微生物的多樣性精選(九篇)

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第1篇：微生物的多樣性范文

關(guān)于生物多樣性受危的原因，主要有以下五方面：

1、人口的快速增加

人口增加后，必須擴(kuò)大耕地面積，滿足吃飯的需求，這樣就對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)及生存其中的生物物種產(chǎn)生了最直接的威脅。由于人口增長(zhǎng)過(guò)快和對(duì)生物多樣性資源的過(guò)渡開(kāi)發(fā)利用，導(dǎo)致了生物多樣性的嚴(yán)重破壞，加上等政策錯(cuò)誤，使我國(guó)形成了大量的退化生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致一些物種滅亡。

2、生境的破碎化

就是生態(tài)系統(tǒng)在自然或人為干擾下偏離自然狀態(tài)，生態(tài)環(huán)境受到破壞（如森林破壞、草原破壞、土壤破壞、濕地破壞、全球氣候變化等），使生物物種生境破碎化，導(dǎo)致生物失去家園，一些物種泯滅、消失。

3、環(huán)境污染

隨著人類的發(fā)展，環(huán)境污染也加劇，如工業(yè)的廢水、廢氣，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥、化肥等等。它們直接影響生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)層次的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化，一些物種民滅絕。

4、自然原因

一是物種本身的生物學(xué)特性。其一是物種的形成與滅絕是一種自然過(guò)程，化石記錄表明，多數(shù)物種的限定壽命平均為100-1000萬(wàn)年。其二是物種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力或變異性、適應(yīng)性比較差，在環(huán)境發(fā)生較大變化時(shí)難以適應(yīng)，因此而面臨滅絕的危險(xiǎn)。如大熊貓，其瀕危的原因除氣候變化和人類活動(dòng)以外，與其本身食性狹窄、生殖能力低等身體特征有關(guān)。二是環(huán)境突變（天災(zāi)），如地震、水災(zāi)、火災(zāi)、暴風(fēng)雪、干旱等自然災(zāi)害。

5、制度問(wèn)題

雖然我國(guó)在保護(hù)生物多樣性方面取得一定成績(jī)，但由于制度特別是法律制度的不健全，使生物多樣性遭受了不必要的損失。主要表現(xiàn)在：雖然國(guó)家已把環(huán)境保護(hù)的成效納入政績(jī)考核之中，但有些地方政府并未把此真正納入工作計(jì)劃；對(duì)生物多樣性有影響的重要部門（如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等）對(duì)此重視夠，缺少相關(guān)具體實(shí)施細(xì)則、行動(dòng)及專業(yè)人員。自然保護(hù)區(qū)是保護(hù)物種及其生境的有效方法，我國(guó)已建立數(shù)目眾多的保護(hù)區(qū)，但相對(duì)與國(guó)土總面積而言是不夠的，而且部分保護(hù)區(qū)管理混亂、土地權(quán)屬不清等也需要完善。在法律制度方面，雖已實(shí)施《自然保護(hù)區(qū)條例》多年，但畢竟在法律效力上位階較低，調(diào)整面窄，處罰力度不夠，故需要進(jìn)行新的立法以保護(hù)自然保護(hù)區(qū)、物種及其生境。而在外來(lái)生物入侵問(wèn)題上，雖有一些法規(guī)涉及，如《進(jìn)出境動(dòng)物檢疫法》但沒(méi)有專門法規(guī)對(duì)此做相應(yīng)調(diào)整，法律漏洞較大。此外，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展；新的城鎮(zhèn)、水壩、水庫(kù)、礦區(qū)的開(kāi)發(fā)、建設(shè)；旅游活動(dòng)以及國(guó)際合作不充分也會(huì)對(duì)生物多樣性構(gòu)成威脅。

第2篇：微生物的多樣性范文

植物被稱為“地球的綠色斗篷”，它們通過(guò)光合作用和呼吸作用調(diào)節(jié)著地球的體溫，構(gòu)成了整個(gè)地球生物鏈的基礎(chǔ)。然而在地球長(zhǎng)達(dá)46億年漫長(zhǎng)的演化歷史中，高等植物卻直到4.7億年前才開(kāi)始登上陸地。早期陸生維管植物的起源和演化是影響到整個(gè)地球生命的重要事件，其最顯著的效應(yīng)是使古大氣中的二氧化碳濃度從2‰ (按體積計(jì)算)以上降至接近現(xiàn)今的水平，并且為隨后的動(dòng)物登陸（約360百萬(wàn)年前的晚泥盆世出現(xiàn)兩棲類）準(zhǔn)備了食物基礎(chǔ)。早泥盆世（406~387百萬(wàn)年前），地球植被的組成和現(xiàn)今完全不同，在全球范圍內(nèi)，植物都是剛剛登陸不久，處于最初的輻射演化時(shí)期。工蕨植物是那個(gè)時(shí)期的優(yōu)勢(shì)類群，代表了現(xiàn)今石松植物的祖先類群。

中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)主辦的學(xué)術(shù)期刊《地質(zhì)學(xué)報(bào)》（英文版）最近刊出了北京大學(xué)郝守剛教授和薛進(jìn)莊副教授的國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目的研究成果，他們?cè)敿?xì)研究了我國(guó)云南早泥盆世的坡松沖植物群中產(chǎn)出的一種新工蕨植物――弱枝叉蕨（Ramoferis amalia）。植物個(gè)體矮小，通常只有幾十厘米；營(yíng)養(yǎng)軸、無(wú)葉，多次二叉分枝；孢子囊聚集成穗，一些柔弱的細(xì)枝出現(xiàn)在生殖區(qū)域；孢子囊側(cè)生于莖軸上，橢圓形或近圓形，沿邊緣開(kāi)裂以散布孢子。掃描電子顯微鏡技術(shù)揭示這一植物的孢子囊由兩壁層構(gòu)成，外層為垂周分裂的細(xì)胞層（外垂周層），而內(nèi)層為平周分裂的細(xì)胞層（內(nèi)平周層）。迄今世界上已報(bào)道16個(gè)工蕨植物屬，對(duì)這些工蕨植物孢子囊壁層結(jié)構(gòu)的對(duì)比研究表明，外垂周層和內(nèi)平周層的兩層壁結(jié)構(gòu)是工蕨植物在演化過(guò)程中出現(xiàn)的進(jìn)步特征，而孢子囊的開(kāi)裂機(jī)制在不同屬中則不盡相同，體現(xiàn)了工蕨植物生殖策略的多樣性。

現(xiàn)今中國(guó)大陸是由地史時(shí)期的古板塊在古生代和中生代拼合而成的復(fù)合體，植物化石的系統(tǒng)分類、古地理分布研究有助于認(rèn)識(shí)古板塊的歷史。我國(guó)泥盆紀(jì)陸相地層廣泛發(fā)育，在早期陸生維管植物與環(huán)境的研究中，日益顯示出重要的學(xué)術(shù)地位。華南早泥盆世的坡松沖植物群所顯示的迅速演化分異遠(yuǎn)出乎人們之前的想象。工蕨植物以豐富的組成和明顯的多樣性構(gòu)成坡松沖植物群的主要組成類群。同時(shí)，植物群中也包含了許多特異的植物，它們以獨(dú)特的生殖和營(yíng)養(yǎng)器官組合顯示了不同于傳統(tǒng)的、依據(jù)勞倫大陸的化石材料所建立起來(lái)的植物器官和組織結(jié)構(gòu)演化的時(shí)序。我國(guó)華南地區(qū)在4億年前地處熱帶，氣候溫暖濕潤(rùn)，本文的研究成果表明，在植物剛登陸不久，熱帶植物區(qū)中的工蕨植物即具有豐富的多樣性，這些植物是地球陸地表面最早的拓荒者之一。對(duì)比今昔，四億年前以工蕨植物占優(yōu)勢(shì)地位的植被是如何轉(zhuǎn)變至現(xiàn)今以被子植物占優(yōu)勢(shì)的植被，其中的奧秘昭顯著植物進(jìn)化的魅力！

第3篇：微生物的多樣性范文

【關(guān)鍵詞】土壤微生物 環(huán)境脅迫 響應(yīng)機(jī)制

作為生態(tài)安全系統(tǒng)的重要組成部分，土壤生態(tài)系統(tǒng)在微生物作用下充分發(fā)揮自身的生態(tài)功能。尤其在環(huán)境問(wèn)題比較突出的背景下，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性很大程度上由微生物脅迫能力進(jìn)行反映。因此通過(guò)通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受土壤微生物影響分析、環(huán)境脅迫影響以及土壤微生物對(duì)環(huán)境脅迫響應(yīng)的關(guān)系研究響應(yīng)機(jī)制具有十分重要的意義。

一、土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受土壤微生物影響分析

在分析土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受土壤微生物影響過(guò)程中，首先需提及微生物的多樣性特征。根據(jù)以往學(xué)者分析，認(rèn)為系統(tǒng)中的能量在發(fā)生流動(dòng)或物質(zhì)進(jìn)行循環(huán)的過(guò)程中，微生物發(fā)揮著不可替代的作用，能夠?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)功能進(jìn)行維持。但從方法學(xué)角度，微生物影響機(jī)制受其自身多樣性特點(diǎn)影響仍有待于明確。對(duì)此在長(zhǎng)期研究與實(shí)踐中對(duì)其多樣性生命層次進(jìn)行總結(jié)，具體氛圍群落內(nèi)生物多樣性、群落之間的多樣性以及不同區(qū)域所表現(xiàn)的多樣性特點(diǎn)。而研究中的土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性主要指在外界環(huán)境干擾下系統(tǒng)能夠從結(jié)構(gòu)、功能等各方面保持穩(wěn)定性且具有一定的恢復(fù)能力與抵抗能力。以往在土壤真菌多樣性試驗(yàn)過(guò)程中可發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度會(huì)隨多樣性的豐富程度逐漸升高。再如Wittebolle所研究的系統(tǒng)穩(wěn)定性受反硝化細(xì)菌群落的影響，發(fā)現(xiàn)微生物均勻程度以及物種的豐富度也會(huì)產(chǎn)生重要的作用。

二、土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受環(huán)境脅迫的影響分析

（一）環(huán)境脅迫中土壤微生物響應(yīng)分析

對(duì)環(huán)境脅迫的概念可理解為生物體生存過(guò)程中環(huán)境所帶來(lái)的壓力，或生態(tài)系統(tǒng)在環(huán)境影響下的發(fā)展受到一定的約束，通常表現(xiàn)為UV-B輻射、鹽堿脅迫、干旱脅迫以及冷害脅迫等。從土壤生態(tài)系統(tǒng)角度，其環(huán)境脅迫主要來(lái)源于土壤污染，特別在重金屬污染方面，對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)與微生物數(shù)量等造成嚴(yán)重影響，不利于土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)揮。也因如此，許多學(xué)者對(duì)重金屬影響進(jìn)行一系列分析，如針對(duì)氮循環(huán)微生物，可將土壤添加其中并培養(yǎng)一段時(shí)間，其中土壤在汞濃度梯度方面不同。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)硝化潛勢(shì)隨汞濃度的提高而逐漸減弱，證明貢脅迫下這種微生物在功能上能夠自行恢復(fù)。另外，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的反應(yīng)也可通過(guò)微生物對(duì)一次干擾響應(yīng)與二次干擾響應(yīng)表現(xiàn)的不同特征進(jìn)行反映。根據(jù)試驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)一次脅迫與二次脅迫在因子上具有極高的相似程度，能夠形成協(xié)同耐受性。而二者關(guān)系在一定條件下又表現(xiàn)出很大的差異，其原因在于響應(yīng)上的不同。若對(duì)環(huán)境脅迫響應(yīng)的類群消失后，便會(huì)出現(xiàn)新的類群，這些類群所表現(xiàn)的特征很容易對(duì)脅迫產(chǎn)生耐受性。

（二）以定量描述的方式分析

由前文可知，土壤微生物對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性能夠產(chǎn)生很大的影響，這就要求利用定量的方式對(duì)環(huán)境擾動(dòng)與系統(tǒng)穩(wěn)定性間的關(guān)系進(jìn)行描述。其中生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力與抵抗能力計(jì)算中可利用樣品在環(huán)境擾動(dòng)前后所表現(xiàn)的不同進(jìn)行比較，并利用相應(yīng)的計(jì)算公式如土壤間差異、土壤在擾動(dòng)下的變化以及綜合計(jì)算方式等。通過(guò)這種定量描述方式，微生物多樣性與土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性間存在的數(shù)量關(guān)系能夠得到正確的分析與判斷。

三、土壤微生物對(duì)環(huán)境脅迫響應(yīng)機(jī)制分析

（一）從抗性基因與微生物水平轉(zhuǎn)移角度

從前文中重金屬對(duì)土壤微生物的影響可分析，其恢復(fù)能力與抵抗能力的產(chǎn)生主要受四方面因素影響，即：第一，原有敏感性物種逐漸被耐受性物種所取代。第二，重金屬中具有抗性特征的基因會(huì)發(fā)生水平轉(zhuǎn)移。第三，抗性物種很可能受遺傳變異的影響而出現(xiàn)。第四，重金屬生物有效性的逐漸降低。通過(guò)一定的試驗(yàn)研究便可推出土壤微生物群落多樣性與其自身結(jié)構(gòu)很容易受抗性基因與微生物的水平轉(zhuǎn)移而影響，這樣環(huán)境脅迫下的微生物群落在恢復(fù)能力以及抵抗能力等方面將逐漸提高。

（二）從功能冗余角度

功能冗余常發(fā)生在土壤微生物群落中，其具體指為物種的生態(tài)功能在一定條件下可能發(fā)生重疊情況，在一類群消失后，生態(tài)系統(tǒng)功能會(huì)在新類群作用下仍能夠保持正常狀態(tài)。很多情況下，受環(huán)境擾動(dòng)影響，微生物群落結(jié)構(gòu)很可能發(fā)生改變，這時(shí)功能冗余的作用將充分發(fā)揮出來(lái)以確保群落的正常功能得以維持。因此有試驗(yàn)研究表明，盡管環(huán)境脅迫影響下微生物群落可能無(wú)法以較快的速度向其初始狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)，但生態(tài)系統(tǒng)不會(huì)受其變化影響。其原因在于新微生物群落與原有微生物群落存在重疊的功能冗余單元，而且群落整體水平不會(huì)受群落內(nèi)部功能單元的不同受到影響，這樣對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性不會(huì)造成影響。

四、結(jié)論

在分析環(huán)境脅迫下土壤微生物的響應(yīng)機(jī)制過(guò)程中，應(yīng)注意結(jié)合土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受土壤微生物影響、土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受環(huán)境脅迫的影響分析，從而確定土壤微生物對(duì)環(huán)境脅迫響應(yīng)機(jī)制。除文中所分析的響應(yīng)機(jī)制外，也存在其他機(jī)制如生物細(xì)胞在環(huán)境脅迫下發(fā)生的變化等。因此實(shí)際研究過(guò)程中對(duì)響應(yīng)機(jī)制的分析應(yīng)不斷完善，確保其能夠?yàn)橥寥牢廴拘迯?fù)工作提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡麗平.崩崗侵蝕區(qū)先鋒植物類蘆對(duì)環(huán)境脅迫的生理生態(tài)學(xué)響應(yīng)機(jī)制[D].福建農(nóng)林大學(xué)，2012.

第4篇：微生物的多樣性范文

Abstract： Polymerase chain reaction and denaturing gel gradient electrophoresis method （hereafter abbreviated as PCR-DGGE） is getting a larger range of application. China has a slow start in this field but it is still gradually taken seriously and researched and applied by people. This paper analyzes the application and prospect of this in the field of environmental engineering.

關(guān)鍵詞： 環(huán)境工程；DGGE技術(shù)；污水處理

Key words： environmental engineering；DGGE technique；sewage treatment

中圖分類號(hào)：X32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）03-0100-02

0 引言

基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)最為核心的內(nèi)容，屬于DNA的重新組合技術(shù)，也被稱為遺傳工程。該技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域被廣泛研究和應(yīng)用，這其中就涉及到環(huán)境工程。技術(shù)核心原理是一系列的DNA重組、拼接，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)是在研究對(duì)象的細(xì)胞之外進(jìn)行的。其目的是通過(guò)人為干涉來(lái)改變基因的組成。合理的使用該技術(shù)，能產(chǎn)生原有物質(zhì)本身不具備的特性；產(chǎn)生新的物種；合成能力更加強(qiáng)大?；蚬こ碳夹g(shù)已經(jīng)在環(huán)境項(xiàng)目中得到較好的應(yīng)用，取得了相應(yīng)的成果。

1 DGGE實(shí)現(xiàn)的基本原理

DNA指紋技術(shù)就是變性梯度凝膠電泳技術(shù)。屬于眾多的多態(tài)性分析技術(shù)中的一種。研究對(duì)象的DNA使用具有化學(xué)變性劑梯度的聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行電泳，所使用的凝膠能有針對(duì)性的解鏈PCR的擴(kuò)增產(chǎn)物。由于DNA雖然長(zhǎng)度相同，在堿基序列上卻存在很大的差異。在DNA進(jìn)行電泳時(shí)，雙鏈的解鏈所需要的變性劑濃度不同。在相應(yīng)的變性劑濃度下序列不同的DN段發(fā)生變性，產(chǎn)生其空間構(gòu)型上的變化。雙鏈DNA在開(kāi)始的時(shí)候會(huì)以線狀移向正極，當(dāng)變性劑濃度逐漸增加后，G+C含量低含量的序列的部分會(huì)逐漸被打開(kāi)，G+C高含量的部分仍然是雙鏈狀態(tài)。一旦DNA的雙鏈解鏈后，其分子端部的叉狀、中間的環(huán)形會(huì)發(fā)生部分熔化。此時(shí)，點(diǎn)用速度在聚丙烯酰胺凝膠中將會(huì)急速降低甚至停留在相對(duì)應(yīng)的變性計(jì)對(duì)應(yīng)的位置。經(jīng)過(guò)染色之后以分開(kāi)的條帶形式呈現(xiàn)于凝膠之上。以上步驟可實(shí)現(xiàn)同長(zhǎng)但有序列差異的DAN分子有效分開(kāi)，形成變性的梯度主要用尿素和甲酰胺。

2 DGGE技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域中的應(yīng)用

PCR-DGGE技術(shù)能有效的避開(kāi)傳統(tǒng)微生物技術(shù)的局限性。當(dāng)DGGE技術(shù)進(jìn)入環(huán)境工程的微生物生態(tài)領(lǐng)域之后，這種新生技術(shù)很快變?yōu)檠芯课⑸锶郝浣Y(jié)構(gòu)最主要的技術(shù)手段之一。在活性污泥與生物膜等生物處理系統(tǒng)中，微生物具有多樣性。在進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)、微生物鑒定以及種群演替研究的時(shí)候，DGGE技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。

2.1 污水生物處理中的應(yīng)用方法 污水微生物群在CR-DGGE技術(shù)改變下與既有技術(shù)有很大差異，在這個(gè)過(guò)程中研究人員有了新的認(rèn)識(shí)。

污水中的好氧細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和功能在溫度升高時(shí)會(huì)發(fā)生很大變化。運(yùn)用DGGE技術(shù)我們可以分析出，不同溫度環(huán)境會(huì)存在不同的細(xì)菌群落。

在同等的工作環(huán)境下，使用PCR-DGGE技術(shù)，跟蹤分使用低溫菌、常溫菌分別接種的兩套活性污泥系統(tǒng)中的微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)行及時(shí)動(dòng)態(tài)觀察。在相同工藝條件下，對(duì)低溫菌群與常溫菌群進(jìn)行相同的操作，結(jié)果是：產(chǎn)生的微生物群結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的相似性。隨著時(shí)間的推移，這兩類菌群在結(jié)構(gòu)上的相似度越來(lái)越強(qiáng)。

去除污水中的氨和氮主要使用硝化方法。在這種硝化作用過(guò)程中氨氧化細(xì)菌負(fù)責(zé)將氨氧成亞硝酸鹽。這種實(shí)現(xiàn)亞硝化作用過(guò)程是硝化過(guò)程中重要的步驟。所使用的氨氧化細(xì)菌具有生長(zhǎng)速度低、相對(duì)生物種群較少的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的細(xì)菌分離、培養(yǎng)、分析方法，會(huì)消耗工作人員大量的時(shí)間。采用PCR擴(kuò)增16SrDNA、功能基因并且隨機(jī)克隆測(cè)序等相關(guān)技術(shù)手段。在高濃度氨氮廢水處理系統(tǒng)的不同時(shí)間，分析并且處理活性污泥樣品、氨氧化細(xì)菌的種類和氨單加氧酶的活性。御用PCR-DGGE相結(jié)合的技術(shù)，針對(duì)樣品將總細(xì)菌群進(jìn)行差異性研究。實(shí)驗(yàn)證明，PCR-DGGE技術(shù)可以使我們更為深入、全面的了解氨氧化細(xì)菌的類群及其相關(guān)功能。

應(yīng)用PCR-DGGE工藝對(duì)城市污水處理與完全混合的傳統(tǒng)式處理工藝進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比。在同一反應(yīng)器的不同位置，微生物群的分布、不同工況下的微生物種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)的分析、研究。研究表明，這兩種污水處理工藝中的微生物種群都具有很強(qiáng)的多樣性，區(qū)別是：兩者種群的結(jié)構(gòu)差異巨大。

采用生物滴濾反應(yīng)器與生物濾池處理相同的污水，然后采用PCR-DGGE研究不同反應(yīng)器或反應(yīng)器的不同位置中氨氧化細(xì)菌菌群的組成。種群對(duì)反應(yīng)器的形式或者位置的差異沒(méi)有任何依賴性，不會(huì)隨這些因素變化而變化。

2.2 PCR-DGGE技術(shù)在廢氣生物處理中的應(yīng)用 生物濾池與生物濾塔是處理臭味、異味行之有效的好辦法，這種生物過(guò)濾技術(shù)可以對(duì)惡臭與揮發(fā)性油劑廢氣體很好的遏制，從而該技術(shù)能夠很快的推廣。

在除臭生物濾池中較強(qiáng)酸性與中性兩種不同運(yùn)行環(huán)境下，運(yùn)用PCR-DGGE技術(shù)研究，可以發(fā)現(xiàn)：微生物種群的多樣性與生物種群結(jié)構(gòu)上發(fā)生的改變。利用擴(kuò)增細(xì)菌16SrRNA基因的V3可變區(qū)，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)分析濾池內(nèi)的種群變化?；厥沼醒芯恳饬x的DN段，與PCR測(cè)序、T載體克隆測(cè)序有效的結(jié)合。最終確定眾多種群中的優(yōu)勢(shì)菌群。微生物對(duì)強(qiáng)酸性環(huán)境有很大影響；中性條件下的微生物種群更為豐富。此外，濾池的層次上的差異，也導(dǎo)致了種群空間分布的差異性。實(shí)驗(yàn)證明，除臭過(guò)程中硫氧化細(xì)菌占有相對(duì)明顯的優(yōu)勢(shì)。

影響生物濾塔處理效率以及反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素是塔中的微生物種群的結(jié)構(gòu)，以及微生物的多樣性。我們可以采用DGGE技術(shù)，對(duì)處理含氨廢氣的生物濾塔中的微生物進(jìn)行多樣性研究。隨時(shí)間的推移，對(duì)反應(yīng)器不同填料、不同時(shí)期微生物多樣性比對(duì)研究。證明：微生物的多樣性與反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短有直接關(guān)系，隨著時(shí)間的不斷延長(zhǎng)其多樣性會(huì)有所降低；將填料方法進(jìn)行對(duì)比可知：如果是堆肥填料，其微生物多樣性更為豐富，反應(yīng)器也能達(dá)到很好的效果。

2.3 PCR-DGGE技術(shù)在污泥生物處理中的應(yīng)用 污泥的穩(wěn)定化在污泥處理過(guò)程中是一個(gè)相當(dāng)重要的過(guò)程。在此過(guò)程當(dāng)中，微生物的穩(wěn)定對(duì)于整個(gè)污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定起到了至關(guān)重要的作用。專家們采用DGGE指紋圖譜技術(shù)，研究污泥堆肥工藝中的細(xì)菌種群動(dòng)態(tài)變化和種群的多樣性。研究證明：生物法污泥堆肥時(shí)間不大于8d。采用DGGE指紋圖譜與相似性系數(shù)Cs值對(duì)污泥堆肥各工藝環(huán)節(jié)樣品進(jìn)行相關(guān)分析，可以發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)時(shí)間的持續(xù)，導(dǎo)致了微生態(tài)結(jié)構(gòu)的Cs值逐漸增高。這說(shuō)明：微生物種群結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。污泥微生態(tài)種群可以迅速進(jìn)行選擇，進(jìn)而調(diào)整內(nèi)部細(xì)菌種群數(shù)量和結(jié)構(gòu)。

采用PCR-DGGE技術(shù)，可以科學(xué)、直觀的研究出環(huán)境中細(xì)菌群落及多樣性。我們需要避開(kāi)DGGE技術(shù)的先天缺陷，這就需要我們的科研工作人員，在該領(lǐng)域繼續(xù)加大研究力度，為環(huán)境工程做出更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：微生物的多樣性范文

關(guān)鍵詞：濱海鹽堿地；起壟溝播；堆肥；綠肥；改良；微生物區(qū)系

中圖分類號(hào)：S154.37+S156.4+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2016）06-0062-04

土壤微生物是構(gòu)成土壤微生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。分析土壤微生物區(qū)系的目的在于了解不同地區(qū)的土壤微生物生態(tài)系的特點(diǎn)及土壤內(nèi)部生態(tài)環(huán)境的變化對(duì)土壤微生物的生長(zhǎng)活動(dòng)規(guī)律的影響，為采取合理的農(nóng)業(yè)措施提供土壤微生物學(xué)方面的理論依據(jù)[1]。國(guó)外對(duì)鹽堿地土壤微生物的研究主要集中在耐鹽堿微生物的分離純化及極端鹽堿微生物的生態(tài)特征等方面，國(guó)內(nèi)研究主要包括鹽脅迫、不同改良措施及植被對(duì)鹽堿地土壤微生物的影響等[2]。在鹽堿地改良措施中，客土法在短期內(nèi)能改善土壤微生物各項(xiàng)指標(biāo)，其次是排水法、生物法，排水法對(duì)土壤微生物不利，生物法改善土壤微生物生態(tài)狀況的速度相對(duì)較慢，但因其克服了客土法、排水法的缺點(diǎn)，因而有更好的應(yīng)用前景[3]。受鹽分和pH值的脅迫，鹽堿地微生物區(qū)系和肥沃的糧田菜田土壤微生物區(qū)系有很大不同，其微生物總量一般在10-5～10-7cfu.g-1，比正常土壤的數(shù)量級(jí)低很多[4，5]，而且研究表明，高鹽度會(huì)降低微生物數(shù)量，尤其是放線菌數(shù)量。因此，土壤微生物對(duì)鹽脅迫極為敏感，可以作為土壤鹽脅迫過(guò)程中的重要指標(biāo)[6]。鹽堿地起壟提高壟溝的表層土壤含水量，降低壟溝的土壤電導(dǎo)率，壟臺(tái)土壤EC升高，土壤表面出現(xiàn)積鹽現(xiàn)象，壟溝、壟臺(tái)的土壤物理狀況得到改善，增加了地表植被生物量和植被蓋度[7]?；诖?，本試驗(yàn)在起壟溝播小麥、玉米兩個(gè)輪作季的基礎(chǔ)上，研究了微生物數(shù)量區(qū)系與土壤其他理化性狀的相關(guān)性，為起壟改良鹽堿地提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

實(shí)驗(yàn)基地位于東營(yíng)渤海農(nóng)場(chǎng)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°07′～119°10′，北緯36°55′～38°12′；地處暖溫帶，四季溫差明顯，年平均氣溫11.7～12.6℃，年平均降水量530～630 mm，地下水埋深2～3 m，地下水礦化度10～40 g/L，受高礦化度地下水的影響，土壤極易返鹽退化[8，9]。試驗(yàn)前土壤pH值8.4，全鹽3.8 g/kg，有機(jī)質(zhì)11.38 g/kg，全氮0.43 g/kg，全磷0.562 g/kg，全鉀17.9 g/kg，速效氮19 mg/kg，速效磷8.3 mg/kg，速效鉀112 mg/kg。土壤質(zhì)地砂質(zhì)中壤，前茬種植棉花。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與布局

試驗(yàn)設(shè)計(jì)：①CK（平作）；②QL（起壟）；③DF（起壟+堆肥）；④LF（起壟+綠肥）；⑤DL（起壟+堆肥+綠肥）。

起壟工程標(biāo)準(zhǔn)：壟溝寬60 cm，壟背為梯形，底寬40 cm，頂寬10 cm，高20 cm。

小區(qū)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)30 m2，東西寬5 m（5壟），南北長(zhǎng)6 m。重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)單元設(shè)置1.5 m的保護(hù)行路。

在試驗(yàn)布設(shè)前，進(jìn)行一次深翻、平整土地。堆肥選擇牛糞充分露天發(fā)酵，綠肥選擇鼠茅草、三葉草。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

分離計(jì)數(shù)培養(yǎng)基：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、馬丁氏孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基和高氏一號(hào)培養(yǎng)基，分別用于細(xì)菌、真菌和放線菌的分離與計(jì)數(shù)。

方法：稱取10 g鮮土樣置于已滅菌的裝有玻璃珠的三角瓶中，加入90 mL無(wú)菌水，振蕩 30 min使土樣分散成為均勻的土壤懸液，進(jìn)行梯度稀釋，取合適的稀釋度涂平板，一般稀釋度好氧異養(yǎng)細(xì)菌采用 10-5～10-3，放線菌采用10-4～10-2，真菌采用10-3～10-1。將涂布均勻的平板倒置于30℃培養(yǎng)一定時(shí)間（細(xì)菌1～5 d，放線菌5～14 d，真菌3～6 d），進(jìn)行 CFU（Colony Forming Unit）計(jì)數(shù)。

計(jì)算結(jié)果以每克烘干土中的微生物數(shù)量表示，計(jì)算公式為：每克干土中菌數(shù)=菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)/干土質(zhì)量。

2結(jié)果與分析

2.1不同改良措施對(duì)鹽堿地土壤微生物區(qū)系的影響

從整體來(lái)看（圖1），細(xì)菌在6月數(shù)量達(dá)到最多；隨著季節(jié)的變化，8、10月數(shù)量明顯下降；等到來(lái)年春季4、5月數(shù)量慢慢回升。

與對(duì)照（平作）相比，起壟能夠顯著增加土壤細(xì)菌數(shù)量，增幅在4、5、6、8、10月分別為50.81%、35.62%、31.30%、64.29%、45.27%，起壟+堆肥處理同期增幅分別為104.76%、63.21%、38.39%、116.64%、84.89%，起壟+綠肥處理同期增幅分別為63.48%、48.28%、31.30%、73.79%、54.67%，起壟+堆肥+綠肥分別為128.57%、77.00%、72.73%、135.71%、99.94%?？梢?jiàn)，不同改良措施對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響：起壟+堆肥+綠肥>起壟+堆肥>起壟+綠肥>起壟>平作。

2.2不同處理微生物區(qū)系差異

由表1可知，各處理對(duì)細(xì)菌、放線菌和總菌數(shù)的影響效果基本相似，對(duì)真菌的影響有所不同。各處理細(xì)菌、放線菌數(shù)量和總菌數(shù)為起壟+堆肥+綠肥>起壟+堆肥>起壟+綠肥>起壟>平作，4個(gè)起壟處理之間均差異不顯著，但均顯著高于對(duì)照（平作），各處理真菌數(shù)量亦為起壟+堆肥+綠肥>起壟+堆肥>起壟+綠肥>起壟>平作，其中起壟+堆肥+綠肥、起壟+堆肥與對(duì)照差異顯著。

2.3土壤微生物區(qū)系與微生物多樣性、土壤理化性質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系

由表2可知，土壤細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量及總菌數(shù)與土壤鹽分含量之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與有機(jī)質(zhì)、水分之間呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，與pH值無(wú)顯著關(guān)系[15]。這表明鹽堿地鹽分、有機(jī)質(zhì)、水分是土壤微生物區(qū)系最直接的影響因子，而且其中有機(jī)質(zhì)影響作用比較顯著。

3討論與結(jié)論

鹽堿地微生物數(shù)量一般要少于普通農(nóng)用土壤，一般認(rèn)為是鹽度導(dǎo)致的微生物生存適宜環(huán)境改變的結(jié)果[16]。土壤微生物群落是一個(gè)組成復(fù)雜的群體，不同微生物種類所要求的營(yíng)養(yǎng)元素不盡相同[17，18]。施用有機(jī)肥能夠顯著增加土壤細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量，說(shuō)明施用有機(jī)肥為土壤微生物提供了較多的能源與養(yǎng)分，特別是有機(jī)碳源為微生物生命活動(dòng)提供所需能量，且有機(jī)肥本身也含有大量活的微生物，促進(jìn)了土壤微生物大量繁殖，使土壤微生物的新陳代謝加快，施有機(jī)肥更有利于提高土壤微生物活性以及維持土壤營(yíng)養(yǎng)元素的良好循環(huán)，這與陳梅生等研究的長(zhǎng)期施有機(jī)肥與缺素施肥對(duì)潮土微生物活性的影響結(jié)果一致[19]；孫文彥等[20]研究綠肥與苗木間種改良苗圃鹽堿地，認(rèn)為種植翻壓耐鹽綠肥作物（毛葉苕子和二月蘭）可提高鹽漬土細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量，改善鹽堿地土壤質(zhì)量狀況。

本研究結(jié)果表明：起壟和堆肥、綠肥相結(jié)合的各種處理對(duì)提高鹽堿地細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量有良好的影響效果，5種處理對(duì)細(xì)菌、真菌、放線菌影響效果基本相似，均表現(xiàn)為：起壟+堆肥+綠肥>起壟+堆肥>起壟+綠肥>起壟>平作。從各種菌類增幅看，5種處理對(duì)細(xì)菌的增幅最大，其次是放線菌，對(duì)真菌的增幅相對(duì)來(lái)說(shuō)較少。說(shuō)明起壟溝播種植和地力提升技術(shù)（堆肥、綠肥）相結(jié)合具有良好的鹽堿地土壤改良作用，可以減緩由于鹽堿導(dǎo)致的土壤肥力損失，增加土壤微生物多樣性。

同時(shí)各種土壤理化性質(zhì)與微生物區(qū)系也存在相關(guān)關(guān)系。鹽堿地土壤鹽分含量及水含量限制了土壤微生物活動(dòng)[10]，尤其對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)活動(dòng)有重要影響[11]。有研究表明，土壤含水率的變化對(duì)土壤細(xì)菌多樣性影響不顯著，而對(duì)真菌多樣性影響差異顯著。此外，土壤含水率與鹽分的交互作用對(duì)細(xì)菌多樣性不顯著，對(duì)真菌多樣性的影響顯著。而有機(jī)質(zhì)也是微生物最主要的影響因子，已有研究結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量是影響土壤微生物量的一個(gè)重要因素[12，13]。土壤有機(jī)碳對(duì)土壤微生物量起關(guān)鍵作用，有機(jī)碳控制著土壤中能量和營(yíng)養(yǎng)物的循環(huán)，是微生物群落穩(wěn)定的能量和營(yíng)養(yǎng)物的來(lái)源，有機(jī)碳越高，土壤微生物量就越大[14]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，微生物量與土壤鹽分含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與郭永忠等研究不同改良措施對(duì)銀川平原鹽堿地土壤微生物區(qū)系的影響結(jié)果一致[21]，與有機(jī)質(zhì)、水分之間呈極顯著或顯著相關(guān)關(guān)系，與pH值沒(méi)有顯著關(guān)系。

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第6篇：微生物的多樣性范文

關(guān)鍵詞：變性梯度凝膠電泳；微生物實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G462 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）39-0247-02

微生物學(xué)是高等院校生物類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實(shí)驗(yàn)性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是微生物學(xué)的重要組成部分，是現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ)，對(duì)于學(xué)生加深理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)創(chuàng)新與實(shí)踐能力具有非常重要的作用[1]。傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一般以驗(yàn)證性和演示性為主，注重培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，但對(duì)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有待提高。隨著國(guó)家對(duì)創(chuàng)新人才的需求，適當(dāng)增加綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比重是微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的發(fā)展方向，對(duì)于提高學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力有著積極的作用[1-3]。

本校非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作，鼓勵(lì)學(xué)生在掌握基本實(shí)驗(yàn)技能后，積極參加設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)，包括院校兩級(jí)的大學(xué)生科研立項(xiàng)或教師的研究課題，并給予相應(yīng)的創(chuàng)新學(xué)分。通過(guò)該項(xiàng)措施進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并有效提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。目前微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)，隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展，微生物研究技術(shù)突破了以往主要依賴純培養(yǎng)物的局限性，特別是在生態(tài)環(huán)境樣品中的微生物群落結(jié)構(gòu)分析中，基于PCR擴(kuò)增的分子生物學(xué)方法逐漸取代了傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法，大大拓展了微生物研究的范圍[4]。因此，我們?cè)诤罄m(xù)的研究性實(shí)驗(yàn)中引入了變性梯度凝膠電泳在微生物群落結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用等創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)從基礎(chǔ)性向綜合性和研究性推進(jìn)。

一、變性梯度凝膠電泳（DGGE）技術(shù)概述

由于自然環(huán)境中微生物生存條件的復(fù)雜性，大多數(shù)微生物以未可培養(yǎng)的形式存在。DGGE是一種不依賴微生物培養(yǎng)技術(shù)的研究方法，能快速、準(zhǔn)確鑒定環(huán)境中微生物種群，在揭示復(fù)雜微生物群落演替規(guī)律和功能基因多樣性方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性，已被廣泛應(yīng)用于微生物分子生態(tài)學(xué)研究各領(lǐng)域[5]。DGGE技術(shù)的基本原理是在聚丙烯酰胺凝膠的基礎(chǔ)上，加入呈梯度分布的變性劑（甲酰胺及尿素），雙鏈DNA分子部分解鏈導(dǎo)致電泳遷移率降低，而序列不同的DNA分子解鏈行為不同，在凝膠中的移動(dòng)速度也就不同，從而使得長(zhǎng)度相同而序列不同的DN段分離。因此，通過(guò)測(cè)序分析凝膠上不同的譜帶，可以檢測(cè)微生物種群的遺傳多樣性和動(dòng)態(tài)變化[6]。DGGE技術(shù)的工作流程主要包括以下幾個(gè)步驟：（1）環(huán)境樣品的采集；（2）樣品中微生物基因組DNA的提?。唬?）DN段的PCR擴(kuò)增；（4）PCR產(chǎn)物的DGGE分析；（5）DNA條帶的序列分析。

二、變性梯度凝膠電泳技術(shù)在微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

變性梯度凝膠電泳技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，涉及的知識(shí)面較廣，要求學(xué)生既要有全面扎實(shí)的理論知識(shí)，又要求較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力。我校的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)安排在大學(xué)二年級(jí)的上學(xué)期，通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和操作技術(shù)。此外通過(guò)后續(xù)的生化分析技術(shù)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程，學(xué)生掌握了聚丙烯酰胺凝膠電泳、基因組提取和PCR擴(kuò)增等實(shí)驗(yàn)技術(shù)。因此該項(xiàng)研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要面向大學(xué)二年級(jí)和三年級(jí)的學(xué)生，我們?yōu)閷W(xué)生提供開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，學(xué)生自己組成實(shí)驗(yàn)小組，可根據(jù)自己的實(shí)際情況安排時(shí)間。整個(gè)實(shí)驗(yàn)由學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組開(kāi)展并完成，同時(shí)在實(shí)施過(guò)程中配備指導(dǎo)教師進(jìn)行隨時(shí)指導(dǎo)。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的科研課題，我們近幾年開(kāi)設(shè)了多項(xiàng)DGGE技術(shù)在微生物研究中應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)，包括《氯嘧磺隆對(duì)土壤微生物類群的影響》、《SBR反應(yīng)器中聚磷菌群的結(jié)構(gòu)分析》、《不同森林土壤中產(chǎn)漆酶細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究》和《厭氧污泥對(duì)偶氮廢水的脫色及污泥菌群結(jié)構(gòu)分析》等研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。環(huán)境樣品中DNA的提取是影響微生物多樣性的DGGE檢測(cè)結(jié)果的重要因素[7]，學(xué)生通過(guò)比較不同提取方法對(duì)DNA產(chǎn)量和純度的影響，確定了針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)樣品（土壤或污泥）的最佳提取方法，在這一過(guò)程中加深了對(duì)DNA提取原理和方法的認(rèn)識(shí)。通過(guò)DGGE圖譜的分析，學(xué)生可以直觀地了解到污染脅迫等環(huán)境條件下微生物群落結(jié)構(gòu)的改變及優(yōu)勢(shì)菌群形成的動(dòng)態(tài)過(guò)程，更加深刻地理解富集培養(yǎng)技術(shù)在分離特定功能微生物上的應(yīng)用。學(xué)生通過(guò)后續(xù)的序列比對(duì)分析，可以學(xué)習(xí)到相關(guān)環(huán)境中常見(jiàn)的微生物優(yōu)勢(shì)菌屬，特別是一些非培養(yǎng)微生物序列的出現(xiàn)豐富了學(xué)生對(duì)微生物多樣性的認(rèn)識(shí)。通常面向本科生開(kāi)設(shè)的微生物實(shí)驗(yàn)主要以好氧微生物為對(duì)象，因此學(xué)生接受的微生物學(xué)知識(shí)側(cè)重于好氧微生物，對(duì)厭氧微生物的接觸和認(rèn)識(shí)較少。我們通過(guò)引入?yún)捬醐h(huán)境中微生物結(jié)構(gòu)分析等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸厭氧箱的使用，掌握厭氧微生物的培養(yǎng)方法等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)一步豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

三、小結(jié)

分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，展示了一個(gè)更為豐富的微生物世界。與目前基于高通量測(cè)序的微生物多樣性分析方法相比，DGGE技術(shù)具有快捷、方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于微生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過(guò)這些研究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，使學(xué)生完成無(wú)法在正常教學(xué)時(shí)間進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，拓展了與其他學(xué)科實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，不僅提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，而且增強(qiáng)了綜合思考及分析解決問(wèn)題的能力，為獨(dú)立完成畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)及今后從事科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8]。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：微生物的多樣性范文

選擇題

1.(2015·學(xué)軍月考)科學(xué)家在南極洲近海大陸架下850 m處的泥床盆地發(fā)現(xiàn)超過(guò)100萬(wàn)只巨型帝王蟹。在帝王蟹所在水域的上方，生活著大量的植物和動(dòng)物，其中棘皮動(dòng)物包括海蛇尾、海百合和海參。這些棘皮動(dòng)物都沒(méi)有生活在海蟹所在水域。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.南極水域所在的動(dòng)物、植物和微生物共同構(gòu)成了生物多樣性

B.生物多樣性的形成是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果

C.帝王蟹的入侵可能會(huì)導(dǎo)致某些物種滅絕，使生物多樣性減少

D.要保護(hù)當(dāng)?shù)厣锒鄻有圆槐坏弁跣菲茐?，可以采用合理的有?jì)劃的捕撈措施

2.微山湖是山東境內(nèi)的一個(gè)面積較大的湖泊，二十年前這里是碧波萬(wàn)頃、魚兒滿湖、野鴨成群，還有“接天蓮葉無(wú)窮碧，映日荷花別樣紅”的美麗景象。二十年來(lái)，湖區(qū)四周縣市的工業(yè)快速發(fā)展，城市居民急增，因而大量的工業(yè)廢水、生活廢水、垃圾涌入該湖。湖水變得不僅很渾濁，而且腥臭難聞。據(jù)有關(guān)專家說(shuō)，近幾年來(lái)，微山湖中已消失了一些物種，例如，四鼻孔鯉魚、野鴨、水螅等。上述的現(xiàn)象說(shuō)明的道理主要是()

A.環(huán)境污染是破壞生物的多樣性的重要原因

B.掠奪式的開(kāi)發(fā)是破壞生物多樣性的主要原因

C.外來(lái)物種入侵破壞了生物的多樣性

D.環(huán)境教育缺乏是破壞生物多樣性的根本原因

3.(2014·江蘇高考)下列關(guān)于生物多樣性的敘述，錯(cuò)誤的是()

A.生態(tài)系統(tǒng)中捕食者的存在可以促進(jìn)物種多樣性的提高

B.把沼澤地改造成人造林是增加生物多樣性的重要手段

C.花費(fèi)大量人力物力保護(hù)無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物種是為人類生存發(fā)展保留空間

D.農(nóng)田是具有高度目的性的人工生態(tài)系統(tǒng)，清除雜草與保護(hù)生物多樣性的原則不矛盾

4.我國(guó)科學(xué)家已成功培育出全球首例、遺傳性穩(wěn)定、能自然繁殖的四倍體魚類。雖然四倍體魚生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好、抗病性強(qiáng)，但研究人員并不是直接把它投入生產(chǎn)，而是將它與二倍體魚雜交，將它們的后入生產(chǎn)。你認(rèn)為這樣做的主要意義是()

A.充分利用雜種優(yōu)勢(shì)

B.保護(hù)環(huán)境中物種的多樣性、維護(hù)生態(tài)平衡

C.保護(hù)自身知識(shí)產(chǎn)權(quán)

D.避免出現(xiàn)新基因

5.自然界中，有些新植物或動(dòng)物物種的出現(xiàn)會(huì)打破原來(lái)固有的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，有時(shí)甚至給當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來(lái)壓力和災(zāi)難，造成生態(tài)系統(tǒng)退化。臭名昭著的入侵物種有能和鱷魚搏斗的緬甸蟒蛇、瘋狂繁殖的亞洲鯉魚、數(shù)量驚人的八哥等。下列關(guān)于生物入侵的敘述不正確的是()

A.生物入侵會(huì)使原生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性受到嚴(yán)重威脅

B.生物入侵會(huì)使生態(tài)系統(tǒng)的成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，抵抗力穩(wěn)定性增強(qiáng)

C.生物入侵會(huì)打破生態(tài)系統(tǒng)中生物間的制約關(guān)系，破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)

D.適當(dāng)引入外來(lái)物種，可增加物種多樣性，使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡更加穩(wěn)定

6.下圖甲為某清潔水體在遭受一次性有機(jī)物輕度污染后污染物含量的變化。水體中好氧性微生物數(shù)量變化的曲線最可能接近于圖乙中的曲線是()

A.Ⅰ B.Ⅱ

C.Ⅲ D.Ⅳ

7.調(diào)查某湖泊的水質(zhì)污染狀況，在注入湖泊的四個(gè)主要水源的入口處采集水樣，鏡檢水中動(dòng)物、植物的種類和數(shù)量，結(jié)果如下：1號(hào)水源水樣中有單一種類的纖毛蟲，如草履蟲，且數(shù)量極多;2號(hào)水源水樣中單細(xì)胞藻類種類較多，且數(shù)量也極大;3號(hào)水源水樣中未見(jiàn)任何動(dòng)物、植物，且發(fā)出刺鼻的氣味;4號(hào)水源水樣中浮游動(dòng)物、植物均有發(fā)現(xiàn)，但數(shù)量不多。根據(jù)以上結(jié)果分析，該湖泊的污染中，污染的嚴(yán)重性由重到輕的排列順序是()

A.3、1、2、4 B.3、1、4、2

C.4、2、1、3 D.2、4、3、1

8.下面為人與環(huán)境關(guān)系的三種模式圖，下列對(duì)“環(huán)境容量”的理解錯(cuò)誤的是()

A.環(huán)境容量是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人口的承載能力

B.隨著生產(chǎn)的發(fā)展，環(huán)境容量在不斷加大

C.人口的過(guò)度增長(zhǎng)會(huì)造成資源枯竭，環(huán)境容量降低

D.生物圈的穩(wěn)態(tài)是人類生存的前提和人類改造自然的基礎(chǔ)

9.(2014·臺(tái)州一模)為應(yīng)對(duì)“垃圾圍城”危機(jī)，很多省市對(duì)生活垃圾進(jìn)行分類管理。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.垃圾分類處理，實(shí)現(xiàn)了垃圾資源化和能量循環(huán)利用

B.微生物能分解垃圾說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力

C.垃圾分類處理減輕了環(huán)境污染，提高了城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

D.此舉有利于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展

10.天鵝洲自然保護(hù)區(qū)是為了實(shí)現(xiàn)麋鹿回歸自然而建立起來(lái)的，保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動(dòng)植物資源豐富，但沒(méi)有大型食肉動(dòng)物。1993年以來(lái)，分三批從北京引進(jìn)的94頭麋鹿，自由生活在保護(hù)區(qū)內(nèi)，完全以野生植物為食物，種群數(shù)量明顯增加，2003年約為450頭，目前已經(jīng)超過(guò)800頭，并形成了3個(gè)亞種群。但近年來(lái)，隨著人類在保護(hù)區(qū)內(nèi)的某些活動(dòng)增加，麋鹿開(kāi)始出現(xiàn)種群密度受制約的跡象。以下分析正確的是()

A.保護(hù)麋鹿的意義在于保護(hù)遺傳多樣性和物種的多樣性

B.建立自然保護(hù)區(qū)后，麋鹿的環(huán)境容納量就可以一直穩(wěn)定不變

C.麋鹿在保護(hù)區(qū)內(nèi)生活，沒(méi)有捕食者，食物充足，因此沒(méi)有環(huán)境阻力

D.由于出現(xiàn)生殖隔離，原來(lái)的一個(gè)麋鹿種群形成了3個(gè)種群

11.珍稀物種保護(hù)面臨的問(wèn)題是棲息地的破碎。人類已經(jīng)把大部分陸地用于農(nóng)業(yè)種植，而很多野生動(dòng)物是無(wú)法在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中生存的。其余的陸地很多都在經(jīng)歷破碎過(guò)程或已經(jīng)破碎成許多很小的板塊。下圖所示是棲息地破碎對(duì)種群動(dòng)態(tài)的影響。

下列關(guān)于棲息地破碎對(duì)種群影響的敘述錯(cuò)誤的是()

A.對(duì)于白臉猴來(lái)說(shuō)，棲息地越大，種內(nèi)斗爭(zhēng)越少，個(gè)體生存機(jī)會(huì)越大

B.白臉猴種群越大，種群維持時(shí)間越長(zhǎng)，是出生率高的緣故

C.白臉猴種群越小，種群維持時(shí)間越短，是因?yàn)闅夂蚝图膊〉热菀讓?dǎo)致種群內(nèi)生物忽然滅絕

D.棲息地的破碎也會(huì)導(dǎo)致基因交流的機(jī)會(huì)減少

12.奶牛場(chǎng)每天排放大量的糞便、飼料殘?jiān)绮惶幚頃?huì)嚴(yán)重影響周邊人、畜的飲水安全等。下面是某奶牛場(chǎng)廢水處理流程圖，請(qǐng)據(jù)圖分析下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.廢水流入?yún)捬醭厍?，需?jīng)稀釋處理，是為了防止微生物失水過(guò)多死亡

B.控制廢水流入氧化塘的速率，除有利于氧化塘中有機(jī)物被充分分解外，還有利于無(wú)機(jī)鹽被充分吸收，使出水口處的水質(zhì)達(dá)到排放要求

C.輸入此氧化塘的能量有太陽(yáng)能和化學(xué)能，氧化塘前部的溶解氧含量比后部的多

D.氧化塘后部種植蓮等挺水植物，有利于減少出水口處水中的浮游藻類，原因是挺水植物起遮光作用，影響浮游藻類進(jìn)行光合作用

二、非選擇題

13.下面為組成生物多樣性的3個(gè)層次示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

(1)生物圈內(nèi)所有的______________________，以及它們所擁有的全部________以及各種各樣的________，共同構(gòu)成了生物多樣性。

(2)保護(hù)生物的多樣性是在[]________、[]________、[]________3個(gè)層次上采取保護(hù)戰(zhàn)略和保護(hù)措施。

(3)在“蒲公英麻雀蛇”這條食物鏈中：

①蒲公英可以作為工業(yè)原料，蛇可以作為制藥原料。以上可說(shuō)明生物多樣性具有________價(jià)值。

②在上述食物鏈中，麻雀數(shù)目的增多 ，導(dǎo)致蛇的數(shù)目也增多，但蛇增多后，麻雀數(shù)目受到抑制。這種內(nèi)在的調(diào)節(jié)作用屬于________，同時(shí)也說(shuō)明生物多樣性具有________價(jià)值。

14.在草原設(shè)置固定樣地，研究不同程度下放牧和割草兩種利用方式的地上生物量和生物多樣性之間的關(guān)系，結(jié)果如下圖。

(1)研究小組首先選取一定大小的樣方，識(shí)別并統(tǒng)計(jì)________________________。

(2)在放牧草地中，有利于________植物的生長(zhǎng);在割草草地中，有利于________植物的生長(zhǎng)。隨著割草強(qiáng)度的增加，草地的________整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但圖中________呈增加趨勢(shì)。

(3)低等、中等強(qiáng)度的放牧草地和割草草地比較說(shuō)明，牲畜喜食________植物，導(dǎo)致各種植物間的________關(guān)系發(fā)生改變。

(4)放牧和割草不僅影響地上植物的生長(zhǎng)情況，也會(huì)影響土壤小動(dòng)物和微生物的數(shù)量及分布，從而改變草原群落的________結(jié)構(gòu)。

(5)放牧量和割草量的增加會(huì)導(dǎo)致土壤鹽堿化加重，研究小組通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鋪枯草層能有效地治理鹽堿地，其主要原因是：________________________，無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷歸還土壤，有利于植物的生長(zhǎng)。

1.選A　南極水域所有的動(dòng)物、植物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了生物多樣性;生物多樣性的形成是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果;帝王蟹的入侵可能會(huì)導(dǎo)致棘皮動(dòng)物包括海蛇尾、海百合和海參等不能生存，使生物多樣性減少;要保護(hù)當(dāng)?shù)厣锒鄻有圆槐坏弁跣菲茐?，就要減少帝王蟹的數(shù)量，可以采用合理捕撈措施。

2.選A　抓住題干信息中湖泊的前后變化及經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化，比較二者，不難發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染的同時(shí)，生物種類減少，生物的減少，導(dǎo)致污染物凈化的減慢，二者形成惡性循環(huán)，最終造成生物多樣性的破壞。

3.選B　捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，為其他物種創(chuàng)造出更多空間，以促進(jìn)物種多樣性的提高;把沼澤地改造成人造林，會(huì)使生物種類減少，生物多樣性降低;無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物種可能具有間接價(jià)值或潛在價(jià)值，保護(hù)生物多樣性，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展;保護(hù)生物多樣性是對(duì)生物資源的合理利用和保護(hù)，清除農(nóng)田中的雜草是為了使能量盡可能多地流向?qū)θ祟愑幸娴霓r(nóng)作物。

4.選B　四倍體魚生長(zhǎng)快、抗病性強(qiáng)，直接投入生產(chǎn)可能會(huì)導(dǎo)致其他物種的滅絕，不利于生態(tài)平衡的維持，而四倍體魚與二倍體魚雜交，所得的后代為三倍體，高度不育，這樣可以保護(hù)物種的多樣性、維護(hù)生態(tài)平衡。

5.選B　根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，引入外來(lái)物種適當(dāng)，可建立新的食物鏈，增加物種多樣性，使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡更加穩(wěn)定，達(dá)到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益并重。但如果發(fā)生外來(lái)物種入侵或引種不當(dāng)，則首先會(huì)減少當(dāng)?shù)氐奈锓N，從而破壞當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有?其次是破壞生態(tài)系統(tǒng)的功能。

6.選D　污染開(kāi)始時(shí)，水體中有機(jī)物的含量較高，好氧性微生物大量增加，達(dá)到一定限度后，隨有機(jī)物含量的減少，水中好氧微生物數(shù)量又逐漸減少。

7.選A　由題意可知，3號(hào)水源水樣受污染程度最重，因?yàn)樗畼又形匆?jiàn)任何動(dòng)物、植物，且發(fā)出刺鼻的氣味;1號(hào)水源水樣受污染的程度較重，因?yàn)椴萋南x數(shù)量多，說(shuō)明水體中細(xì)菌數(shù)量大大增加;2號(hào)水源水樣受污染的程度較小，因?yàn)樗畼又袉渭?xì)胞藻類種類較多，且數(shù)量也極大，說(shuō)明水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重;4號(hào)水源水樣受污染程度最小。

8.選B　從題圖所示看出，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人口的過(guò)度增長(zhǎng)會(huì)造成對(duì)資源的過(guò)度利用，導(dǎo)致新的環(huán)境容量比原來(lái)的環(huán)境容量小。

9.選A　垃圾分類處理，實(shí)現(xiàn)了垃圾資源化，提高了能量利用率，但不能使能量循環(huán)利用;微生物能分解垃圾，降低垃圾對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害，提高了城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，說(shuō)明了生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力;垃圾分類處理可以將廢物資源化，有利于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。

10.選A　由于環(huán)境的變化，建立自然保護(hù)區(qū)后，麋鹿的環(huán)境容納量并非一直穩(wěn)定不變;“隨著人類在保護(hù)區(qū)內(nèi)的某些活動(dòng)增加，麋鹿開(kāi)始出現(xiàn)種群密度受制約的跡象”，這個(gè)信息告訴我們，麋鹿在保護(hù)區(qū)內(nèi)生活，同樣存在環(huán)境阻力;3個(gè)亞種群間麋鹿并沒(méi)有發(fā)生生殖隔離，沒(méi)有形成新物種。

11.選B　若棲息地范圍較廣，則種內(nèi)斗爭(zhēng)不激烈，個(gè)體生存機(jī)會(huì)增大，出生率升高，同時(shí)死亡率降低，種群數(shù)量增多，種群維持時(shí)間變長(zhǎng);種群小，變異類型少，遇到不良環(huán)境容易被淘汰;棲息地的破碎在一定程度上形成地理障礙，阻礙了基因交流。

12.選C　廢水流入?yún)捬醭厍跋冉?jīng)稀釋處理，是為了防止微生物在高濃度廢水中失水過(guò)多死亡。適當(dāng)減緩廢水的流速，延長(zhǎng)廢水與微生物、水生植物的接觸時(shí)間，有利于廢水中有機(jī)物的充分分解和分解后產(chǎn)生的無(wú)機(jī)物的吸收，降低污染物含量。輸入此氧化塘的能量有塘中生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能和流入的廢水中有機(jī)物含有的化學(xué)能;氧化塘前部的有機(jī)物含量較高，需氧微生物大量消耗氧氣分解有機(jī)物，故溶解氧含量比后部的低。挺水植物能適當(dāng)遮光，不利于藻類的光合作用，從而減少藻類的數(shù)量。

13.解析：圖中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別是從遺傳、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)不同層次說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。生物多樣性的直接價(jià)值是指對(duì)人類有食用、藥用和工業(yè)原料等實(shí)用意義，以及有旅游觀賞、科學(xué)研究和文藝創(chuàng)作等非實(shí)用意義的價(jià)值;間接價(jià)值是指對(duì)生態(tài)系統(tǒng)起到重要調(diào)節(jié)功能的價(jià)值，也叫生態(tài)功能。

答案：(1)植物、動(dòng)物和微生物　基因　生態(tài)系統(tǒng)　(2)遺傳　物種　生態(tài)系統(tǒng)

(3)①直接?、谪?fù)反饋　間接

14.解析：(1)調(diào)查物種豐富度時(shí)，要首先選取一定大小的樣方，識(shí)別并統(tǒng)計(jì)物種的名稱(種類、豐度)和數(shù)量。(2)據(jù)圖分析發(fā)現(xiàn)，在放牧草地中，有利于1、2年生植物的生長(zhǎng);在割草草地中，有利于禾本科植物的生長(zhǎng)。隨著割草強(qiáng)度的增加，草地的地上生

物量整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但圖中物種豐富度呈增加趨勢(shì)。(3)比較低等、中等強(qiáng)度的放牧草地和割草草地，可以發(fā)現(xiàn)，牲畜喜食禾本科和豆科植物，導(dǎo)致各種植物間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系發(fā)生改變。(4)放牧和割草不僅影響地上植物的生長(zhǎng)情況，也會(huì)影響土壤小動(dòng)物和微生物的數(shù)量及分布，從而改變草原群落的垂直結(jié)構(gòu)。(5)枯草在分解者的作用下，無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷歸還土壤，有利于植物的生長(zhǎng)，所以鋪枯草層能有效地治理鹽堿地。

答案：(1)物種的名稱(種類、豐度)和數(shù)量(生物量)

(2)1、2年生　禾本科　地上生物量　植物種類(生物多樣性、物種豐度)

(3)禾本科和豆科　競(jìng)爭(zhēng)

第8篇：微生物的多樣性范文

關(guān)鍵詞：土壤；細(xì)菌；多樣性；DGGE

土壤中微生物種類極其豐富，文獻(xiàn)曾報(bào)道，1g農(nóng)田土壤中就含有幾百萬(wàn)細(xì)菌、數(shù)十萬(wàn)真菌孢子和數(shù)萬(wàn)個(gè)原生動(dòng)物和藻類[1]。微生物以它所具有的各種生物化學(xué)活性 ，積極參與土壤中各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程 ，是土壤中各種生物化學(xué)和生理學(xué)過(guò)程動(dòng)態(tài)平衡的主要調(diào)節(jié)者。目前在生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)的研究領(lǐng)域，關(guān)于土壤微生物尤其是土壤中微生物多樣性及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用的研究越來(lái)越受到重視；而傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)分離方法研究土壤微生物多樣性有很大的缺陷，能夠人工培養(yǎng)的土壤微生物的數(shù)量只占其總數(shù)的1%左右[2]，且這種分離培養(yǎng)方法不能很好地反映土壤微生物多樣性的原始狀態(tài)等[3]，這就使得采用新的技術(shù)和方法顯得尤為必要。

變性梯度凝膠電泳技術(shù)（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，DGGE）作為一種DNA指紋圖譜技術(shù)，最先由Muzyer等于1993年將其應(yīng)用于微生物生態(tài)學(xué)研究[4]，證實(shí)了該技術(shù)在研究自然界微生物群落的種群差異和遺傳多樣性方面具有明顯的優(yōu)越性。DGGE因其可靠、方便快捷、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)，迅速成為微生物群落多樣性和動(dòng)態(tài)分析的強(qiáng)有力工具[5]。目前廣泛運(yùn)用于土壤、水體、食品、活性污泥等各種樣品中的微生物多樣性檢測(cè)和種群演替的分析[6～9]。但昂貴的進(jìn)口設(shè)備和比較復(fù)雜的操作，使得該技術(shù)在基層技術(shù)部門以及高等院校人才培養(yǎng)中的應(yīng)用受到了限制。因此，選用適宜的引物，并對(duì)PCR及DGGE的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)，以獲得較好的分析結(jié)果顯得尤為重要。本試驗(yàn)優(yōu)化了DGGE電泳時(shí)間長(zhǎng)度，篩選了最佳PCR引物，比較了兩種染色方法，得到了在國(guó)產(chǎn)DGGE系統(tǒng)分析土壤微生物多樣性的最佳條件。

1、材料與方法

1.1、試驗(yàn)材料

試驗(yàn)土壤樣品21個(gè)，于2011年9月采自許昌市襄城縣庾河村煙田?？緹熎贩N為當(dāng)?shù)刂髟云贩N中煙100，種植方式為煙薯套種。對(duì)采集的土樣自然風(fēng)干，研磨過(guò)100#篩子，裝袋標(biāo)記，置于-20℃冰箱內(nèi)以備用。

1.2、試驗(yàn)方法

1.2.1、土壤總DNA的提取

對(duì)處理過(guò)的土樣采用本實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化方法提取土樣總DNA。

1.2.2、PCR引物的設(shè)計(jì)和擴(kuò)增體系的探索

（1） 引物合成

根據(jù)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)公開(kāi)的細(xì)菌基因組16S保守序列設(shè)計(jì)了4對(duì)細(xì)菌通用引物：引物對(duì)Eubac10F/Eubac1507R用于第一輪擴(kuò)增，引物對(duì)BV34F/BV56GC、BV67F/BV89GC和BacGC-P2/BacGC-P3用于第二輪擴(kuò)增，對(duì)樣品總DNA進(jìn)行巢氏PCR擴(kuò)增。為了便于對(duì)污染源進(jìn)行追蹤，在PCR擴(kuò)增過(guò)程中，都設(shè)立了陰性對(duì)照。對(duì)照除了不加模板DNA外，其它組分全部相同。引物序列均由北京博尚生物技術(shù)有限公司進(jìn)行合成，詳見(jiàn)表1：

（3）巢式PCR擴(kuò)增條件：

引物對(duì)Eubac10F/Eubac1507R的第一輪PCR擴(kuò)增程序?yàn)椋?5℃ 5min，1個(gè)循環(huán)；94℃ 50s，52℃ 50s，72℃ 1min，28個(gè)循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳。

引物對(duì)BV34F/BV56GC的第二輪PCR擴(kuò)增程序?yàn)椋?5℃ 5min，1個(gè)循環(huán)；94℃ 40s，52℃ 45s，72℃ 45s，28個(gè)循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳檢測(cè)后用于DGGE電泳檢測(cè)。

引物對(duì)BV67F/BV89GC的第二輪PCR擴(kuò)增程序?yàn)椋?5℃ 5min，1個(gè)循環(huán)；94℃ 40s，54℃ 45s，72℃ 45s，28個(gè)循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳檢測(cè)后用于DGGE電泳檢測(cè)。

引物對(duì)BacGC-P2/BacGC-P3的第二輪PCR擴(kuò)增程序?yàn)椋?5℃ 5min，1個(gè)循環(huán)；94℃ 40s，57℃ 45s，72℃ 45s，28個(gè)循環(huán)；72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳檢測(cè)后用于DGGE電泳檢測(cè)。

1.2.3、DGGE電泳時(shí)間長(zhǎng)度的優(yōu)化

采用北京君意公司的梯度膠制備裝置（型號(hào)JY-TD331）進(jìn)行垂直電泳。使用梯度混合器，配制聚丙烯酰胺凝膠的變性劑濃度梯度40%～ 60% （100%的變性劑為7mol/L的尿素和40%的去離子甲酰胺的混合物），凝膠濃度為6%，以引物對(duì)Eubac10F/Eubac1507R和引物對(duì)BV34F/BV56G的巢氏PCR產(chǎn)物為上樣模板，上樣50ul。設(shè)置電泳溫度60℃，電壓100V。電泳過(guò)程中，每2h上一次樣。電泳結(jié)束后，用EB染色15min。染色后凝膠用BIO IMAGING（美國(guó)UVP GelDoc-It Imaging Systems）的凝膠成像系統(tǒng)拍照。

1.2.4、DGGE最佳引物對(duì)的篩選

配制聚丙烯酰胺凝膠的變性劑濃度梯度40%～60%，凝膠濃度為6%，以引物對(duì)BV34F/BV56GC、引物對(duì)BV67F/BV89GC和引物對(duì)BacGC-P2/BacGC-P3的相同樣品的第二輪PCR產(chǎn)物為上樣模板，根據(jù)上述已優(yōu)化的電泳時(shí)間和條件進(jìn)行電泳。電泳結(jié)束后染色照相。

1.2.5、EB和硝酸銀兩種DGGE染色方法的比較

根據(jù)上述已優(yōu)化的電泳時(shí)間和最佳引物平行的跑兩塊變性梯度凝膠。電泳結(jié)束后，分別用EB和硝酸銀兩種方法染色。通過(guò)比較兩種染色方法的DGGE條帶的亮度和數(shù)目得出最佳染色方法。

2、結(jié)果與分析

2.1、巢氏PCR擴(kuò)增結(jié)果

擴(kuò)增結(jié)果表明，細(xì)菌16S區(qū)的第一輪PCR擴(kuò)增條帶亮度高，其大小約為1500bp，符合預(yù)期，且無(wú)非特異性擴(kuò)增，陰性對(duì)照無(wú)條帶。分別以BV34F/BV56GC、BV67F/BV89GC和BacGC-P2/BacGC-P3的第二輪擴(kuò)增得到的條帶片段的大小都符合預(yù)期，且無(wú)非特異性擴(kuò)增，陰性對(duì)照無(wú)條帶，說(shuō)明巢式PCR擴(kuò)增效果好，能夠滿足DGGE上樣要求。

2.2、DGGE電泳時(shí)間長(zhǎng)度的優(yōu)化

選取的3個(gè)樣品的巢氏PCR產(chǎn)物（以10F/1507R和BV34F/BV56GC的巢氏PCR產(chǎn)物為例）每隔2h加一次樣，以確定最佳電泳時(shí)間。從圖1可看出，電泳時(shí)間8～10h時(shí)，DGGE條帶沒(méi)有完全分離；而電泳時(shí)間14h時(shí)，條帶整體過(guò)于偏下方，因此確定12h為最佳電泳時(shí)間。

2.3、最佳引物對(duì)篩選

選取5個(gè)樣品，分別以引物對(duì)BV34F/BV56GC、引物對(duì)BV67F/BV89GC和引物對(duì)BacGC-P2/BacGC-P3的第二輪PCR擴(kuò)增產(chǎn)物為樣品，根據(jù)上述已優(yōu)化的條件平行跑三塊變性梯度凝膠，三塊膠除引物不同，其他條件完全相同。染色照相以觀察樣品條帶。從圖2可知，以引物對(duì)BV34F/BV56GC的第二輪PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的DGGE條帶數(shù)量多且亮，而以引物對(duì)BV67F/BV89GC和引物對(duì)BacGC-P2/BacGC-P3的第二輪PCR擴(kuò)增產(chǎn)物條帶數(shù)較少并且亮度不高。因此，選用10F/1507R和BV34F/BV56GC為組合進(jìn)行巢氏PCR擴(kuò)增和微生物多樣性測(cè)定。

2.4、EB和硝酸銀兩種DGGE染色方法的比較

選取5個(gè)樣品，以引物對(duì)10F/1507R和BV34F/56GC的巢氏PCR產(chǎn)物為上樣模板，根據(jù)上述以優(yōu)化的DGGE條件平行的跑兩塊變性梯度凝膠。電泳結(jié)束后，兩塊膠分別用EB和硝酸銀染色。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示， EB染色圖譜清晰，且操作簡(jiǎn)單，染色條件要求不是太苛刻；硝酸銀染色方法雖然靈敏性較高，但是操作復(fù)雜，每一步都要求非常精確。因此，選用EB對(duì)變性梯度凝膠染色。

3、討論

PCR—DGGE技術(shù)能夠直觀的體現(xiàn)出一個(gè)環(huán)境樣本的細(xì)菌群落組成和多樣性，推測(cè)出優(yōu)勢(shì) 種群，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)樣品的快速同時(shí)分析，這是傳統(tǒng)的研究方法所無(wú)法比擬的。盡管DGGE技術(shù)存在一定的缺陷，但因其重現(xiàn)性強(qiáng)、可靠性高，可同時(shí)分析多個(gè)樣品，提供了群落中優(yōu)勢(shì)種群信息，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法在分析微生物群落結(jié)構(gòu)方面的不足，已成為現(xiàn)代環(huán)境微生物生態(tài)學(xué)領(lǐng)域一種重要研究手段。

注：文中1～10表示不同的土樣

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基金項(xiàng)目：河南省煙草公司科技攻關(guān)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)HYKJ200814）。

第9篇：微生物的多樣性范文

關(guān)鍵詞：有機(jī)農(nóng)業(yè)；生態(tài)環(huán)境；生物多樣性；土壤改良；保護(hù)

環(huán)境農(nóng)業(yè)是人類有意識(shí)改造大自然以獲得食物來(lái)源的一種生產(chǎn)活動(dòng)，是承載著人類文明延續(xù)與發(fā)展的根基。但發(fā)展到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)之后，農(nóng)藥和化肥的過(guò)度使用在生產(chǎn)出大量農(nóng)產(chǎn)品的同時(shí)，也造成了嚴(yán)重的食品安全隱患以及土壤肥力下降、自然環(huán)境污染嚴(yán)重、生物多樣性被破壞等嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題[1]，人們必須要意識(shí)到現(xiàn)代石油農(nóng)業(yè)并不是解決人類溫飽問(wèn)題的最佳途徑，應(yīng)該尋求一種對(duì)環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。而有機(jī)農(nóng)業(yè)在保障農(nóng)產(chǎn)品安全、防止水土流失、改善生態(tài)環(huán)境等方面都能起到積極的作用[2]，是一種可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，應(yīng)該得到大力推廣。但在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)域，政府與農(nóng)民在應(yīng)用和推廣有機(jī)種植模式上的積極性不高。鑒于此，本文綜述近年來(lái)有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境積極影響的相關(guān)文獻(xiàn)，以期為我國(guó)有機(jī)種植模式的進(jìn)一步推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1有機(jī)農(nóng)業(yè)的概念界定與生產(chǎn)準(zhǔn)則準(zhǔn)確地界定

有機(jī)農(nóng)業(yè)的概念是研究有機(jī)農(nóng)業(yè)的首要步驟，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)葉有機(jī)產(chǎn)品曳淵GB/T19630.1要2011冤，有機(jī)農(nóng)業(yè)是指遵照有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)中不采用基因工程獲得的生物及其產(chǎn)物，不使用化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑等物質(zhì)，而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理，協(xié)調(diào)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的平衡，采用一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)以維持持續(xù)穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式[3]。在有機(jī)生產(chǎn)體系中，以農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)為指導(dǎo)思想，核心要求是建立、恢復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)包括動(dòng)物、植物和土壤微生物在內(nèi)的生物多樣性以及由這些生物參與、推動(dòng)的物質(zhì)和能量循環(huán)，以保持、提高土壤的長(zhǎng)效肥力和易耕性[4]；具體的土壤培肥措施是激發(fā)系統(tǒng)內(nèi)稟的自然肥力供給，如將作物秸稈、畜禽糞便和有機(jī)廢棄物等腐熟還田以及輪作豆科作物、綠肥等，并采用農(nóng)作物淵間冤輪作、耕種抗性作物品種以及物理措施、生物措施和生態(tài)措施作為控制農(nóng)田病蟲草害的主要手段，同時(shí)配合合理的耕作方式以保持水土，達(dá)到維護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的[5-7]?，F(xiàn)代常規(guī)農(nóng)業(yè)是目前我國(guó)耕作面積最大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，其長(zhǎng)期、大量地施用農(nóng)藥、化肥等會(huì)抑制農(nóng)田生物多樣性的發(fā)展，而且殘留在農(nóng)田里的農(nóng)藥和化肥會(huì)嚴(yán)重污染、破壞土壤環(huán)境，并可能經(jīng)淋失和徑流進(jìn)入地下水和河流、湖泊等水域環(huán)境造成嚴(yán)重的水污染[8-12]。而有機(jī)農(nóng)業(yè)作為一種環(huán)境友好、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，堅(jiān)持不使用農(nóng)藥、化肥等物質(zhì)，強(qiáng)調(diào)以自然、環(huán)保、不破壞農(nóng)田生態(tài)的方式進(jìn)行耕作、生產(chǎn)，避免了對(duì)水體、土壤及大氣環(huán)境造成污染；而且有機(jī)農(nóng)業(yè)重視科學(xué)、合理的耕作制度，采用間作、輪作等科學(xué)栽培法，不僅可以改善耕作土壤的理化性質(zhì)，還能有效減少病蟲害發(fā)生的機(jī)率，進(jìn)一步達(dá)到保護(hù)土壤環(huán)境和生物多樣性的目的[4-7，13]?？偟膩?lái)說(shuō)，有機(jī)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境友好，能夠控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可能對(duì)水域環(huán)境產(chǎn)生的面源污染，促使土地肥力恢復(fù)，增加農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性，能夠切實(shí)有效地保護(hù)和修復(fù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

2有機(jī)農(nóng)業(yè)的生態(tài)效益

有機(jī)農(nóng)業(yè)將動(dòng)物、植物和土壤視作一個(gè)整體，強(qiáng)調(diào)在這個(gè)整體內(nèi)部的資源循環(huán)利用，而且生產(chǎn)過(guò)程更注重保護(hù)自然環(huán)境及生物多樣性，會(huì)充分考慮環(huán)境的承載力，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能與自然環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，真正做到對(duì)環(huán)境友好。相關(guān)實(shí)踐表明，開(kāi)展有機(jī)農(nóng)業(yè)可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的面源污染情況得到有效控制，包括動(dòng)物、植物、土壤動(dòng)物和土壤微生物在內(nèi)的生物多樣性也能迅速增加，同時(shí)減輕土地、水體和動(dòng)植物界的受損程度，進(jìn)而恢復(fù)和改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境[14]。

2.1增加生物多樣性

有研究表明，在過(guò)去40年內(nèi)，集約化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)是許多農(nóng)田鳥類、雜草、土壤動(dòng)物和土壤微生物等物種豐富度及多度下降的重要原因[8-9]。而有機(jī)農(nóng)業(yè)拒絕使用農(nóng)藥、化肥，對(duì)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各種動(dòng)物、植物、土壤動(dòng)物與土壤微生物的危害極小，可以有效地恢復(fù)和保持生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)生物的多樣性[15-16]。益鳥等動(dòng)物天敵是有機(jī)農(nóng)業(yè)體系中生物防治蟲害的重要環(huán)節(jié)。與常規(guī)農(nóng)田相比，有機(jī)農(nóng)田中鳥類淵尤其是地面孵化的鳥類冤的種類和數(shù)量更高。如李現(xiàn)華等[17]對(duì)內(nèi)蒙古磴口縣境內(nèi)常規(guī)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)和有機(jī)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中動(dòng)物多樣性的調(diào)查結(jié)果表明，有機(jī)農(nóng)業(yè)種植區(qū)的有益鳥類等生物的數(shù)量較多，而且有益昆蟲淵尤其是七星瓢蟲冤的數(shù)量也明顯增加，而蚜蟲等害蟲的蟲口密度則明顯降低。節(jié)肢動(dòng)物也是農(nóng)田中數(shù)量較多的一類動(dòng)物，根據(jù)相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)農(nóng)田內(nèi)節(jié)肢動(dòng)物的物種豐富度與多度都明顯高于常規(guī)農(nóng)田[18-19]，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田害蟲的生態(tài)控制。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)雜草等植物的敵對(duì)態(tài)度不同，有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)允許相對(duì)多樣化的雜草生長(zhǎng)，甚至在農(nóng)田休耕時(shí)期還會(huì)輪作某些能起到綠肥作用的草類。有機(jī)農(nóng)業(yè)對(duì)于雜草的態(tài)度較為溫和，因而在有機(jī)農(nóng)田中雜草密度、生物量或地面覆蓋物通常高于常規(guī)農(nóng)田系統(tǒng)[20-23]；還有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，采用有機(jī)種植的農(nóng)田內(nèi)有較高的闊葉雜草[24]以及除草劑敏感型雜草[25]的物種豐富度和多度。有機(jī)種植方式下，農(nóng)田中土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量也會(huì)有所增加，如蚯蚓就是土壤肥力的重要指示動(dòng)物，蚯蚓的數(shù)量能反映土壤的結(jié)構(gòu)、微氣候、營(yíng)養(yǎng)和毒性等土壤狀況。

有研究表明，采用有機(jī)管理方式的農(nóng)田中，土壤內(nèi)蚯蚓的密度、數(shù)量均比常規(guī)農(nóng)田高，如Brown[26]的研究報(bào)導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)農(nóng)田內(nèi)蚯蚓的密度約為常規(guī)農(nóng)田的2倍；還有其他相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)，有機(jī)農(nóng)田較常規(guī)農(nóng)田擁有較多的蚯蚓種群數(shù)量[27]。土壤中的微生物體淵細(xì)菌、真菌等冤在維持、增強(qiáng)土壤肥力方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，比如有益微生物群落會(huì)參與腐殖質(zhì)的形成，能改善農(nóng)田土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，從而提高農(nóng)田土壤的肥力狀況。而有機(jī)農(nóng)田拒絕農(nóng)藥和化肥的施用，減少了對(duì)土壤的破壞，在一定程度上改善了土壤微生物的生活環(huán)境。已有多項(xiàng)研究表明，采用免耕、輪作、施有機(jī)肥等有機(jī)種植模式的農(nóng)田土壤微生物的生物量和生物活性均高于常規(guī)農(nóng)田[28-32]。此外，秸稈還田作為有機(jī)農(nóng)業(yè)種植體系中非常重要的土壤培肥手段之一，有大量研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田是有機(jī)農(nóng)田中土壤微生物數(shù)量增加、活性增強(qiáng)的重要原因，如Ocio等[33]研究發(fā)現(xiàn)，在將秸稈翻壓還田7d后，土壤中微生物的生物量增加了2倍；高美英等[34]對(duì)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)果園各層土壤中固氮菌數(shù)量的調(diào)查研究也發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋還田可明顯增加果園各土層中固氮菌的數(shù)量，在整個(gè)0~60cm耕作層內(nèi)固氮菌數(shù)量年平均增加95.47%，尤其在0~20cm土層中的固氮菌年平均增加量更達(dá)到了123.80%?？偟膩?lái)說(shuō)，有機(jī)種植方式能有效提高種植區(qū)域內(nèi)動(dòng)植物、土壤動(dòng)物和微生物的多樣化組成，而生物多樣性又具有重要的生態(tài)作用，有利于控制有害生物的發(fā)生，也有利于實(shí)現(xiàn)土壤營(yíng)養(yǎng)的優(yōu)化循環(huán)和保持土壤肥力等。因此，農(nóng)業(yè)種植活動(dòng)應(yīng)采取對(duì)環(huán)境友好的技術(shù)措施，以保護(hù)種植區(qū)域內(nèi)的生物多樣性。

2.2改良土壤

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期、大量地使用農(nóng)藥、化肥、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)，在提高作物產(chǎn)量的同時(shí)也嚴(yán)重?fù)p害了土壤環(huán)境，造成了如土壤中有機(jī)質(zhì)減少、土壤微生物活力下降、土壤的蓄水保肥能力降低等惡果；而土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根基，沒(méi)有健康、肥沃的土壤就沒(méi)有健康、營(yíng)養(yǎng)的農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的第一個(gè)要求就是保護(hù)和改良土壤。有機(jī)農(nóng)業(yè)作為一種環(huán)境友好型的可持續(xù)農(nóng)業(yè)，其發(fā)展初衷即是改善現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的環(huán)境惡化，因而有機(jī)農(nóng)業(yè)對(duì)于培肥、改良土壤極其重視。有機(jī)農(nóng)業(yè)的培肥理論認(rèn)為土壤是一個(gè)有生命的系統(tǒng)，施肥是在培育土壤，進(jìn)而由肥沃土壤為農(nóng)作物提供所需養(yǎng)分。因此，有機(jī)農(nóng)業(yè)種植的第一步就是采取各種措施淵如施用有機(jī)肥和合理輪作等冤改良、培肥土壤，激活土壤的生命。對(duì)于有機(jī)農(nóng)業(yè)中培肥土壤的方式，歐陽(yáng)喜輝等[35]總結(jié)了國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)關(guān)于有機(jī)農(nóng)業(yè)的研究，得出有機(jī)農(nóng)業(yè)通過(guò)施有機(jī)肥、秸稈還田、免耕和輪作等措施可以有效增加土壤有機(jī)質(zhì)、促進(jìn)土壤團(tuán)聚能力以及提高土壤微生物活性，從而達(dá)到培肥土壤的目的。秸稈還田與輪作也是有機(jī)農(nóng)業(yè)提倡的改良土壤、維持地力的重要手段，如王寧等[36]的研究表明，秸稈還田能改善土壤環(huán)境，而且還能減少土壤堿性物質(zhì)的流失，可以在一定程度上減緩?fù)寥赖乃峄S持土壤肥力；楊景成等[37]的研究也發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)種植制度相比，糧草輪作結(jié)合秸稈還田可以有效地降低對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的衰減效應(yīng)。土壤微生物量碳是土壤有機(jī)庫(kù)中的活性部分，是表征土壤質(zhì)量和肥力的一個(gè)重要指標(biāo)。董博等[38]通過(guò)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥淵或有機(jī)肥與化肥配施冤可以明顯增加耕作層土壤中的土壤微生物量碳和土壤有機(jī)碳。胡誠(chéng)等[39]通過(guò)多年施肥試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著有機(jī)肥施用量的提高，農(nóng)田土壤中微生物量碳、土壤可溶性碳、總有機(jī)碳等含量都隨之增加。改良土壤、保護(hù)土壤環(huán)境是有機(jī)農(nóng)業(yè)能夠持續(xù)發(fā)展的根本，而長(zhǎng)期的有機(jī)種植反過(guò)來(lái)又能提高土壤肥力、增強(qiáng)土壤生產(chǎn)力，并通過(guò)改變土壤的通透性和孔隙度等自然結(jié)構(gòu)性狀改善土壤環(huán)境，同時(shí)還在一定程度上增強(qiáng)土壤生物與微生物的活性，這都說(shuō)明了有機(jī)農(nóng)業(yè)是對(duì)環(huán)境友好且可持續(xù)的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

2.3保護(hù)環(huán)境

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)藥、化肥的過(guò)度使用會(huì)破壞農(nóng)田土壤的理化性質(zhì)，加劇水土流失、旱澇災(zāi)害，加劇對(duì)水、土和大氣環(huán)境的污染，威脅生態(tài)環(huán)境安全。而有機(jī)農(nóng)業(yè)采取對(duì)環(huán)境友好的方式、措施進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，能有效地保護(hù)環(huán)境，眾多學(xué)者通過(guò)調(diào)查研究認(rèn)為，相較于現(xiàn)代常規(guī)農(nóng)業(yè)，有機(jī)農(nóng)業(yè)具有防止水土流失、減少土壤污染、保護(hù)生物多樣性、減少地下水污染、保護(hù)地表水水質(zhì)以及控制溫室氣體排放等良好的生態(tài)效益[40-45]。有機(jī)農(nóng)業(yè)在改善土壤環(huán)境、保持水土方面具有重要貢獻(xiàn)，如盧東等[46]在多個(gè)有機(jī)種植基地中的試驗(yàn)表明，在控制好有機(jī)肥原料的情況下，有機(jī)農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的威脅較常規(guī)農(nóng)業(yè)?。辉S恒周等[47]通過(guò)試驗(yàn)研究得出了有機(jī)農(nóng)業(yè)有利于防止水土流失及土壤沙化、有助于農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的結(jié)論；RigbyD等[48]關(guān)于有機(jī)農(nóng)業(yè)的研究也顯示有機(jī)農(nóng)業(yè)可以改善土壤養(yǎng)分缺乏狀況，實(shí)現(xiàn)土壤肥力的持續(xù)供應(yīng)和永久利用；此外，杜相革等[49]也認(rèn)為有機(jī)農(nóng)業(yè)可以改善土壤環(huán)境及其中的營(yíng)養(yǎng)循環(huán)、改善土壤動(dòng)植物的生存條件等，能有效增加土壤生物多樣性，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)功能。有機(jī)農(nóng)業(yè)對(duì)水環(huán)境的保護(hù)則主要體現(xiàn)在減少農(nóng)藥和化肥對(duì)地下水和地表水的污染，據(jù)相關(guān)學(xué)者估測(cè)，全世界施用于土壤中的氮肥有30%~50%經(jīng)淋失進(jìn)入到地下水中[50]，而我國(guó)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)也發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)河流和湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的貢獻(xiàn)率達(dá)到60%耀80%[51]，可以說(shuō)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是造成地下水和地表水環(huán)境污染的主要原因。而有機(jī)農(nóng)業(yè)采用了輪作和休耕培肥地力、拒絕施用農(nóng)藥和化肥等，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水環(huán)境的污染，有效地保護(hù)了地表水和地下水的水質(zhì)安全，據(jù)席運(yùn)官等[42]對(duì)有機(jī)稻田與常規(guī)稻田排水污染進(jìn)行比較研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)水稻種植方式可減少農(nóng)田排水中氮的排放量，還會(huì)降低排水中的總磷濃度；徐田偉[52]也發(fā)現(xiàn)了有機(jī)種植業(yè)的發(fā)展可以控制區(qū)域水土流失、降低非點(diǎn)源污染的水平，認(rèn)為發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)是我國(guó)控制農(nóng)業(yè)面源污染的有效途徑之一。

現(xiàn)代農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是主要的溫室氣體排放源，尤其是近年來(lái)CH4和N2O的排放量增加更是主要來(lái)源于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)[53]，而有機(jī)農(nóng)業(yè)鼓勵(lì)系統(tǒng)內(nèi)的資源循環(huán)利用，減少了內(nèi)部資源的浪費(fèi)和外部資源的消耗，進(jìn)而減少了溫室氣體的排放，改善了大氣環(huán)境狀況。在一項(xiàng)針對(duì)丹麥農(nóng)業(yè)的研究中發(fā)現(xiàn)，如果將丹麥所有的農(nóng)業(yè)用地全部轉(zhuǎn)換成有機(jī)農(nóng)業(yè)，則農(nóng)業(yè)體系中的能量消耗和氮流通的減少可使丹麥全國(guó)溫室氣體淵CO2、CH4和N2O冤的排放量相應(yīng)減少13%耀38%[54]。綜合可知，有機(jī)農(nóng)業(yè)可以不斷改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，保護(hù)農(nóng)業(yè)耕作范圍內(nèi)的土壤、水體和大氣環(huán)境，尤其是在生態(tài)環(huán)境處于亞健康的地區(qū)發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)還能夠有效地減輕農(nóng)業(yè)面源污染，加快地區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，促進(jìn)有機(jī)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3結(jié)語(yǔ)