陜西不同生態(tài)區(qū)土壤細(xì)菌及固氮微生物多樣性分析.pdf

1、土壤微生物是構(gòu)成土壤微生態(tài)系統(tǒng)的主要部分，通過(guò)對(duì)土壤微生物的多樣性研究可以更好的發(fā)現(xiàn)微生物與土壤之間的相互作用機(jī)制。土壤微生物在改良土壤環(huán)境、優(yōu)化生態(tài)結(jié)構(gòu)、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、修復(fù)土壤污染、退耕還林還草和治理荒漠化等生態(tài)環(huán)境保護(hù)中具有重要作用。本研究分析了黃土高原(LP)、毛烏素沙地(MUSL，MU)、秦嶺北坡(NSQLM，NS)和秦嶺南坡(SSQLM，SS)四個(gè)分布在陜西境內(nèi)的不同生態(tài)區(qū)好氧固氮菌及土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)多樣性。
　　

2、首先對(duì)不同生態(tài)區(qū)土壤中可培養(yǎng)的好氧固氮菌目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SS和MU之間菌落數(shù)量呈現(xiàn)極顯著差異(P＜0.01)，LP和MU、LP和SS兩組間菌落數(shù)量存在顯著差異(P＜0.05)。每個(gè)生態(tài)區(qū)中選6個(gè)土壤樣本，根據(jù)菌落形態(tài)差異，共分離出97株固氮細(xì)菌，并對(duì)其16SrDNA進(jìn)行了測(cè)序，結(jié)果表明它們歸屬于27個(gè)屬，其中主要優(yōu)勢(shì)菌屬所占比例分別為假單胞菌屬（Pseudomonas）11.34％、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)10.30

3、％、氏菌屬(Bosea)8.25％、馬賽菌屬(Massilia)7.21％、類(lèi)芽孢桿菌屬（Paenibacillus）7.21％、根瘤菌屬（Rhizobium）6.10％。通過(guò)研究所分離固氮菌株對(duì)小麥根系的促生作用，發(fā)現(xiàn)LP4.4-SZ4（Arthrobacter）、NS2.1-SZ1(Burkholderia)兩株菌能促進(jìn)小麥根系生長(zhǎng)，且NS2.1-SZ1促生作用較強(qiáng)。分別對(duì)不同土壤樣本中固氮菌多樣性和4個(gè)生態(tài)區(qū)的土壤理化性質(zhì)進(jìn)行了相

4、關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MU組內(nèi)樣本物種組成最相似且分布均勻，LP組內(nèi)樣本物種組成比較相似，而NS/SS組內(nèi)樣本物種組成不相似且分布不均勻。CCA分析結(jié)果表明土壤理化性質(zhì)(pH/TC/TN/TP)在一定程度上影響了不同生態(tài)區(qū)土壤中自生固氮菌的分布，其中土壤pH對(duì)固氮菌的分布影響最大。PCA分析結(jié)果表明兩個(gè)主坐標(biāo)軸共反映了不同生態(tài)區(qū)內(nèi)88.8％物種變異，且PC1解釋了不同生態(tài)區(qū)間62.1％的物種組成差異，PC2解釋了不同生態(tài)區(qū)間26.7％的物種

5、組成差異，由此說(shuō)明這四個(gè)生態(tài)區(qū)的固氮菌組成分布具有差異性。
　　同時(shí)，還對(duì)四個(gè)生態(tài)區(qū)不同土壤樣品的細(xì)菌多樣性進(jìn)行了分析，分別提取細(xì)菌基因組，高通量測(cè)序研究發(fā)現(xiàn)各分組間獲得有效序列數(shù)和OUTs數(shù)目無(wú)顯著差異(P＞0.05)，但是物種注釋TOP10的物種豐度存在顯著差異(P＜0.05)。在細(xì)菌門(mén)分類(lèi)水平上，放線菌門(mén)（Actinobacteria）、綠彎菌門(mén)（Chloroflexi）和變形菌門(mén)（Proteobacteria）是四個(gè)不同生

6、態(tài)區(qū)中三大主導(dǎo)細(xì)菌類(lèi)群，其余細(xì)菌類(lèi)群的豐度則和生態(tài)區(qū)域的土壤類(lèi)型具有相關(guān)性。微生物α-多樣性指數(shù)分析表明SS和MU組在微生物群落組成多樣性和物種相對(duì)豐度以及整體遺傳譜系組成均存在顯著性差異(P＜0.05)，而其余分組間則無(wú)顯著性差異;微生物β-多樣性指數(shù)分析結(jié)果顯示由主成分PC1產(chǎn)生的差異率為30.32％，并且SS組和MU組內(nèi)樣本微生物群落結(jié)構(gòu)相似性較高，組間微生物群落結(jié)構(gòu)相似性差異顯著，這與α-多樣性分析結(jié)果一致;而由主成分PC2產(chǎn)生

7、的差異率為23.65％，LP組和NS組內(nèi)部分樣本與SS組和MU組所有樣本在PC2上存在差異，兩個(gè)主成分共產(chǎn)生53.95％的差異率。理化-關(guān)鍵物種相關(guān)性(CCA)分析結(jié)果表明pH、TN和TC是影響細(xì)菌分布和組成多樣性的關(guān)鍵因素，其中厚壁菌門(mén)（Firmicutes）、WS3、硝化螺菌門(mén)（Nitrospira）、浮霉菌門(mén)（Planctomycetes）和擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）和pH、TN和TC之間呈正相關(guān)性。土壤理化性質(zhì)不僅影