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X射线对我国两种典型土壤中微生物活性及群落结构的影响
  • ISSN号:0001-6209
  • 期刊名称:《微生物学报》
  • 时间:0
  • 分类:S154.3[农业科学—土壤学;农业科学—农业基础科学]
  • 作者机构:[1]中国科学院南京土壤研究所,土壤与农业可持续发展国家重点实验室,江苏南京210008, [2]中国科学院大学研究生院,北京100049
  • 相关基金:中国科学院战略研究计划(XDB15020103,XDB15010103); 国家自然科学基金(41271256); 国家“973”计划(2014CB954500); 土壤与农业可持续发展国家重点实验室优秀青年基金(212000009)
中文摘要:

【目的】X射线断层扫描技术(X-ray micro-Computed Tomography,micro-CT)能够原位、无损伤的解析土壤物理结构,有望与土壤微生物研究结合,以有助于更好的了解土壤生态系统。由于土壤的高度异质性,X射线扫描和土壤微生物分析应为同一样品,但是关于X射线扫描后的土壤样品是否兼容土壤微生物分析却鲜有报道,即X射线扫描是否影响土壤微生物的活性及群落尚未明确。【方法】本研究采集我国华北地区潮土和亚热带红壤,利用平板计数、微量热技术和高通量测序技术研究了X射线扫描对可培养微生物数量、土壤微生物的代谢热和群落结构的影响。【结果】X射线辐射显著降低了2种土壤中活体细菌的数量,同时微生物的代谢活性也发生改变;在分子水平上,基于细菌16S r RNA基因的高通量数据显示2种土壤的细菌多样性指数发生了变化,而其群落结构均无改变。【结论】X射线断层扫描技术并不兼容土壤微生物功能的研究;但可兼容基于分子生物学的微生物群落结构分析。

英文摘要:

[Objective] X-ray micro-computed tomography(micro-CT) technology, as used in the in situ and nondestructive analysis of soil physical structure, provides the opportunity of associating soil physical and biological assays. Due to the high heterogeneity of the soil matrix, X-ray micro-CT scanning and soil microbial assays should be conducted on the same soil sample. This raises the question whether X-ray micro-CT influences microbial function and diversity of the sample soil to be analyzed. [Methods] To address this question, we used plate counting, microcalorimetry and pyrosequencing approaches to evaluate the effect of X-ray – at doses typically used in micro-CT – on soil microorganisms in a typical soil of North China Plain, Fluvo-aquic soil and in a typical soil of subtropical China, Ultisol soil, respectively. [Results] In both soils radiation decreased the number of viable soil bacteria and disturbed their thermogenic profiles. At DNA level,pyrosequencing revealed that alpha diversities of two soils biota were influenced in opposite ways, while beta diversity was not affected although the relative abundances of some guilds were changed. [Conclusion] These findings indicate that the metabolically active aspects of soil biota are not compatible with X-ray micro-CT; while the beta molecular diversity based on pyrosequencing could be compatible.

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期刊信息
  • 《微生物学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国微生物学会 中国科学院微生物研究所
  • 主编:谭华荣
  • 地址:北京市朝阳区北辰西路3号中国科学院微生物研究所B401室
  • 邮编:100101
  • 邮箱:actamicro@sun.im.ac.cn
  • 电话:010-64807516
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-6209
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1995/Q
  • 邮发代号:2-504
  • 获奖情况:
  • 国家优秀期刊二等奖,中科院优秀期刊二等奖,中国科协首届优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国生物医学检索系统,美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21879