刘波
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陈倩倩
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阮传清
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王阶平
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张海峰
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刘国红
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陈峥
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潘志针
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刘欣
2019, 39(11):4168-4189.
DOI: 10.5846/stxb201712182267
摘要:
研究养猪微生物发酵床芽胞杆菌空间生态位特性，理解养殖粪污形成的环境生态位与芽胞杆菌种类的相互关系，为阐明微生物发酵床猪粪降解、臭味消除、猪病防控机理和资源化利用等提供科学数据。采用随机采样法获得微生物发酵床的上层垫料（0-20 cm）和下层垫料（40-60 cm）样本共14个。利用营养条件检测和宏基因组测序的方法，分析垫料样本的营养特性（有机质、全氮、腐殖酸、粗纤维）和生长条件（水分、pH），鉴定芽胞杆菌种类和测定相对丰度（reads）；利用聚类分析、相关性分析、空间分布型分析、生态位宽度和重叠，揭示芽胞杆菌空间生态位特性及其因子间相互关系。研究结果表明，从空间生态位样本中共鉴定出芽胞杆菌目8个科中的6个科24个属种类（其中2个属具有芽胞杆菌种名形式，不属于芽胞杆菌），发现微生物发酵床垫料空间生态位中Ammoniibacillus（氨芽胞杆菌属，类芽胞杆菌科）、Desulfuribacillus（脱硫芽胞杆菌属，芽胞杆菌待建立新科）、Tuberibacillus（肿块芽胞杆菌属，芽胞乳杆菌科），国内未见报道，为中国新记录属。在被测生态位中相对含量（reads）最高的前3个属为芽胞杆菌属（Bacillus）（reads=8020）、乳杆菌属（Lactobacillus）（reads=4565）、肿块芽胞杆菌属（Tuberibacillus）（reads=1418）；发酵床上层垫料生态位芽胞杆菌属总量与下层相比无显著差异（P > 0.05），但属种类和数量结构、亚群落分化差异显著，上层生态位前5位高含量芽胞杆菌优势属（数量平均值）分别为Bacillus（532.86）、Lactobacillus（480.43）、Geobacillus（88.86）、Gracilibacillus（70.00）、Paenibacillus（40.86），而下层为Bacillus（612.86）、Tuberibacillus（188.57）、Lactobacillus（171.71）、Paucisalibacillus（60.00）、Ureibacillus（46.71）。分析表明5个生态位最宽的芽胞杆菌分别为：Bacillus（10.5159）、Ornithinibacillus（8.6094）、Paenibacillus（7.8463）、Oceanobacillus（6.9927）、Rummeliibacillus（5.7417），对发酵床环境条件适应范围较宽、对营养条件要求较低的芽胞杆菌，空间生态位宽度较宽，可利用的资源数较多，反之亦然；分析表明芽胞杆菌各属之间空间生态位重叠Pianka测度范围为0.00-0.99，有些属之间生态位重叠很高，如Gracilibacillus和Ammoniibacillus，有些几乎不重叠，如Desulfuribacillus和Aneurinibacillus；芽胞杆菌空间生态位宽度与生态位重叠存在着相互关系，生态位较宽的属，如芽胞杆菌属（Bacillus），与其他属之间的空间生态位重叠集中在0.20-0.80之间，空间生态位较窄的属，如Geobacillus，与其他属之间的空间生态位重叠主要分布在<0.20或>0.80。
