施肥对设施菜地nirK型反硝化细菌群落结构和丰度的影响 被引量：24

1

作者 曾希柏 王亚男 +5 位作者 王玉忠 白玲玉 李莲芳 段然 苏世鸣 吴翠霞 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期505-514,共10页

采用末端限制性片段多态性分析（T-RFLP）和实时荧光定量PCR（Real-timePCR）方法,研究了甘肃武威设施菜地不同施肥条件下0-20cm、20-40cm土层中土壤nirK型反硝化细菌群落结构和丰度的变化。结果表明：施肥对土壤中nirK型反硝化细菌的... 采用末端限制性片段多态性分析（T-RFLP）和实时荧光定量PCR（Real-timePCR）方法,研究了甘肃武威设施菜地不同施肥条件下0-20cm、20-40cm土层中土壤nirK型反硝化细菌群落结构和丰度的变化。结果表明：施肥对土壤中nirK型反硝化细菌的群落结构具有明显影响,且对70、156、190bp片段所代表设施菜地土壤优势种群影响最显著。施肥对0-20cm土层nirK型反硝化细菌丰度有明显影响,其最大值出现在全有机肥（M）处理、为每克干土2.16107个拷贝数,分别是对照（CK）和全化肥（NPK）处理的2.04和2.02倍。设施菜地土壤0-20cm与20-40cm土层nirK型反硝化细菌的优势种群及其基因丰度均存在显著差异,且设施菜地土壤中nirK型反硝化细菌的群落结构和丰度与大田差异明显。土壤pH值、有机质及硝酸盐含量均影响nirK型反硝化细菌的群落结构和丰度。系统发育分析结果表明,土壤中除存在与厌氧反硝化细菌亲缘相近的nirK型反硝化微生物外,还存在与好氧反硝化菌亲缘关系相近的nirK型反硝化微生物,如根瘤菌属、苍白杆菌属、土壤杆菌属等。 展开更多

关键词 nirk型反硝化细菌 末端限制性片段多态性分析 实时荧光定量PCR 群落结构和丰度

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反硝化功能基因nirS和nirK及其检测技术研究进展 被引量：6

2

作者 张旭志 杨倩倩 +1 位作者 赵俊 曲克明 《微生物学杂志》 CAS CSCD 2018年第4期84-91,共8页

反硝化作用对维持环境氮平衡具有重要意义,其过程中亚硝酸盐向NO的转化是关键步骤,由亚硝酸盐还原酶控制,因此检测亚硝酸盐还原酶编码基因可以从分子生物学角度深入分析微生物种群特性和氮元素的转化规律,进而为评估生态环境健康状况等... 反硝化作用对维持环境氮平衡具有重要意义,其过程中亚硝酸盐向NO的转化是关键步骤,由亚硝酸盐还原酶控制,因此检测亚硝酸盐还原酶编码基因可以从分子生物学角度深入分析微生物种群特性和氮元素的转化规律,进而为评估生态环境健康状况等科研与生产活动提供支撑数据。重点综述了近年来反硝化作用功能基因nirS和nirK及其检测技术的研究进展,并对未来可预期的检测技术进行了展望,以期为该领域的研究人员提供参考。 展开更多

关键词 反硝化作用 功能基因 nirS nirk 检测技术

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辽河口沉积物反硝化过程研究-以反硝化功能基因丰度及nirK型细菌群落结构分析为例 被引量：4

3

作者 明红霞 陈泉睿 +3 位作者 史银银 苏洁 于颖 樊景凤 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期82-92,共11页

近年来,辽河口沿岸人类活动频繁,工农业活动发达,大量的氮、磷等营养物质输入至感潮河段继而排放入海,导致辽河口水体富营养化程度加剧。沉积物区域是反硝化作用的重要发生地和微生物富集地。微生物能够将沉积物中的硝酸盐及亚硝酸盐还... 近年来,辽河口沿岸人类活动频繁,工农业活动发达,大量的氮、磷等营养物质输入至感潮河段继而排放入海,导致辽河口水体富营养化程度加剧。沉积物区域是反硝化作用的重要发生地和微生物富集地。微生物能够将沉积物中的硝酸盐及亚硝酸盐还原为N2O和N2释放到大气中,进而减轻河口生态系统氮负荷。本文中的实验采用定量PCR技术测定辽河口表层沉积物反硝化过程功能基因narG、nirK、norB、nosZ的基因丰度,结果表明,主导硝酸盐还原的narG功能基因丰度最高。使用高通量测序技术对nirK型功能基因进行测序,结果显示,在辽河口反硝化细菌中Devosia、Phaeobacter、Alcaligenes、Pseudomonas菌属丰度较高。反硝化功能基因的丰度主要受到沉积物粒径的影响,norB基因丰度与多个环境因子显著相关。nirK型反硝化细菌的群落结构和多样性主要受盐度、pH、溶解氧以及NO2−的影响。研究分析了反硝化功能基因丰度和细菌群落结构及其主要影响因子,其结果为辽河口水体富营养化中氮元素归趋的认知提供理论依据。 展开更多

关键词 辽河口 沉积物 nirk 细菌群落结构 反硝化功能基因

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减施化肥对水稻土壤nirK型反硝化菌丰度的影响 被引量：1

4

作者 方宇 王飞 +4 位作者 贾宪波 林陈强 张慧 陈龙军 陈济琛 《安徽农学通报》 2020年第1期92-94,共3页

设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK),紫云英配施80%化肥(MF80)、紫云英配施60%化肥(MF60)和紫云英配施40%化肥(MF40)5个施肥处理,采用荧光定量PCR技术,研究了紫云英配施减量化肥对水稻土壤nirK型反硝化菌丰度的影响。结果表明,MF60处理是一... 设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK),紫云英配施80%化肥(MF80)、紫云英配施60%化肥(MF60)和紫云英配施40%化肥(MF40)5个施肥处理,采用荧光定量PCR技术,研究了紫云英配施减量化肥对水稻土壤nirK型反硝化菌丰度的影响。结果表明,MF60处理是一种既节能又高效的施肥制度;种植绿肥的,土壤有机质含量明显增加,在化肥减施的情况下,土壤全氮和有效氮的含量并不降低;与单施化肥相比,绿肥配施减量化肥降低了土壤反硝化潜势;种植绿肥的土壤nirK基因丰度显著低于单施化肥处理;土壤nirK基因丰度与土壤反硝化潜势呈极显著正相关。 展开更多

关键词 绿肥 减施化肥 反硝化菌 nirk基因 荧光定量PCR

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稻虾共作对稻田土壤nirK反硝化微生物群落结构和多样性的影响 被引量：41

5

作者 朱杰 刘海 +3 位作者 吴邦魁 袁峰 刘章勇 金涛 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期1324-1332,共9页

稻虾共作是水稻种植与克氏螯虾共作形成的互利共生的稻田种养复合生态模式。目前对稻虾共作模式稻田反硝化微生物多样性和群落结构的影响尚不清楚。本研究以江汉平原常规中稻模式(MR)为对照,设置连续3年(2014—2016年)稻虾共作模式(CR)... 稻虾共作是水稻种植与克氏螯虾共作形成的互利共生的稻田种养复合生态模式。目前对稻虾共作模式稻田反硝化微生物多样性和群落结构的影响尚不清楚。本研究以江汉平原常规中稻模式(MR)为对照,设置连续3年(2014—2016年)稻虾共作模式(CR)为处理,通过特异引物提取中稻抽穗期稻田土壤nirK基因,采用Illumina Miseq高通量测序技术,探讨稻虾共作模式对稻田土壤nirK反硝化微生物多样性和群落结构的影响。结果表明:稻虾共作模式显著提升水稻抽穗期稻田土壤中硝态氮、全氮及全碳的含量,对土壤碳氮比、碱解氮和铵态氮含量没有显著影响。稻虾共作模式显著增加稻田土壤nirK基因微生物的丰富度指数,但对nirK基因微生物的多样性指数影响不显著。稻虾共作模式改变了nirK基因微生物在目、科、属、种水平的群落组成,较常规中稻模式,稻虾共作模式在各分类水平组成类群均减少;稻虾共作模式较常规中稻模式改变了目的种类,对共有目相对丰度没有显著性改变。RDA分析表明稻虾共作模式对土壤nirK基因菌群的群落结构有一定的改变,但稻虾共作模式与常规中稻模式在群落结构上仍保留着一定的相似性。硝态氮含量是影响nirK反硝化细菌群落结构的主效因子。可见,稻虾共作模式对微生物多样性指数没有显著影响,但显著增加了微生物丰富度指数,改变了稻田土壤nirK反硝化微生物在目、科、属、种的群落结构。 展开更多

关键词 江汉平原 稻虾共作 克氏螯虾 nirk基因 反硝化微生物 群落结构 硝态氮 高通量测序技术

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撂荒地亚硝酸还原酶基因nirK和nirS丰度动态 被引量：4

6

作者 呼和 陈先江 程云湘 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1253-1259,共7页

使用荧光定量PCR法测定亚硝酸还原酶基因(nirK和nirS)遗传特异性片段,研究了草原撂荒地土壤反硝化微生物丰度随着撂荒时间的变化。结果表明,轻度放牧草原和3种不同撂荒时间地的土壤中nirK基因型反硝化微生物丰度都显著高于nirS基因型反... 使用荧光定量PCR法测定亚硝酸还原酶基因(nirK和nirS)遗传特异性片段,研究了草原撂荒地土壤反硝化微生物丰度随着撂荒时间的变化。结果表明,轻度放牧草原和3种不同撂荒时间地的土壤中nirK基因型反硝化微生物丰度都显著高于nirS基因型反硝化微生物丰度(P<0.05)。土壤nirK及nirS基因型反硝化微生物丰度撂荒地和轻度放牧地之间均有显著差异(P<0.05),但3种撂荒地均未发生显著变化(P>0.05)。此外,这两种基因型反硝化微生物丰度之间有极显著线性负相关关系(P<0.001)。以上结果说明,nirK和nirS基因型反硝化微生物对环境因子的响应有差异。 展开更多

关键词 反硝化微生物 nirk基因 nirS基因 撂荒地 轻度放牧草原

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有机肥施加对红壤中反硝化细菌nirK基因多样性影响 被引量：1

7

作者 张晨阳 滕齐辉 +3 位作者 曹滢 崔中利 李顺鹏 曹慧 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期72-79,共8页

为了解有机肥施用对于红壤中反硝化细菌群落结构的影响,设置了4个处理:CK(不施肥)、LM(低量有机肥)、ML(高量有机肥+石灰)和HM(高量有机肥)进行研究,并通过末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和克隆文库的DNA测序估计了nirK基因的多样性... 为了解有机肥施用对于红壤中反硝化细菌群落结构的影响,设置了4个处理:CK(不施肥)、LM(低量有机肥)、ML(高量有机肥+石灰)和HM(高量有机肥)进行研究,并通过末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和克隆文库的DNA测序估计了nirK基因的多样性。结果表明:各处理分别挑选的288个阳性克隆子可分为78个类型,各处理nirK文库中的优势类群属于同一种类型,在CK处理中的占比为51%,在其他3个处理中的占比依次为33%、32%和27%。4个文库之间两两的相似性在37.50%~45.34%,系统进化树分析表明,51个OTUs测序结果中6个OTUs与苍白杆菌属的相似性最高,占测序总数的11.8%;其余45个OTUs属于未培养类型,占测序总数的88.2%。有机肥添加有助于提高nirK基因的多样性,并且出现了红壤原始环境中未出现的反硝化细菌类型。 展开更多

关键词 反硝化细菌 nirk基因 RFLP分析 红壤 有机肥施加

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北京松山林地nirK型反硝化微生物群落立地及林型效应 被引量：1

8

作者 祝琳 聂立水 +10 位作者 史策 黄梦遥 牛鑫 张润哲 张兆德 魏一凡 王登芝 杨昊 聂浩亮 王江 薄慧娟 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期139-150,共12页

[目的]探究北京松山林地土壤nirK型反硝化微生物群落特征及影响因子,为华北暖温带森林土壤生态系统氮循环过程和环境变化提供依据。[方法]在北京松山国家级自然保护区选择油松林、山杨林、蒙古栎林3种典型林型,分别设置3块(20 m×20... [目的]探究北京松山林地土壤nirK型反硝化微生物群落特征及影响因子,为华北暖温带森林土壤生态系统氮循环过程和环境变化提供依据。[方法]在北京松山国家级自然保护区选择油松林、山杨林、蒙古栎林3种典型林型,分别设置3块(20 m×20 m)标准地进行调查,采集0~20 cm表层混合土样,分析土壤性质并提取土壤微生物总DNA,PCR扩增反硝化过程关键酶亚硝酸盐还原酶的编码基因nirK片段,采用第2代高通量测序分析不同林型土壤nirK型反硝化微生物群落组成和多样性,探究林型和土壤性质对反硝化微生物群落特性的影响。[结果]1)从油松林、山杨林和蒙古栎林9个土壤样本中共得到nirK基因有效序列993 401条、优质序列770 328条。3种林型土壤nirK基因共检测出7门78属,在已鉴定的微生物中各林型优势菌为变形菌门,其相对丰度在3种林型中均达50%,在油松林中最高为58.2%;优势属主要为慢生根瘤菌属、中生根瘤菌属和红假单胞菌属,总相对丰度达50%以上,其中核心菌属为慢生根瘤菌属。2) nirK型反硝化微生物α多样性分析显示,油松林Shannon(7.59±0.56)、 Simpson(0.98±0.01)、 Chao1(2 164.24±214.08)指数均显著高于山杨林(5.23±0.26、 0.89±0.02、1 650.56±136.69)和蒙古栎林(5.76±0.38、 0.93±0.02、 1 621.36±156.70)(P<0.05)。基于Bray-Curtis距离算法并采用PCoA分析显示,不同林型土壤反硝化微生物群落组间差异大于组内。3)林分因子、土壤性质与土壤反硝化微生物的冗余分析结果表明,土壤碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响nirK型反硝化微生物群落组成的关键因子(P<0.05)。[结论]北京松山油松林、山杨林和蒙古栎林土壤nirK型反硝化微生物群落组成、多样性存在明显差异,林型与碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响土壤nirK型反硝化微生物群落特征的重要因素。 展开更多

关键词 华北暖温带 林型 nirk基因 反硝化微生物 微生物群落组成 微生物群落多样性

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不同植被恢复模式下呼伦贝尔沙地土壤反硝化细菌nirK基因组成结构和多样性研究 被引量：9

9

作者 李刚 修伟明 +4 位作者 王杰 吴元凤 赵建宁 宋晓龙 杨殿林 《草业学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期115-123,共9页

本研究选取呼伦贝尔沙地5种植被恢复模式（单播冰草、单播羊柴、单播柠条、冰草＋柠条和冰草＋柠条＋羊柴＋披碱草）为研究对象，以完全退化的沙地为对照，采用分子生物学技术分析了土壤反硝化细菌nirK基因组成结构和多样性，并探讨了... 本研究选取呼伦贝尔沙地5种植被恢复模式（单播冰草、单播羊柴、单播柠条、冰草＋柠条和冰草＋柠条＋羊柴＋披碱草）为研究对象，以完全退化的沙地为对照，采用分子生物学技术分析了土壤反硝化细菌nirK基因组成结构和多样性，并探讨了与土壤理化因子的相关性。结果表明，土壤反硝化细菌nirK基因组成存在明显差异。单播羊柴模式土壤反硝化细菌nirK基因多样性指数最高，其次为单播冰草和单播柠条，而两种混播模式最低，这5种植被恢复模式均显著高于对照裸地。序列和系统发育分析结果表明，所获得的nirK基因片段与NCBI数据库中的nirK基因的相似度在81％～99％之间，分别归属于苍白杆菌属、根瘤菌属及不可培养的细菌，其中与不可培养细菌相关的片段占到总数的50％以上。典范对应和相关分析结果表明，速效磷、pH、全氮、全磷和含水量对反硝化细菌的影响均达到显著水平，且5种理化因子问均具有极显著相关性，说明这5种理化因子相互关联，共同对反硝化细菌nirK基因组成变化起到决定作用。 展开更多

关键词 呼伦贝尔沙地 植被恢复 反硝化细菌 nirk基因 PCR—DGGE

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若尔盖高原湿地泥炭沼泽土亚硝酸盐还原酶(nirK)反硝化细菌群落结构分析 被引量：8

10

作者 王蓥燕 卢圣鄂 +2 位作者 陈小敏 李跃飞 辜运富 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第19期6607-6615,共9页

若尔盖泥炭湿地是世界少有的低纬度永久冻土湿地,具有高海拔、高紫外辐射、高有机质的特点。该区域N2O的排放量对全球气候变暖有重要影响。对若尔盖高原湿地泥炭沼泽土中的亚硝酸盐还原酶(nir K)反硝化细菌群落结构多样性进行分析,以期... 若尔盖泥炭湿地是世界少有的低纬度永久冻土湿地,具有高海拔、高紫外辐射、高有机质的特点。该区域N2O的排放量对全球气候变暖有重要影响。对若尔盖高原湿地泥炭沼泽土中的亚硝酸盐还原酶(nir K)反硝化细菌群落结构多样性进行分析,以期揭示该区域N2O释放的微生物调控机制。基于若尔盖高原湿地泥炭沼泽土的理化性质和反硝化活性(PDA),结合限制性酶切片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)技术、克隆文库及分子测序对该生态系统中的nir K反硝化细菌群落结构及多样性进行分析。反硝化活性测定结果显示:阿西地区>麦溪地区>分区地区,反硝化活性与土壤有机碳、总氮和丰富度呈显著正相关(P<0.05)。Shannon-wiener多样性指数以阿西最高、分区最低。3个样品中共测序15条nir K基因代表序列,系统发育表明若尔盖高原湿地优势nir K反硝化菌群为变形门菌群。其中,阿西地区主要为α-变形菌门,麦溪地区主要为β-变形菌门,分区地区无法确定优势种群。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)显示:有效钾和有效磷是影响nir K反硝化细菌群落结构的关键环境因子。本论文显示,若尔盖高原湿地存在着明显的反硝化作用,调控这些反硝化作用的nir K反硝化细菌多样性较高,且与土壤有效钾和有效磷密切相关。 展开更多

关键词 若尔盖高原湿地 泥炭沼泽土 反硝化活性 nirk 多样性

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环境因素对不同工艺人工湿地反硝化功能基因丰度影响 被引量：8

11

作者 张敏 陶然 +2 位作者 杨扬 麦晓蓓 唐小燕 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期2645-2652,共8页

反硝化细菌在人工湿地对N元素去除的过程中发挥着关键作用。为了解湿地类型、基质、植被和水力负荷及物理参数对人工湿地反硝化功能细菌丰度的影响,构建了9个不同工艺组合的人工湿地小试装置。利用实时荧光定量PCR技术检测湿地基质中反... 反硝化细菌在人工湿地对N元素去除的过程中发挥着关键作用。为了解湿地类型、基质、植被和水力负荷及物理参数对人工湿地反硝化功能细菌丰度的影响,构建了9个不同工艺组合的人工湿地小试装置。利用实时荧光定量PCR技术检测湿地基质中反硝化功能基因nir S,nir K和nos Z的丰度。结果显示,湿地中nir S,nir K和nos Z丰度(以每ng总DNA中的拷贝数计)分别为4.88×103~2.13×105copies/ng,1.2×101~2.14×103copies/ng和1.98×103~2.09×105copies/ng,其中nir S显著高于nir K丰度,nir S丰度与湿地出水的p H显著正相关。分析湿地4种设计参数对反硝化功能基因丰度的影响程度,结果显示,对nir S丰度影响程度大小依次为湿地类型>植被类型>水力负荷>基质类型,水平潜流和上行垂直流人工湿地中nir S丰度显著高于下行垂直流人工湿地,无植物人工湿地nir S丰度显著高于有植物人工湿地;对nir K丰度影响程度大小依次为湿地类型>植被类型>基质类型>水力负荷,水平潜流人工湿地nir K丰度显著高于下行垂直流湿地;对nos Z丰度影响程度大小依次为湿地类型>水力负荷>植被类型>基质类型,但影响都不显著。 展开更多

关键词 人工湿地 实时荧光定量 nirS nirk NOSZ 基因丰度

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作物茬口对黑土农田土壤反硝化细菌数量及群落结构的影响 被引量：2

12

作者 王璐 刘俊杰 +4 位作者 刘株秀 顾海东 张兴义 王光华 刘晓冰 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1782-1792,共11页

【目的】反硝化作用导致农田土壤氮素损失和温室气体N2O的排放。研究不同作物茬口对土壤反硝化细菌群落结构的影响,旨在揭示作物茬口影响N2O排放的相关机制。【方法】定位试验位于黑龙江省海伦市前进乡光荣村(47°23′N,126°51... 【目的】反硝化作用导致农田土壤氮素损失和温室气体N2O的排放。研究不同作物茬口对土壤反硝化细菌群落结构的影响,旨在揭示作物茬口影响N2O排放的相关机制。【方法】定位试验位于黑龙江省海伦市前进乡光荣村(47°23′N,126°51′E),种植方式包括玉米连作(CC)、大豆连作(SS)以及玉米-大豆轮作,每年一季。取样时,轮作体系玉米已倒茬三次、大豆两次。采集CC、SS以及轮作体系中的大豆茬口(SSC)和玉米茬口(CSC)的表层土壤(0—15 cm)样品,利用实时定量PCR(qPCR)和高通量测序技术,分析土壤中的nirS和nirK型反硝化细菌丰度和群落组成。【结果】在4个作物茬口土壤中,CC处理的反硝化速率最高,玉米-大豆轮作体系中SSC和CSC处理的反硝化速率显著高于SS处理。轮作体系两个茬口SSC和CSC处理的nirS和nirK型反硝化细菌基因丰度多显著高于SS处理,而与CC处理多差异不显著。PCoA结果显示,SSC和CSC处理的nirS型反硝化细菌群落间差异显著,而CC和SS处理的nirK型反硝化细菌群落间存在显著差异。RDA分析结果表明,NO_(3)^(-)-N和C/N分别是nirS和nirK型反硝化细菌群落分异的最主要驱动因子。SEM分析结果显示,nirS型反硝化细菌群落与反硝化速率呈显著正相关(R^(2)=0.92),而nirS和nirK型基因丰度与土壤反硝化速率无显著相关关系。【结论】作物茬口显著影响黑土农田土壤反硝化细菌群落和丰度组成。反硝化细菌群落组成而非反硝化细菌丰度是反硝化速率变化的决定性因素,nirS型反硝化细菌对土壤反硝化作用贡献更大。 展开更多

关键词 nirS型基因 nirk型基因 大豆茬 玉米茬 反硝化速率

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泗顶矿区植物根际和非根际土壤反硝化细菌群落特征 被引量：2

13

作者 于方明 林秋娟 +4 位作者 韦嘉裕 李宋颖 唐炽健 唐舒婷 李艺 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2494-2506,共13页

为了探讨植物种类和土壤性质如何影响重金属污染严重矿区的土壤反硝化过程,本研究以广西柳州泗顶铅锌矿区上游、尾矿和下游3个区域优势植物——蜈蚣草、芦苇和五节芒的根际和非根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术和荧光定量PCR技术... 为了探讨植物种类和土壤性质如何影响重金属污染严重矿区的土壤反硝化过程,本研究以广西柳州泗顶铅锌矿区上游、尾矿和下游3个区域优势植物——蜈蚣草、芦苇和五节芒的根际和非根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术和荧光定量PCR技术,分析了3种优势植物根际和非根际土壤中nirK型和nirS型反硝化细菌的群落结构、丰度和多样性特征。结果表明:罗河杆菌属(nirS型)和慢生根瘤菌属(nirK型)为根际和非根际土壤中的优势菌属,所占比例分别为2.6%~67.8%和4.1%~38.1%。尾矿区根际及非根际土壤中nirS和nirK基因的丰度范围分别为1.45×10^(6)~7.78×10^(6)基因拷贝数·g^(-1)(以干土计)和1.10×10^(6)~5.70×10^(6)基因拷贝数·g^(-1),显著低于上游区和下游区(P<0.05)。3种优势植物根际土壤的Shannon指数和ACE指数均大于非根际土壤。多元线性回归分析和Mantel检验表明,土壤含水率、总碳、总氮和总磷含量是影响泗顶矿区3种优势植物根际和非根际反硝化细菌群落组成的主要因素。研究表明,植物种类和土壤性质共同影响了矿区土壤的反硝化过程,并对反硝化微生物的丰度、群落结构和多样性产生了影响。 展开更多

关键词 矿区 反硝化细菌 nirS基因丰度 nirk基因丰度 群落结构

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黄土高原紫花苜蓿种植对土壤反硝化细菌群落的影响 被引量：7

14

作者 孙鹏洲 罗珠珠 +4 位作者 李玲玲 牛伊宁 王晓菲 田建霞 刘家鹤 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期67-78,共12页

研究依托布设于黄土高原的长期定位试验,以紫花苜蓿(Medicago sativa)不同种植年限(2年、9年和18年)土壤为研究对象,玉米(Zea mays)地为对照,基于高通量测序技术和荧光定量PCR技术,结合冗余分析和分子生态网络构建,通过微生物标志物(nir... 研究依托布设于黄土高原的长期定位试验,以紫花苜蓿(Medicago sativa)不同种植年限(2年、9年和18年)土壤为研究对象,玉米(Zea mays)地为对照,基于高通量测序技术和荧光定量PCR技术,结合冗余分析和分子生态网络构建,通过微生物标志物(nirK和nirS)对黄绵土区玉米农田和长期种植紫花苜蓿土壤反硝化细菌群落结构和多样性展开研究。结果表明,黄绵土区nirK基因丰度明显高于nirS基因丰度,具有nirK和nirS基因的反硝化细菌主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)。nirK型反硝化细菌已分类优势属为副球菌属(Paracoccus,1.10%~39.94%)、无色杆菌属(Achromobacter,0.07%~12.50%)和中华根瘤菌属(Sinorhizobium,0.50%~7.60%),且紫花苜蓿地副球菌属相对丰度显著高于玉米农田(P<0.05),随紫花苜蓿种植年限延长相对丰度逐渐增加;无色杆菌属相对丰度表现为紫花苜蓿地显著低于玉米农田(P<0.05),丰度随苜蓿种植年限的延长逐渐降低;nirS型反硝化细菌优势属为罗河杆菌属(Rhodanobacter,1.42%~5.20%)。相关性分析表明,nirK反硝化基因丰度变化对土壤环境因子无明显响应,而nirS反硝化基因丰度与土壤有机碳、全氮和微生物量碳含量呈显著正相关,与土壤水分和有效磷含量呈显著负相关。冗余分析结果表明,土壤水分(P=0.002)和有机碳(P=0.020)是nirK型反硝化细菌群落组成变化的主导因子,土壤有效磷(P=0.006)是nirS型反硝化细菌群落结构产生变化的主导因子。分子生态网络分析表明,黄绵土区nirK型和nirS型反硝化细菌的群落之间均以协同合作关系为主。长期种植苜蓿显著影响土壤中反硝化细菌的群落组成,研究结果可为深入探索半干旱区土壤反硝化过程中的微生物机制提供重要科学依据。 展开更多

关键词 黄土高原 紫花苜蓿 nirk基因 nirS基因 反硝化细菌 群落结构

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Cu-NiR与cd_(1)-NiR——两类反硝化亚硝酸还原酶研究进展 被引量：5

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作者 王宝茹 王旭 +1 位作者 王伟波 唐东山 《植物科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期324-334,共11页

亚硝酸还原酶(Nitrite Reductase,NiR)是自然界氮循环过程中催化亚硝酸盐还原的一类关键酶。其中,nirS和nirK基因编码合成的亚硝酸还原酶Cu-NiR和cd1-NiR是反硝化作用中的限速酶,二者功能类似但结构和辅助因子组成截然不同。研究发现这... 亚硝酸还原酶(Nitrite Reductase,NiR)是自然界氮循环过程中催化亚硝酸盐还原的一类关键酶。其中,nirS和nirK基因编码合成的亚硝酸还原酶Cu-NiR和cd1-NiR是反硝化作用中的限速酶,二者功能类似但结构和辅助因子组成截然不同。研究发现这两类酶对不同环境梯度具有不同的响应机制。因此,本文详述了Cu-NiR和cd1-NiR的结构特征、相关微生物类群的分布和检测技术,并针对nirS和nirK基因表达和活性的影响因素进行了统计和分析,最后对未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 亚硝酸还原酶 nirk基因 nirS基因 基因丰度 环境因子

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凡纳滨对虾循环水养殖系统生物膜反硝化菌研究 被引量：1

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作者 李雅媛 张旺 +3 位作者 刘兴国 肖述文 江海鑫 陆诗敏 《水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期775-783,共9页

硝态氮去除对于养殖尾水再利用及达标排放具有重要意义。为探明凡纳滨对虾循环水养殖系统中移动床生物反应器的反硝化潜力和氮代谢通路特征,对其表面生物膜菌群结构和反硝化效率进行分析。Illumina测序结果显示:所有样本优势菌门均为变... 硝态氮去除对于养殖尾水再利用及达标排放具有重要意义。为探明凡纳滨对虾循环水养殖系统中移动床生物反应器的反硝化潜力和氮代谢通路特征,对其表面生物膜菌群结构和反硝化效率进行分析。Illumina测序结果显示:所有样本优势菌门均为变形菌门(20.31%~25.36%)和拟杆菌门(14.42%~24.28%);在属水平上,红球菌属(0.28%~0.97%)、副球菌属(0.50%~0.99%)和假单胞菌属(0.15%~0.30%)等好氧反硝化菌主要负责硝态氮还原。实时荧光定量PCR结果显示,生物膜中反硝化功能基因nirK基因丰度高于nirS基因和nosZ基因,nirK型反硝化微生物是主要的反硝化微生物类群。原核生物功能注释结果表明,生物膜中存在活跃的异养反硝化代谢途径,可能受制于有限碳源,反硝化菌之间,及其和生物膜优势菌属之间以竞争关系为主。厌氧脱氮模拟试验表明,在不添加碳源条件下,填料生物膜可将对虾养殖水体硝态氮去除98.07%。基于上述氮代谢通路特征,本试验进一步提出短程反硝化-厌氧氨氧化对虾养殖废水硝态氮去除优化策略。此结果为深入理解循环水养殖系统氮素代谢通路及未来管理、利用填料生物膜内源性碳源和潜在反硝化功能提供理论依据。 展开更多

关键词 nirS基因 nirk基因 nosZ基因 移动床生物反应器 原核生物功能注释

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不同形态氮添加对毛竹林土壤N_(2)O排放的影响 被引量：14

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作者 蒋文婷 田立斌 +4 位作者 朱高荻 唐荣贵 林永新 潘灵强 蔡延江 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期857-868,共12页

【目的】氧化亚氮(N_(2)O)排放是亚热带地区氮损失的主要途径,我们研究了不同形态含氮化合物对土壤N_(2)O排放的影响。【方法】以毛竹(Phyllostachys edulis)林土壤为研究对象进行了室内培养试验。设置土壤中添加KNO_(3)、NH_(4)NO_(3)... 【目的】氧化亚氮(N_(2)O)排放是亚热带地区氮损失的主要途径,我们研究了不同形态含氮化合物对土壤N_(2)O排放的影响。【方法】以毛竹(Phyllostachys edulis)林土壤为研究对象进行了室内培养试验。设置土壤中添加KNO_(3)、NH_(4)NO_(3)、NH_(4)Cl、KCl处理,以去离子水作为对照(CK),在25oC黑暗条件下培养。在培养0.5 h,1、3、5、7、14、28、60天,测定土壤N_(2)O排放速率,铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)、可溶性有机碳(DOC)和水溶性氮(WSN)含量,采用荧光定量PCR技术测定了土壤氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)、nirS、nirK、nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度。【结果】培养第60天,氮添加与KCl添加处理均显著增加了土壤DOC含量,NH_(4)NO_(3)、NH_(4)Cl处理显著增加了WSN含量,但显著降低了土壤pH。氮添加及KCl添加处理均增加了土壤AOA、AOB、nirK基因丰度,降低了nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度。氮添加处理N_(2)O排放速率均在培养第14天达到峰值,且相较于CK处理均增加了N_(2)O累积排放量,KNO_(3)、NH_(4)NO_(3)、NH_(4)Cl和KCl处理累积排放量的增幅分别为524.3%、771.1%、652.7%、98.6%。N_(2)O排放速率与NO_(3)^(−)、WSN、nirK基因丰度呈显著正相关,而与pH、nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度呈显著负相关。【结论】铵态氮添加能显著促进毛竹林土壤N_(2)O的排放,其效果高于硝态氮,NH_(4)NO_(3)作为混合氮,外源性NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N同时输入对土壤N_(2)O排放的促进作用比单独添加NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N更显著,但并未出现叠加效应。 展开更多

关键词 亚热带毛竹林 氮素形态 N_(2)O排放通量 水溶性氮 pH nirk基因丰度 nosZⅠ基因丰度 nosZⅡ基因丰度

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山东省盐渍化地区芦苇根际反硝化细菌群落结构研究

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作者 宋延静 马兰 +4 位作者 李俊林 单燕 王洁 赵玲玲 王向誉 《山东农业科学》 北大核心 2021年第12期137-142,共6页

芦苇是山东省盐渍化地区常见的湿地盐生植物,对氮素转化以及氮去除有重要作用,其中微生物介导的反硝化过程被认为是主要的除氮机理。本研究以山东省不同盐渍化地区的芦苇根际土为材料,采用荧光定量PCR技术及高通量测序技术,对nirS、nirK... 芦苇是山东省盐渍化地区常见的湿地盐生植物,对氮素转化以及氮去除有重要作用,其中微生物介导的反硝化过程被认为是主要的除氮机理。本研究以山东省不同盐渍化地区的芦苇根际土为材料,采用荧光定量PCR技术及高通量测序技术,对nirS、nirK及nosZ 3种基因型反硝化细菌的丰度以及nosZ基因型反硝化细菌的多样性、群落分布进行比较分析。结果表明,山东省盐渍化地区的芦苇根际中nosZ基因的拷贝数最高,昌邑和寿光地区的芦苇根际nirK基因拷贝数高于nirS,东营和滨州的芦苇根际nirS基因拷贝数高于nirK。固氮螺菌属(Azospirillum)是山东省盐渍化地区芦苇根际的优势反硝化细菌,尤其在昌邑(39.1%)和滨州地区(35.1%),Oligotropha是寿光芦苇根际丰度最高的反硝化菌(27.3%),假单胞菌属(Pseudomonas)是东营地区芦苇根际丰度最高的反硝化细菌(34.4%)。滨州地区的芦苇根际反硝化细菌多样性最高。昌邑和寿光两地的芦苇根际nosZ反硝化细菌群落结构相似,东营和滨州两地nosZ反硝化细菌群落组成差异较小。土壤的含盐量、Na+含量、含水量、总碳含量、铵盐以及pH值等环境因子均可影响芦苇根际nosZ基因型反硝化细菌的群落结构。 展开更多

关键词 芦苇 反硝化细菌 nirS、nirk、nosZ基因 荧光定量PCR 高通量测序

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不同类型秸秆还田对稻田土壤nirK型反硝化细菌群落结构的影响 被引量：3

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作者 高珍珍 王蓉 +4 位作者 龚松玲 冯香诏 田玉聪 刘章勇 金涛 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期891-896,共6页

为探明油菜、蚕豆、小麦秸秆还田对稻田土壤nirK型反硝化细菌群落结构的影响,采用IlluminaMiseq高通量测序法,研究了盆栽试验条件下单施化肥(NS)、油菜秸秆+化肥(RS)、蚕豆秸秆+化肥(BS)和小麦秸秆+化肥(WS)4个处理对稻田土壤nirK型反... 为探明油菜、蚕豆、小麦秸秆还田对稻田土壤nirK型反硝化细菌群落结构的影响,采用IlluminaMiseq高通量测序法,研究了盆栽试验条件下单施化肥(NS)、油菜秸秆+化肥(RS)、蚕豆秸秆+化肥(BS)和小麦秸秆+化肥(WS)4个处理对稻田土壤nirK型反硝化细菌群落多样性及群落结构的影响。结果表明,相比NS处理,秸秆还田(RS、BS和WS处理)对nirK基因微生物的多样性指数没有显著影响(P>0.05),而RS处理的微生物多样性指数显著高于BS和WS处理(P<0.05)。Venn分析结果显示,相比NS处理,秸秆还田增加了红螺菌目(Rhodospirillales)。此外,RS处理增加了unclassified Proteobacteria miscella neous,BS和WS处理增加了红细菌目(Rhodobacterales)。相比NS处理,秸秆还田改变了nirK基因微生物的共有目群落组成,而秸秆类型显著改变了共有目的相对丰度。综上所述,还田秸秆类型对nirK基因微生物的多样性和目水平微生物的群落结构均有显著影响,其中油菜秸秆还田的影响强于蚕豆和小麦秸秆。 展开更多

关键词 油菜秸秆 蚕豆秸秆 小麦秸秆 nirk基因

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