001； F=17.63， P<0.001）和出血指数（CP组：3.03±0.52，CP-T2DM组：2.54±0.65）（ F=28.43， P<0.001； F=20.21， P<0.001）显著下降。菌群分析显示，基础治疗前后CP及CP-T2DM组内相同位点α及β多样性指数变化差异均无统计学意义（ P>0.05）。治疗前后CP及CP-T2DM组各位点微生物组成相似，但各位点菌群丰度发生改变，治疗后CP及CP-T2DM组唾液和舌背样本中变形菌门相对丰度与各自组内龈下菌斑变化趋势基本一致，在CP组龈下菌斑中变形菌门相对丰度随牙周基础治疗时间延长呈逐渐上升趋势，在CP-T2DM组龈下菌斑中，变形菌门相对丰度随牙周基础治疗时间的延长呈先上升后下降的趋势。CP及CP-T2DM组基线龈下菌斑中互养菌门、脱硫代硫酸盐弧菌科、甲烷短杆菌属、TG5菌属较基础治疗后3个月均呈现为特征优势菌（ P<0.05），此外螺旋体在CP-T2DM组基线呈现显著优势，CP-T2DM组治疗后1.5个月根瘤菌目、产碱杆菌科、丛毛单胞菌科、代尔夫特菌属、布劳特氏菌属等在龈下菌斑中呈现显著差异优势（ P<0.05），治疗后3个月时厚壁菌门、梭菌纲/目、肠球菌科、瘤胃球菌科等呈现显著差异优势（ P<0.05）。 结论:除龈下菌斑外，唾液和舌背菌斑可在一定程度上反映牙周基础治疗对口腔菌群微生物动态变化的影响；CP及CP-T2DM组患者在微生物组成及对治疗的反应上均存在差异。

根际微生物在植物养分获取以及碳、氮循环中发挥着重要作用,而植物细根(包括吸收根和运输根)与根际微生物群落关系密切.阐明火后森林恢复过程中先锋树种细根性状的变化与根际微生物群落的关系,可为基于细根和根际微生物动态的火后植被恢复管理提供理论支持.该研究以大兴安岭30年时间序列火烧迹地先锋树种白桦(Betula platyphylla)为研究对象,利用16SrRNA高通量测序技术,分析了火后恢复过程中白桦根际细菌群落结构与土壤性质和细根性状的关系.结果表明,火后恢复时间显著影响土壤pH、吸收根性状和根际细菌α多样性.随火后时间的增加,土壤pH呈先升高后下降再升高的趋势,吸收根比根长和比表面积呈先升高后下降的趋势.火后9年是白桦根际细菌α多样性逐渐回升的转折点.不同火后恢复时间根际细菌群落主要优势门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota),主要优势属为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium).玫瑰弯菌属(Roseiarcus)、酸球菌属(Acidipila)以及分枝杆菌属(Mycobacterium)等优势属的相对丰度在不同火后恢复时间中差异显著.根际细菌α多样性主要受土壤pH和吸收根比根长的显著影响,细菌群落结构变化受细根的碳、氮含量和运输根磷含量的影响.综上,细根、土壤和微生物之间的互作共同影响了根际细菌的群落结构及多样性,从而塑造了根际环境,促进火后生态系统的恢复.

目的:探究褐藻寡糖(AOS)对慢性不可预知温和应激(CUMS)模型斑马鱼抑郁样行为及肠道菌群的影响.方法:将野生型AB品系斑马鱼随机分为正常组、模型组、阳性对照组和AOS低、中、高剂量(AOS-L、AOS-M、AOS-H)组,每组24尾.除正常组外,其余各组均接受14d的CUMS建立斑马鱼抑郁样模型.除正常组和模型组给予等体积饲养水外,其余各组于第8天开始每天浸泡60 min相应浓度的AOS.14 d后,采用新型水箱测试(NTT)和明暗箱测试(LDB)进行行为实验,酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测脑组织中5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE)水平,16s rRNA测序检测肠道菌群变化.结果:与模型组比较,在NTT中,阳性对照组和AOS-H组斑马鱼第1次进入顶部潜伏期显著缩短,在顶部的时间显著延长,进入顶部的次数显著增加(均P＜0.01),活动范围扩大.与模型组比较,在LDB中,阳性对照组和AOS-H组斑马鱼第1次进入光亮区域的潜伏期显著缩短,AOS-M组和AOS-H组在光亮区域的持续时间显著延长,阳性对照组和AOS各剂量组进入光亮区域的次数显著增加(P＜0.05或P＜0.01).与正常组比较,模型组体质量指数、5-HT和NE水平显著降低(P＜0.01).与模型组比较,AOS-M组、AOS-H组体质量指数显著增加(P＜0.05或P＜0.01);阳性对照组和AOS-H组5-HT水平显著提高(P＜0.01).AOS可以提高肠道菌群丰富度和多样性,调节群落组成结构.在门水平上,调节变形菌门、放线菌门、梭杆菌门和厚壁菌门等菌门的相对丰度.在属水平上,调节鲸杆菌属、气单胞菌属、邻单胞菌属、未分类根瘤菌属和根瘤菌属菌群等菌属的相对丰度.影响肠道中碳代谢、嘌呤代谢和丙酮酸代谢等代谢功能及相关物质转运过程.结论:AOS能改善CUMS斑马鱼抑郁样行为,增加体质量指数,其作用与调节神经递质、肠道菌群组成及其代谢和物质转运功能有关.

根际是植物根系和土壤微生物进行物质交换和能量流动的重要场所,根际固氮微生物对植物获取氮素具有重要作用.本研究以闽西三明市森林生态系统与全球变化研究站(SM)、龙岩市上杭白砂国有林场(BS)和南平市武夷山国家森林公园(WYS)3个典型林场的杉木人工林根际土壤为对象,利用荧光定量PCR和高通量测序,以nifH基因为标靶,研究杉木人工林根际土壤固氮菌丰度和群落特征及其环境驱动因子.结果表明:SM的土壤pH值及C∶N和C∶(N∶P)均显著低于BS和WYS.SM的nifH基因丰度为6.38× 108 copies·g-1,显著低于 BS 的 1.35×109 copies·g-1 和 WYS 的 1.10×109 copies·g-1;SM 的根际土壤固氮菌群落的α多样性指数也低于BS和WYS.BS和WYS根际土壤固氮菌群落结构具有较大的相似性,但与SM显著不同.3个采样点获得的固氮菌序列分属5门8纲15目23科33属,且均以变形菌门、α-变形菌纲、慢生根瘤菌属为优势类群.土壤pH值、有效磷、硝态氮和C∶(N∶P)是影响nifH基因丰度和群落特征的重要因素,其中土壤pH值是主控因素.综上,杉木人工林根际土壤的固氮菌丰度和群落结构在空间上存在较大差异,土壤pH值是最重要的调控因子.

目的:探究血人参根和根瘤内生细菌的组成差异,筛选优势内生菌菌株.方法:通过对16S rRNA基因进行高通量测序,对血人参根及根瘤中内生菌进行物种注释、分类、物种多样性和组间差异分析.结果:血人参根和根瘤内生菌总计含有5 574个OTU,隶属于30门79纲192目324科587属.根部的内生菌总计有5 518个OTU,在门分类水平上相对丰度较高的主要为变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteriota,在属水平上相对丰度较高的为游动放线菌属Actinoplanes和norank_f_Kineosporiaceae属,其平均相对丰度分别为18.60％、10.05％;根瘤中内生菌总计有895个OTU,在门分类水平上相对丰度较高的为变形菌门Proteobacteria,在属水平上慢生根瘤菌属Bradyrhizobium占据绝对优势,其平均相对丰度为97.87％.血人参根瘤中内生菌的Shannon、ACE及Chao指数均显著低于根中(P＜0.05).根瘤内参与氨基酸的转运和代谢,细胞的复制、重组和修复,细胞的生物发生等功能菌群相对丰度较高.结论:血人参根瘤中内生菌以埃氏慢生根瘤菌和大豆慢生根瘤菌为主,且与根部相比,物种多样性水平低、群落结构更为单一、物种分布不均匀.

于2019年10月浒苔消亡期调研威海浒苔爆发区,以被浒苔覆盖的盐地碱蓬与正常生长盐地碱蓬为研究对象,调查了浒苔爆发对盐地碱蓬生长性状的影响,并结合Illumina Miseq高通量测序技术解析盐地碱蓬根际土壤解磷细菌群落多样性.结果表明:被浒苔覆盖的盐地碱蓬根际土壤含水率、电导率均显著高于未覆盖植株,其株高和根长也都显著低于未覆盖植株;浒苔爆发对盐地碱蓬根际解磷细菌群落丰富度无显著影响,但影响盐地碱蓬根际解磷细菌的均匀性,增加了解磷细菌的群落多样性;与正常植株相比,浒苔覆盖盐地碱蓬根际土壤解磷细菌群落在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),Labrenzia、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、红杆菌属(Rhodobacter)、黄单胞菌属(Xanthomonas)和链霉菌属(Streptomyces)均具有丰度差异;对影响解磷细菌群落结构变化的主要环境因子进行分析发现,速效钾、速效磷、碱解氮与解磷细菌多样性变化呈显著正相关.上述结果为揭示浒苔爆发对滨海湿地优势盐生植物根际功能微生物多样性的影响机制提供了依据.

滇西北高寒地区分布着丰富的黄芪属植物资源,该属植物"根际效应"明显,其根际微生物极具抗菌药用资源研究价值.[目的]认知滇西北高寒特境中甸黄芪根际微生物的物种多样性,探究其可培养菌株次生代谢产物的化学多样性及抗菌、抗生物膜活性.[方法]采用宏基因组和微生物纯培养方法对中甸黄芪植物根际微生物进行物种多样性分析,同时采用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)、超高效液相色谱-质谱联用法(ultra-performance liquid chromatography-mass spectrometry,UPLC-MS)结合"微量肉汤稀释法""孔板法"等多级联合筛选策略综合评估可培养菌株的抗菌活性药源研究价值.[结果]对中甸黄芪根际土壤样本的微生物分类操作单元(operational taxonomic units,OTU)进行分类注释,得到22门54纲105目187科316属856种微生物,其中优势菌群为慢生根瘤菌属.纯培养共获得27属54种95株可培养菌株,包括20属33种54株细菌和7属21种41株真菌,优势属分别为芽孢杆菌属和青霉属.其中,1株细菌Pseudomonas tolaasii ZTB4 和 3 株真菌 Aspergillus tabacinus ZNF17、Lecanicillium aphanocladii ZNF15、Umbelopsis nana ZTF31的次生代谢产物具有广谱抗菌活性.同时,菌株ZTB4和ZNF17的次生代谢产物也显示出优秀的抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)生物膜活性,并已验证这2株菌株的主要活性成分分别为环脂肽类与黄酮类.[结论]中甸黄芪植物根际微生物物种多样性较为丰富,其可培养菌株次生代谢产物有较好的化学多样性和抗菌、抗生物膜活性.研究结果为我国特境特色微生物药用资源的开发利用提供理论依据.

[背景]草莓连年栽培导致土传病害问题突出,施用熏蒸剂进行土壤消毒因效果显著得以广泛应用.但不同熏蒸剂对土壤病原微生物的影响存在较大差异,同时对非靶标微生物和土壤理化性质也会有不同程度的影响.[目的]明确不同熏蒸剂对草莓连作土壤养分和土壤细菌、真菌群落结构的影响,为合理选择熏蒸剂提供科学依据.[方法]以连作土壤为材料设置 5 个处理:未熏蒸、石灰氮熏蒸、石灰熏蒸、棉隆熏蒸、威百亩熏蒸,测定熏蒸处理后土壤养分含量;采用PacBio测序平台分析土壤微生物多样性的变化.[结果]石灰氮和威百亩处理均增加了碱解氮含量,降低了有机质、有效磷和速效钾含量;棉隆处理土壤中各养分含量均增加;石灰处理除有机质含量增加外,碱解氮、有效磷和速效钾含量均降低;棉隆、石灰和威百亩处理显著降低pH值.5 个处理草莓连作土壤样本中获得了 1 164个细菌OTU和 444个真菌OTU.细菌多样性和丰富度分析发现,4 种熏蒸剂处理均增加了土壤细菌群落的丰富度,石灰氮、石灰和威百亩处理增加了土壤细菌菌落的多样性.4 种熏蒸剂处理真菌菌落的丰富度低于对照;石灰、棉隆处理真菌菌落的多样性高于对照和石灰氮、威百亩处理低于对照,但差异不显著.在物种组成分析中,从门水平看,变形菌门(Proteobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势细菌门;与对照相比,石灰氮、石灰、棉隆处理变形菌门相对丰度增高,威百亩处理相对丰度降低.4 种处理均降低了芽单胞菌门的相对丰度.其他门类中,4 种处理均增加了浮霉菌门(Planctomycetota)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度.优势细菌群落分析表明土壤熏蒸减少了芽单胞菌属(Gemmatimonas)、藤黄单胞菌属(Luteimonas)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)等细菌的相对丰度,增加了噬几丁质菌属(Chitinophaga)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)的相对丰度.子囊菌门(Ascomycota)为优势真菌,石灰氮、石灰、棉隆、威百亩 4 种处理均增加了子囊菌门的相对丰度.另外还检测到引起草莓根部土传病害的枝孢属(Cladosporium)和镰刀菌属(Fusarium)病菌,熏蒸处理后均降低了枝孢属和镰刀菌属的相对丰度,其中枝孢属在石灰氮、石灰、棉隆、威百亩处理中分别降低了 1.35%、1.11%、0.90%和 1.31%,镰刀菌属分别降低了 0.71%、0.85%、0.19%和 0.65%,但差异不显著.4 种土壤熏蒸剂均增加了有益真菌毛壳菌属(Chaetomium)的相对丰度.[结论]采用熏蒸剂处理连作土壤改变了微生物群落构成,减少或灭杀土壤中的大部分致病菌属,起到有效防治草莓土传病害的作用,但不能灭杀所有病菌,而且对有益菌和土壤理化性质有不同程度的影响,因此处理后补充有益微生物非常关键.根据对病原菌的灭杀效果,石灰氮、威百亩处理的效果优于其他处理,可作为轮换施用的熏蒸剂,本试验条件下,棉隆是一种弱的处理剂.

[背景]菊科(Asteraceae)外来入侵植物欧洲千里光(Senecio vulgaris L.)来源于欧洲,广泛分布于我国西南和东北地区,在湖北高海拔山区也有分布.在入侵过程中,内生细菌可能在其获取氮磷营养方面起到了一些关键性作用.[目的]探究欧洲千里光内生固氮菌和溶磷菌的多样性和功能,为理解其入侵机制及防治提供参考.[方法]选择来自 6 个不同种群的种子,萌发后转移到花盆生长 6-8 周,并从每个种群中各挑选 9 株生长情况良好的植株,对其叶片和根组织表面进行消毒处理.使用基于 nifH 基因(固氮功能基因)的高通量测序方法对植物的固氮微生物群落结构和多样性进行研究.通过涂布平板法和平板划线法,在固体无氮培养基(Ashby)和无机磷培养基(inorganic phosphate,NBRIP)上对植物内生菌进行分离、纯化,对纯化的固氮菌株和溶磷菌株进行16S rRNA基因测序.采用钼锑抗比色法分析纯化溶磷菌株的溶磷能力.[结果]基于nifH基因的内生菌高通量测序结果表明,欧洲千里光叶样本中固氮菌多样性显著高于根样本;固氮菌群落中丰度最高的属是慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium,30.9%-34.0%),其次是伯克氏菌属(Burkholderia,27.2%-27.4%)、Methyloversatilis(2.1%-7.1%)和固氮螺菌属(Azospirillum,2.9%-3.9%);共 6 个门,其中变形菌门(Proteobacteria)在所有样本内相对丰度均达 90%以上.用Ashby培养基筛选得到 238 株纯菌,分布在 4 门 7 纲 10 目 16 科 19 属,其中丰度前 5 的优势菌属包括微杆菌属(Microbacterium,31.0%)、芽孢杆菌属(Bacillus,24.8%)、假单胞菌属(Pseudomonas,22.1%)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas,6.2%)和类芽孢杆菌属(Paenibacillus,2.8%).用NBRIP培养基筛选共得到 318 株菌株,鉴定这些内生菌覆盖到 3门 5 纲 7 目 15 科 16 属,其中丰度前 5 的优势菌属包括芽孢杆菌属(48.4%)、假单胞菌属(19.2%)、微杆菌属(15.2%)、类芽孢杆菌属(3.6%)、不动杆菌属(Acinetobacter,3.6%).挑选了 24 株代表性菌株对溶磷能力进行了定性及定量检测,结果表明有 17 株具备显著的溶磷能力,而且细菌培养过程中培养基pH值下降.[结论]欧洲千里光内生固氮菌和内生溶磷菌具有丰富的多样性,并且溶磷菌具有一定的溶磷能力,在欧洲千里光的入侵过程中可能起着促进作用.