近年来生物"多样性与稳定性"理论是河流生态学关注的热点之一.为探究河流底栖动物多样性与群落稳定性的分布模式及其驱动因子,于2021年8月,基于环境DNA技术对黄河流域济南段山区河流进行生物监测.根据土地利用类型,将该山区河流分为低干扰区、中干扰区和高干扰区,分析不同干扰区环境因子、底栖动物多样性及群落稳定性的分布特征,并识别其影响要素.研究结果表明:①环境因子中电导率(EC)、总氮(TN)和硝态氮(NO3--N)均值呈现出高干扰区＞中干扰区＞低干扰区的趋势.②Margalef丰富度指数(d)、Pielou均匀度指数(J)、群落稳定性指数(ICV)和凝聚力指数(|负凝聚力|/正凝聚力)均在中干扰区最高.③氨氮(NH3-N)和生物群落组成变化分别与d(r=0.67,P＜0.05)和物种丰度S(r=0.52,P＜0.05)具有显著正相关关系.④结构方程模型分析发现,EC、NH3-N和NO3--N是显著影响底栖动物群落稳定性的关键环境因子;S和d是显著影响底栖动物群落稳定性的关键生物因子.其中,EC、NH3-N和d有利于群落趋于稳定;高浓度的NO3--N和较低的S虽然不利于群落稳定,但会促进群落的种间竞争关系.研究揭示了生物与非生物因子对河流底栖动物多样性及其群落稳定性的作用机制,可为今后河流生态系统健康管理提供重要参考.

牡蛎礁是典型的海岸带生态系统之一,具有重要的生态系统服务功能.于2022年6月、2023年4月和6月对渤海湾西岸互花米草(Spartina alterniftora)-牡蛎共生群落的分布及群落特征进行了系统性调查及监测分析.基于COI片段检测表明该潮间带牡砺礁建礁物种为长牡蛎(Crassostrea gigas).该区域牡砺礁总面积约为19.71hm2,牡蛎种群密度和补充量在陆海梯度上呈现增加趋势,靠海一侧牡蛎密度和补充量更加充足.共采集大型底栖动物7门53种.基于非度量多维尺度(NMDS)分析和相似性分析(ANOSIM)检验发现,牡蛎礁存在的共生区域与仅互花米草分布区和光滩区的大型底栖群落组成存在显著的空间差异(P＜0.05).与其他区域相比,共生区域内出现的大型底栖生物种类数最多,生物量更高,其Shannon-Wiener多样性指数及丰富度指数也较高.研究结果表明,渤海湾西岸马棚口潮间带的新生牡蛎礁群改变了大型底栖群落组成结构,提高了生物多样性水平.

氯嘧磺隆被广泛应用于农业生产活动中,长期大量使用会导致其残留在土壤中,对生态系统造成潜在危害.本文以绿肥植物田菁为对象,通过发芽实验和盆栽实验,测定田菁种子发芽率、植株生长指标、土壤氯嘧磺隆含量和微生物群落结构,研究了田菁对除草剂氯嘧磺隆的耐受性,对氯嘧磺隆污染土壤的修复效果,以及对土壤微生物群落的影响.结果表明:田菁对氯嘧磺隆(≤1 mg·L-1)具有较高的耐受性并且能显著降低土壤中氯嘧磺隆的残留量.0.4 mg·kg-1氯嘧磺隆处理下,田菁提高了土壤微生物群落的丰富度和多样性.1mg·kg-1氯嘧磺隆处理下,田菁根际土壤中微生物群落的丰富度与多样性减少.此外,田菁提高了根际土壤中变形菌和酸杆菌的数量,其中变形菌效果最为明显.

为探究外源五价砷(arsenate,As(Ⅴ))输入对砷污染环境沉积物原位微生物厌氧发酵和群落结构影响,阐释As(Ⅴ)与砷污染河口沉积物微生物群落结构互作效应,本研究以辽宁省葫芦岛市某锌厂排污口下游高砷污染的五里河河口沉积物为对象,通过外源添加As(Ⅴ)(1、10、60mg·L-1)进行富集培养,测定产氢产酸、pH与碳源消耗等理化参数,结合高通量测序技术检测沉积物中微生物群落组成变化;同时采用平板稀释涂布方法筛选高浓度As(Ⅴ)富集菌液中优势菌株.结果表明,富集培养过程中,所有处理组的砷形态都发生了转化,其中在60 mg·L-1外源As(Ⅴ)投加下,约43％的As(Ⅴ)转化为三价砷(tarsenite,As(Ⅲ));微生物群落组成自原始沉积物的11个门转为单一厚壁菌门(Firmicutes),优势菌属狭义梭菌属1(Clostridium_sensu_stricto_1)占据优势生态位.自60 mg·L-1的As(Ⅴ)输入的富集菌群中,筛选分离出一株厌氧发酵丁酸梭菌(Clostridium butyricum CXL-1),该菌株具有较高的As(Ⅲ)耐受性(≥200 mg·L-1),并能利用葡萄糖发酵代谢产生有机酸和H2等发酵产物,为硫酸盐还原菌、产甲烷古菌等提供氢气和碳源.本研究结果可为砷污染环境微生物厌氧矿化修复提供参考.

柑橘黄龙病(citrus Huanglongbing,HLB)是柑橘产业健康长久发展的重大威胁.原生生物是微生物家庭的重要一员,在维护植物健康中起着不可估量的作用.本研究分析了健康与患黄龙病柑橘根际土原生生物多样性和群落结构,探究了影响原生生物群落的关键土壤化学因子.结果表明,纤毛虫门(Ciliophora)、绿藻门(Chlorophyta)、丝足虫门(Cercozoa)是健康与患黄龙病柑橘根际土的优势类群.黄龙病的发生不仅造成根际土壤中原生生物群落多样性显著降低,还导致土壤化学指标中总氮、总磷、碱解氮、速效磷和有机质含量及pH值均有所降低.RDA分析表明,Protosteliida、硅藻门(Diatomea)、隐藻门(Cryptophyceae)和叶足亚门(Heterolobosea)与速效磷呈正相关;Protalveolata与碱解氮和pH呈正相关;丝足虫门、MAST-12、顶复门(Apicomplexa)和Schizoplasmodiida与各项化学指标均呈显著负相关.相关性分析表明,黄龙病菌与捕食型和光营养型原生生物呈显著负相关.总体而言,柑橘黄龙病菌侵染引发土壤化学特性变化,显著改变了根际区域原生生物的多样性与结构,土壤有机质、总氮和pH是影响原生生物结构的关键因子.本研究有助于了解患黄龙病对柑橘根际土原生生物群落结构、多样性和土壤化学性质的影响,为柑橘黄龙病的绿色防控提供参考.

互花米草是中国海岸带典型的入侵植物,清除互花米草已成为中国重要的海岸带生态修复任务.刈割+翻耕是当前互花米草治理的主要方法之一.为评估该方法对滨海盐沼生态系统大型底栖动物的影响,本研究于2021-2022年9-12月,即南汇边滩生态修复工程开展互花米草物理治理前后的两年间对工程区域内12个采样点的大型底栖动物与沉积物理化指标进行调查.结果表明:两年间共鉴定出22种大型底栖动物,隶属于3门5纲12目19科;工程后大型底栖动物的物种数、密度、生物量、Shannon多样性指数与Chao1指数较工程前均显著增加;在群落组成方面,多毛纲、双壳纲与软甲纲动物占比提升,腹足纲与昆虫纲动物的占比则呈减少趋势;非度量多维尺度分析(NMDS)与相似性分析(Anosim)结果显示,工程前后大型底栖动物群落结构差异显著,优势种由工程前的绯拟沼螺、尖锥拟蟹守螺和背蚓虫,变为工程后的拟沼螺、绯拟沼螺、背蚓虫、中国绿螂和尖锥拟蟹守螺;冗余分析(RDA)结果显示,互花米草治理工程之后沉积物盐度、含水率等理化因子的改变影响大型底栖动物群落结构.

[目的]肠道微生物对宿主昆虫的代谢、生长发育及免疫等功能发挥着重要作用.本研究旨在探究益蝽Picromerus lewisi成虫肠道微生物群落结构及其碳源代谢能力.[方法]利用体外培养分离纯化益蝽成虫肠道微生物并进行分子生物学鉴定,利用Illumina高通量测序技术进行细菌16S rDNA和真菌ITS基因测序,解析益蝽成虫肠道细菌和真菌群落结构和多样性;利用PICRUSt和FUNGuild对细菌和真菌及其基因功能进行预测;利用Biolog ECO技术解析益蝽成虫肠道细菌和真菌的碳源代谢功能.[结果]共分离益蝽成虫肠道可培养优势细菌肠球菌属Enterococcus菌株10株,优势细菌为粪肠球菌E.faecalis.高通量测序结果表明,在门水平上,益蝽成虫肠道优势细菌为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度58.51％)和厚壁菌门(Firmicutes)(相对丰度38.92％);主要优势真菌为子囊菌门(Ascomycota)(相对丰度56.53％),其次是担子菌门(Basidiomycota)(相对丰度11.34％).在属水平上,肠球菌属Enterococcus(相对丰度25.05％)为主要优势细菌属,其次是乳球菌属Lactococcus(相对丰度12.23％)、沙雷氏菌属Serratia(相对丰度11.48％)和普罗威登斯菌属Providencia(相对丰度2.38％);优势真菌属主要为Biappendiculispora(相对丰度18.30％),其次是枝孢菌属Cladosporium(相对丰度11.83％)、Vishniacozyma(相对丰度5.17％)和鬼笔属Phallus(相对丰度3.62％).益蝽成虫肠道细菌和真菌群落结构具有较高的物种丰富度和多样性,以及较强的碳源代谢能力,可高效代谢α-环式糊精、L-丝氨酸、腐胺和D-苹果酸等27种碳源.功能预测显示,益蝽成虫肠道细菌主要分布于新陈代谢类群、环境信息处理类群和遗传信息处理类群等,真菌主要分布于未定义类群、植物腐生菌、未定义腐生菌、内生菌-植物病原菌、真菌寄生菌-未定义腐生菌、叶子腐生菌和动物病原菌-内生菌-植物病原菌-木质腐生菌类.[结论]益蝽成虫肠道细菌和真菌种类多、多样性高,在属水平,优势细菌为肠球菌属、乳球菌属、沙雷氏菌属和普罗威登斯菌属,优势真菌为Biappendiculispora、枝孢菌属、Vishniacozyma和鬼笔属,具有较强的碳源代谢能力.

探究林分结构、立地条件、保护强度与植物多样性之间存在的耦合关系,有助于提升保护区植物多样性保护效果.基于此,该研究选择大兴安岭绰纳河国家级自然保护区森林群落作为研究对象,调查乔木层、灌木层、草本层植物多样性和林分结构特征,并采集土壤样品测定土壤理化性质.利用频率分布、冗余排序与方差分解分析等方法,揭示该区域植物多样性特征及其与影响因素间的耦合关系.结果表明:(1)绰纳河保护区乔木层主要树种为落叶松(Larix gmelinii),相对多度为64.35%,其次为白桦(Betula platyphylla);灌木以越橘(Vaccinium vitis-idaea)占比最高,达到 72.70%;草本共记录 77种,其中羊须草(Carex callitrichos)占比最大(23.72%).(2)乔、灌、草丰富度与多样性指数由大到小排序依次为草本层、乔木层、灌木层,均匀度指数以灌木层最高.(3)方差分解分析和冗余分析结果表明,林分结构的独立效应对植物多样性变化解释量最大;草本层盖度、灌木密度、乔木树高和土壤容重与植物多样性变化关系最为紧密.通过调整林分结构来提升植物多样性是简单而又可靠的途径,上述结果为大兴安岭地区林分管理提供了数据支撑.

目的:研究成年寻常型银屑病患者和健康人群之间肠道微生物的差异。方法:采集2017年9月至2018年2月于中国医学科学院皮肤病医院确诊的22例寻常型银屑病患者和23例健康对照者粪便样本，提取肠道菌群总DNA扩增，并采用二代16S rRNA基因靶向测序技术测序，分析菌群多样性及菌群分布。对照Silva数据库进行物种注释及分类，采用秩和检验分析各层级样本物种差异；采用QIIME软件（Version 1.9.1）计算OTU数目及α多样性主要指数（Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数）， t检验分析指数差异；PCoA分析反映样本β多样性差异，置换多元方差分析两组群落组成结构差异；秩和检验及LEfSe分析评估物种差异。 结果:银屑病组OTU数目（147.55 ± 57.07）与健康对照组（148.96 ± 50.45）比较，差异无统计学意义（ t = 0.088， P = 0.930）。银屑病组Shannon指数（4.08 ± 0.80）、Chao1指数（169.52 ± 63.17）、Simpson指数（0.87 ± 0.07）与健康对照组（分别为4.11 ± 0.94、175.36 ± 53.59、0.86 ± 0.90）比较，差异均无统计学意义（ t = 0.12、0.34、0.27，均 P > 0.05）。PCoA分析银屑病组与健康对照组的第一主成分差异为49.8%，第二主成分差异为15.62%，置换多元方差分析显示两组间β多样性差异有统计学意义（ P = 0.011）。银屑病组与健康对照组有差异的菌群包括在银屑病组中显著升高的厚壁菌门、梭菌纲、梭菌目，丹毒丝菌目、丹毒丝菌科，健康对照组中显著升高的艾普西隆变形杆菌纲、弯曲杆菌目、弯曲杆菌科、弯曲杆菌属，拟杆菌目、拟杆菌科。 结论:寻常型银屑病患者与健康人的肠道菌群存在一定差异，肠道菌群有可能成为寻常型银屑病的潜在生物标志物。

目的:探讨脓毒症小鼠肠道菌群动态变化。方法:选择雄性SPF级C57BL/6小鼠42只，采用盲肠结扎穿孔术（CLP）构建脓毒症模型，按制模后时间分为CLP 6～12 h组（ n＝9）及1、2、3 d组（均 n＝10），并设假手术（Sham）组（ n＝3）。取小鼠结肠腔内粪便进行肠道菌群16S rRNA测序，并对有效序列进行聚类，获得操作分类单元（OTU），用于Alpha多样性分析、物种组成分析、主坐标分析（PCoA分析）和物种差异分析（LEfSe分析），观察CLP后肠道菌群动态变化。 结果:与Sham组比较，随CLP后时间延长，小鼠肠道菌群Alpha多样性呈下降趋势，表现为群落丰富程度指数降低（CLP后3 d Chao1指数：367.9±162.6比508.3±105.9，Ace指数：372.5±151.9比498.8±104.2），群落多样性指数中Shannon指数降低（CLP后3 d：2.57±1.06比4.30±0.57），Simpson指数升高（CLP后3 d：0.26±0.19比0.04±0.03），提示随CLP后时间延长，肠道菌群丰富程度和多样性均下降。物种组成分析显示，在OTU水平，OTU 633在CLP后1 d时占比最高（24.79%），OTU 1016在CLP后2 d、3 d时占明显优势，CLP后3 d占比最高（61.75%）；在属水平，未标记鼠杆菌的丰度随CLP后时间延长呈先轻度升高后明显下降的趋势，大肠杆菌-志贺菌丰度在CLP后2 d、3 d显著升高，乳杆菌丰度随CLP后时间延长呈先增长后下降趋势，拟杆菌属丰度则随CLP后时间延长呈逐渐升高趋势，提示随CLP后时间延长，小鼠肠道菌群结构发生变化。PCoA分析显示，CLP 6～12 h组菌群结构与Sham组相似度较高，随CLP后时间延长，菌群结构发生变化，CLP 3 d组变化显著。LEfSe分析显示，引起组间差异的主要成分为鼠杆菌科未标记属、普雷沃菌科UCG-001、鼠杆菌科未标记属拟杆菌未定义种、副杆菌、大肠杆菌-志贺菌和OTU 1016。大肠杆菌-志贺菌和OTU 1016在5组样本丰度差异性排名中分别居属水平及OTU水平首位；大肠杆菌-志贺菌丰度从CLP 6～12 h的0.01%（0%，0.02%）随CLP后时间延长而逐渐升高到3 d的44.79%（3.71%，53.75%），OTU 1016的丰度从CLP 6～12 h的0.01%（0%，0.02%）随CLP后时间延长而逐渐升高到3 d的44.69%（3.66%，53.64%）。结论:CLP小鼠存在肠道菌群紊乱，且随着CLP后时间延长，菌群多样性逐渐下降，大肠杆菌-志贺菌逐渐成为绝对优势菌。