还原性物质(Fe2+)添加对土壤微生物多样性的影响

利用Illumina MiSeq测序技术和多元回归分析研究了不同因素对土壤细菌群落结构和细菌生物地理分布格局的影响。添加Fe以及未添加Fe分别获得10万和9万条优质序列,在Cutoff为0.03水平上划分OTU类型


摘要: 微生物作为土壤中主要的功能单元,在土壤能量互相转换以及物质之间循环具有重要作用,因此为了弄清还原性物质Fe2+驱动土壤细菌多样性的分布和探究土壤细菌多样性影响因子,进一步为农业种植改良提供方法。本文通过Illumina MiSeq测序技术研究Fe添加和土壤类型对土壤细菌群落结构和多样性变化的影响,分析了土样(重复3组)添加Fe之后细菌16S rDNA(V3V4)(515f-907r)多样性及其环境意义。土壤理化分析表明,添加Fe的样品,有机质、全磷、还原性物质有所增加,速效磷、全钾有所降低。Illumina MiSeq测序结果总共获得了19万条优质序列,在Cutoff0.03水平上划分OUT LCK1、LCK2、LCK3、LFe1、LFe2和LFe3分别有2235、2332、2225、2276、2454和2311个OTU类型,香浓指数介于5.56~6.61。β多样性分析解释了Fe的添加以及土壤类型在土壤群落主成分分析时在水平轴43.49%以及竖直轴20.26%的影响。因此,还原性物质的添加会减弱土壤微生物多样性。

关键词:高通量测序;16S rDNA;微生物多样性

The Effects of Reducing Substances (Fe2 +) on Soil Microorganism Diversity

Abstract: Microorganism, the main life in soil, play important roles in nutrient cycling and energy conversion process in soil. Therefore, In order to clarify the distribution of soil microbial persity of the 。educing matter Fe2 + driven soil and explore the soil microbial persity influencing factors, And further provide a method for the improvement of rice production and cold soaking. In this paper, the effects of Fe addition and soil types on soil bacterial community structure and persity were studied by Illumina MiSeq sequencing technique, and analyzes the persity of bacteria 16S rDNA (V3V4) (515f-907r) after soil addition of Fe and its environmental significance. Soil physical and chemical analysis showed that the addition of Fe make organic matter, total phosphorus and reducing substances increased. Illumina MiSeq sequencing results obtained a total of 190,000 quality sequences, pided by Cutoff0.03. LCK1, LCK2, LCK3, LFe1, LFe2 and LFe3 ,there were 2235,2332,2225,2276,2454 and 2311 OTU types. β persity analysis explained the effect of Fe addition and soil type on the horizontal axis of 43.49% and the vertical axis of 20.26% in the soil community principal component analysis. Therefore, the addition of reducing substances reduces soil microbial persity.

Key words: High throughput sequencing; 16S rDNA; Microbial persity

目 录

摘要1

关键词1

Abstract1

Key words1

引言(或绪论)1

1材料与方法2

1.1材料 3

1.2 土壤理化性质分析 3

1.3 构建实验环境 3

1.4微生物总DNA的提取与纯化3

1.5细菌lllumina MiSeq测序3

1.5.1PCR扩增3

1.6数据分析4

2结果与分析4

2.1土壤理化性质分析 4

2.2土壤细菌群落多样性分析 4

2.3土壤细菌群落β多样性分析 5

3讨论 5

致谢6

参考文献7

还原性物质(Fe2+)添加对土壤微生物多样性的影响

引言

水稻是世界各地广泛种植的一种粮食作物,是人类赖以生存的物质基础,对人类文明发展进程具有巨大的推动作用。水稻产量与水稻土微生物群落结构密切相关。水稻土在水稻生长周期中至少有三个月处于淹水状态。在物理、化学以及生物因素的共同作用下,水稻土有机质分解,土壤氧化还原电位处于较低状态 , Fe(Ⅱ) 、Mn (Ⅱ)等还原性物质含量增加 。土壤是细菌的大本营,是细菌定植、生长和繁衍后代的重要场所,为其提供必要的生存空间和必须的营养物质[1]。土壤细菌是活跃于土壤中的功能群体,它们在土壤中发挥着重要作用,参与土壤生态系统物质循环和能量转化过程,与人们的生活、生产息息相关[2]。同时细菌的存在也为土壤生态系统物质循环和能量转化提供重要的功能基础。研究表明,土壤细菌对有机物具有较强的分解能力,将有机物分解为其他生物所需的矿质元素,地球圈内 90% 以上的有机物质的矿化都是由细菌和真菌参与完成的[3];细菌对土壤生态系统稳定也具有调控作用[4],例如稳定而多样的微生物有利于保持土壤肥力、控制土壤传染病、降解土壤污染物、促进农作物增质增产等。了解土壤细菌多样性分布是进一步研究细菌功能、细菌与环境之间互作关系的基础,随着细菌多样性分布研究技术的改进,特别是高通量技术的发展,为快速、准确、高效的研究细菌多样性分布提供方便。