养猪微生物发酵床芽胞杆菌空间生态位特性

• 作者: 刘国红 刘欣 刘波 张海峰 潘志针 王阶平 阮传清 陈倩倩 陈峥
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 微生物发酵床 芽胞杆菌 生态位宽度 生态位重叠 空间分布型 亚群落分化
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 4168-4189
• 页数: 22页
• 语种: 中文
• 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(0-20cm)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.