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长期施用氮肥对水稻土亚硝酸还原酶基因多样性的影响
  • ISSN号:0250-3301
  • 期刊名称:环境科学
  • 时间:0
  • 页码:423-430
  • 语言:中文
  • 分类:X171[环境科学与工程—环境科学]
  • 作者机构:[1]中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,长沙410125, [2]华中农业大学资源与环境学院,武汉430070, [3]桃源农业生态试验站,长沙410125, [4]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:中国科学院知识创新工程“百人计划”项目(KZCX2-YW-BR-01);国家自然科学基金项目(40771115);“十一五”国家科技支撑计划重点项目(2008BADA7807)
  • 相关项目:水稻土反硝化功能微生物种群演变及反硝化基因表达与N2O释放的耦合机理
中文摘要:

以中国科学院桃源农业生态试验站长期定位试验的土壤样品为对象,采用PCR扩增、克隆测序等分子生物学技术,研究长期施氮肥对水稻土亚硝酸还原酶基因nirK、nirS多样性的影响.序列分析结果表明,从水稻土中克隆的系列nirK基因片段与NCBI数据库中未知菌种的nirK基因相似性较高,平均达90.7%;而nirS基因片段与数据库中已知的nirS基因相似度低,平均74.7%.通过Chaol估计值预测,nirK基因在不施肥处理(CK)、施氮肥处理(N)中分别有58±13和494-9个不同的OTUs,而nirS基因在CK处理、N处理中分别有49±10和132±43个不同的OTUs.Chaol预测曲线95%置信区间(95%CIs)显示,氮肥施用显著提高了nirS基因的多样性,而对nirK基因多样性则无显著影响.LIBSHUFF分析比较N、CK处理克隆文库问的差异,结果显示nirK基因处理间群落结构差异P〈0.022,达到显著水平;而nirS基因处理间的群落结构无显著差异.系统发育分析显示,nirK、nirS基因的系统发育树分别可分为3个及g个大簇.施用氮肥导致nirK、nirS克隆有不同程度的聚集,说明氮肥改变了nirK和nirS基因群落结构,其中氮肥对nirK基因群落结构的影响更大.总体来说,氮肥的施用对水稻土nirK基因群落多样性无显著影响,但明显提高nirS基因群落的多样性;而长期施氮肥使含nirK基因的反硝化菌群落结构发生显著变化,对nirS基因群落结构则无显著影响.

英文摘要:

In order to investigate the effects of long-term application of nitrogen fertilizer on soil denitrifying communities, the diversities of nir genes (nirK and nitS) were studied using molecular approaches in the long-term paddy field experiment ( started in 1990) located in Taoyuan. Analysis of clone sequences indicated that the nirK fragments from paddy soil Showed close similarity (90.7%) to the nirK sequences registered in GenBank database, but were not related to any known strain. Whereas, most of the nitS clones showed low similarity (74.7%) to the nirS gene fragments registered in GenBank. The Chaol estimates showed that the diversity of nirK gene communitiy appeared to be higher in CK treatment [ (58 ± 13) OTUs] than in N treatment [ (49 ±9) OTUs], but the difference was not significant. However, application of nitrogen fertilizer resulted in significant difference of nitS-community compared to CK. Nitrogen fertilizer had obvious effect on the community structure of nirK-denitrifiers (p 〈 0. 022) , but the nitS-containing community was not affected. Based on phylogenetic analysis, nirK clones grouped into three clusters with aggregations of some OTUs cloned from N treatment. Although nits clones grouped into four clusters, the majority of the clones were attributed in one cluster. The results suggested that application of nitrogen fertilizer had a greater influence on the diversity of nirS-containing bacterial community than that of the nirK. However, the community structure of nirK-containing denitrifiers was more sensitive to nitrogen fertilization than that of the nirS.

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期刊信息
  • 《环境科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:赵进才
  • 地址:北京市2871信箱(海淀区双清路18号)
  • 邮编:100085
  • 邮箱:hjkx@rcees.ac.cn
  • 电话:010-62941102 62849343
  • 国际标准刊号:ISSN:0250-3301
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1895/X
  • 邮发代号:2-821
  • 获奖情况:
  • 在全国第一届和第二届优秀科技期刊评比中分别荣获...,二次荣获中国科学院优秀期刊评比一等奖,荣获中国期刊方阵双奖期刊荣誉
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国剑桥科学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,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)
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