重金屬Cd脅迫下南美蟛蜞菊入侵對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其代謝活性的影響.pdf

1、隨著人類活動的日益增加，導(dǎo)致了全球性的環(huán)境變化，如生物入侵。作為全球變化的重要組成部分之一，外來生物引起的生物入侵已對入侵地的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能造成了多重影響。所以，隨著入侵植物的入侵程度加重，外來生物成功入侵的機(jī)制逐漸受到生態(tài)學(xué)家的日益關(guān)注。入侵植物成功入侵的主因之一就是促進(jìn)其根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的演替、強(qiáng)化微生物群落功能的發(fā)揮，進(jìn)而創(chuàng)造更好的土壤微環(huán)境，反過來進(jìn)一步加劇其入侵進(jìn)程。而且，由于土壤微生物對外界環(huán)境變化的響應(yīng)速度敏感

2、，已被作為生態(tài)安全的重要指標(biāo)之一。另外，隨著諸如工業(yè)發(fā)展、廢水灌溉、污泥利用、固體廢物處置以及排放汽車尾氣等人為活動的頻度和強(qiáng)度的增強(qiáng)，重金屬污染也日益嚴(yán)重。這使得外來植物的入侵機(jī)制更趨于復(fù)雜化和多樣化。所以，分析重金屬污染背景下入侵植物對土壤微生物的影響對了解入侵植物的入侵機(jī)制具有舉足輕重的作用。該研究結(jié)果將對更清楚認(rèn)識以重金屬為代表的全球環(huán)境變化背景下外來植物成功入侵的機(jī)理及其防控具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　 本實(shí)驗(yàn)選取

3、被世界自然保護(hù)聯(lián)盟列為100種惡性外來入侵物種的南美蟛蜞菊(Wedeliatrilobata)及其本土近緣種鹵地菊(W.prostrata)為研究對象，探究了土壤環(huán)境中微生物生理學(xué)指標(biāo)在不同濃度鎘(Cd)(0、25、50、100、200mgkg-1)處理下不同植物、苯菌靈(100mgkg-1)處理的動態(tài)變化，并通過以DGGE技術(shù)為代表的分子生物學(xué)技術(shù)手段來分析在不同Cd濃度脅迫背景下入侵植物對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其代謝活性的影響。

4、>　　 本實(shí)驗(yàn)主要研究結(jié)果如下:
　　 1.重金屬Cd顯著降低了植物的葉片數(shù)、莖長度、莖節(jié)數(shù)、葉鮮重、莖鮮重及根鮮重，而且除了根鮮重之外，Cd對葉片數(shù)、莖長度、莖節(jié)數(shù)、葉鮮重、莖鮮重的影響均是隨Cd梯度濃度的增大而增大。
　　 2.重金屬Cd顯著影響了土壤pH值，而且隨著濃度增大，影響越明顯;兩種植物相比，南美蟛蜞菊處理?xiàng)l件下土壤pH值顯著高于鹵地菊處理，表明南美蟛蜞菊的入侵顯著提高了土壤pH值，這可能是由于南美蟛蜞菊

5、通過提高土壤pH值降低重金屬的溶解性，即降低重金屬的毒性，從而進(jìn)一步提高其入侵性。
　　 3.重金屬Cd對微生物蛋白質(zhì)量無顯著性影響，而且南美蟛蜞菊土壤中微生物蛋白質(zhì)量明顯高于鹵地菊土壤中的蛋白質(zhì)含量，這可能是由于南美蟛蜞菊通過加速土壤的氮循環(huán)，增強(qiáng)了土壤微生物群落的演替，進(jìn)而促進(jìn)其進(jìn)一步的入侵。
　　 4.重金屬Cd顯著降低了總球囊霉素相關(guān)土壤蛋白的濃度，在南美蟛蜞菊加苯菌靈和鹵地菊加苯菌靈兩種處理下，Cd顯著降低了易

6、提取球囊霉素相關(guān)土壤蛋白的濃度。兩種植物相比，鹵地菊土壤中易提取球囊霉素相關(guān)土壤蛋白的濃度顯著高于南美蟛蜞菊。
　　 5.重金屬Cd顯著降低了土壤堿性磷酸酶、土壤脲酶和土壤過氧化氫酶的活性，并且隨著Cd濃度的增大其效益也隨之增大。兩種植物相比，南美蟛蜞菊土壤中堿性磷酸酶的活性顯著低于鹵地菊，而土壤中脲酶的活性無顯著性差異。這可能是由于南美蟛蜞菊通過加速營養(yǎng)循環(huán)，尤其是磷循環(huán)，從而進(jìn)一步提高其入侵力。
　　 6.南美蟛蜞菊

7、顯著改變土壤微生物群落。其中通過對優(yōu)勢條帶的回收測序，證明PCR-DGGE實(shí)驗(yàn)檢測出的細(xì)菌顯著條帶序列可能屬于根瘤菌、反硝化細(xì)菌、β-變形桿菌屬、芽胞桿菌屬、不動桿菌屬、不可培養(yǎng)細(xì)菌等;真菌顯著條帶序列可能屬于齒梗孢屬、德巴利氏酵母屬、內(nèi)養(yǎng)囊霉屬、隱球菌屬、酵母屬等。南美蟛蜞菊顯著改變土壤微生物群落及其功能可能在其進(jìn)一步的入侵進(jìn)程中扮演著舉足輕重的角色。
　　 7.南美蟛蜞菊和鹵地菊根際土壤細(xì)菌群落的多樣性和均勻度均無顯著差異，