不同荒漠草原和主要植物根際土壤細(xì)菌多樣性研究.pdf

1、我國西部地區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)比較脆弱，土地荒漠化及植被退化問題明顯，加強(qiáng)荒漠植物保護(hù)和提高荒漠系統(tǒng)生物多樣性意義重大。荒漠植物根際土壤微生物與植物之間相互影響，對維系荒漠生態(tài)系統(tǒng)平衡有十分重要作用。為了解荒漠草原植物根際微生物多樣性，研究其對荒漠植物定殖及生長的影響，并將其用于維護(hù)荒漠生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。論文選擇我國西部地區(qū)2個(gè)不同類型荒漠草原區(qū)，采用高通量測序結(jié)合涂布平板培養(yǎng)技術(shù)研究了荒漠草原土壤及主要荒漠植物根際土壤細(xì)菌群落多樣性，測定了不同

2、類型土壤理化性質(zhì)，采用SPSS軟件對土壤主要理化指標(biāo)與細(xì)菌多樣性的相關(guān)性進(jìn)行了分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　對白銀荒漠草原土壤和駱駝蓬（Peganum harmala L.）根際土壤細(xì)菌高通量測序分析發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)荒漠草原土壤細(xì)菌包括23門，43綱，80目，167科，344屬，駱駝蓬根際土壤細(xì)菌包括24門，44綱，88目，179科，400屬，在門水平上，兩者細(xì)菌主要包括放線菌門（Actinobacteria）、變形菌門（Proteo

3、bacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、酸桿菌門（Acidobacteria）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）、疣微菌門（Verrucomicrobia）、綠彎菌門（Chloroflexi）、厚壁菌門（Firmicutes）、藍(lán)細(xì)菌門（Cyanobacteria）和浮霉菌門（Planctomycetes），分別占細(xì)菌總量的94.35%和95.90%。在屬水平上，駱駝蓬根際與周邊土壤明顯差異，根際土壤優(yōu)

4、勢菌屬為Flavisolibacter、Adhaeribacter、海細(xì)菌屬（Pontibacter）、Aridibacter、GP4、Spartobacteria；荒漠草原土壤優(yōu)勢菌屬為芽球菌屬（Blastococcus）、鏈霉菌屬（Streptomyces）、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）、嗜氫菌屬（hyrogenophaga）、Thermasporomyces、類諾卡氏菌屬（Nocardioides）。
　　用稀釋涂布

5、平板法測得荒漠草原土壤及駱駝蓬根際土壤可培養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)分別為8.90×106cfu·g-1和1.46×107cfu·g-1。從荒漠草原土壤及駱駝蓬根際土壤共分離可培養(yǎng)細(xì)菌33株，荒漠草原土壤可培養(yǎng)細(xì)菌主要包括變形菌門、厚壁菌門和放線菌門的6個(gè)屬，其中節(jié)桿菌屬、芽孢桿菌屬（Bacillus）、假單胞菌屬（Pseudomonas）和短桿菌屬（Brevibacterium）為優(yōu)勢菌屬。駱駝蓬根際土壤可培養(yǎng)細(xì)菌主要包括變形菌門、厚壁菌門和放線菌門

6、的8個(gè)屬，優(yōu)勢菌屬為短桿菌屬、芽孢桿菌屬、假單胞菌屬和短波單胞菌屬（Brevundimonas）。
　　對榆林荒漠草原土壤及荒漠植物檸條（Caragana korshinskii）、沙柳（Salix psammophila）、沙蒿（Artemisia sphaerocephala）根際土壤細(xì)菌高通量測序分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域土壤優(yōu)勢細(xì)菌包括22門，44綱，86目，176科，455屬。檸條根際土壤細(xì)菌包括25門，46綱，92目，198科，

7、499屬。沙柳根際土壤細(xì)菌屬于23門，45綱，91目，182科，461屬。沙蒿根際土壤細(xì)菌包括24門，45綱，92目，178科，465屬。不同植物根際土壤細(xì)菌之間以及與非根際土壤細(xì)菌相比，菌種豐度和多樣性差異較為顯著。在細(xì)菌門水平上，荒漠草原土壤主要包括放線菌門、變形菌門、酸桿菌門、厚壁菌門、擬桿菌門、芽單胞菌門、綠彎菌門，占土壤細(xì)菌總量的96.22%。檸條、沙柳、沙蒿根際土壤細(xì)菌主要包括變形菌門、放線菌門、厚壁菌門、擬桿菌門、酸桿菌門

8、、浮霉菌門、綠彎菌門、芽單胞菌門，分別占細(xì)菌總量的96.16%、96.85%和95.72%。在屬水平上，荒漠草原土壤細(xì)菌優(yōu)勢菌屬依次為假單胞菌屬、類諾卡氏菌屬、節(jié)桿菌屬、大理石雕菌屬（Marmoricola）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、Gp6和酸土單胞菌屬(Aciditerrimonas)。檸條根際土壤優(yōu)勢菌屬依次為類諾卡氏菌屬、鞘氨醇單胞菌屬、假單胞菌屬、大理石雕菌屬、節(jié)桿菌屬、海藻球菌屬（Phycicoccus）、

9、Gp6、Altererythrobacter和不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter)。沙柳根際土壤優(yōu)勢菌群依次為節(jié)桿菌屬、鞘氨醇單胞菌屬、假單胞菌屬、類諾卡氏菌屬、大理石雕菌屬、溶桿菌屬（Lysobacter）、根瘤菌屬（Rhizobium)。沙蒿根際土壤優(yōu)勢菌群依次為節(jié)桿菌屬、鞘氨醇單胞菌屬、假單胞菌屬、類諾卡氏菌屬、大理石雕菌屬、Gp6和溶桿菌屬。
　　采用稀釋平板法測得荒漠草原土壤、檸條、沙柳、沙蒿根系土壤可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)分別

10、為6.45×106cfu·g-1、9.32×106cfu·g-1、7.45×106cfu·g-1和1.12×107cfu·g-1。從荒漠草原土壤、檸條、沙柳、沙蒿根系土壤各分離出可培養(yǎng)細(xì)菌共69株，主要集中在芽孢桿菌屬、短桿菌屬、小桿菌屬（Microbacterium）、鏈霉菌屬(Streptomyces)、鞘氨醇桿菌屬(Sphigobacterium)、金黃桿菌屬（Chyseobacterium）、纖維菌屬(Cellulosimicr

11、obium)、黃桿菌屬(Flaavobacterium)、溶桿菌屬、節(jié)桿菌屬、寡養(yǎng)單胞菌屬(Stenotrophomons)等19個(gè)屬。
　　分別測定了白銀及榆林2個(gè)不同荒漠草原土壤及主要植物駱駝蓬、檸條、沙柳和沙蒿根際土壤水分含量、pH、全氮、全磷含量等理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)不同土壤均偏堿性、含水率較低；除了pH差異不顯著，同一類型荒漠草原非根際土壤及其植被根際土壤理化因子之間存在顯著差異（p<0.05），含水率、總氮、速效氮、總磷、速

12、效磷、總鉀、速效鉀以及各種土壤酶指標(biāo)明顯高于周邊非根際土壤（p<0.05）；同一地區(qū)不同植被根際土壤理化指標(biāo)也存在一定差異，檸條根際土壤養(yǎng)分含量顯著高于沙柳和沙蒿。
　　通過對荒漠草原土壤微生物群落Alpha多樣性指數(shù)與土壤理化因子相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)土壤全氮、全磷和速效鉀與Shannon指數(shù)呈極顯著正相關(guān)（p<0.01），說明土壤全氮、全磷和速效鉀含量越高，土壤微生物多樣性越高；土壤速效氮與Chao1指數(shù)呈極顯著正相關(guān)（p<0.01）