鹽生植物對黃河三角洲微生物多樣性的影響.pdf

1、黃河三角洲是我國三大河口三角洲之一，具有巨大土地開發(fā)利用潛力，2009年，國務(wù)院正式批復(fù)了黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃，將其上升為國家戰(zhàn)略。但該區(qū)瀕臨渤海，濱海鹽漬土廣泛分布，土壤含鹽量高，鹽分主要以氯化物為主，土壤表層鹽分大多在0.4％-3％的范圍，土壤結(jié)構(gòu)性差，肥力低，極大地限制了該區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展。本文針對黃河三角洲地區(qū)的實際情況，運用傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法和現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)研究了不同鹽生植物對黃河三角洲土壤微生物多樣性的影響、鹽

2、生植物長期種植對黃河三角洲土壤微生物多樣性的影響和土壤微生物區(qū)系季節(jié)動態(tài)變化，為研究黃河三角洲鹽堿地生態(tài)系統(tǒng)的改良和治理階段土壤微生物學(xué)多樣性的變化、構(gòu)建優(yōu)化的植被恢復(fù)技術(shù)和提高不同植被的生產(chǎn)力提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1、確立了從鹽堿地中高效提取和純化土壤 DNA的方法，并證明了該方法對多種不同樣品的適用性
　　以黃河三角洲鹽堿地土壤樣品為研究對象，對目前已報道的21種土壤 DNA的提取方法和4種純化方法進行比較研究

3、，探索出了一套高效的從土壤樣品中提取、純化大片段 DNA的方法——改良微波法，此方法經(jīng)濟實用，能在4小時以內(nèi)獲得夠質(zhì)夠量的土壤 DNA用于微生物分子生態(tài)學(xué)研究，較適合于廣大實驗室進行土壤 DNA提取工作。通過摻菌試驗、RFLP、RAPD等試驗，表明運用改良微波法可以有效的從不同樣品(肥沃土壤、活性污泥、河底淤泥、河沙、鹽堿地土壤、哺乳動物糞便和鹽芥葉片)中將 DNA提取出來，而且提取出的DNA是可以直接進行分子生物學(xué)操作的，能夠應(yīng)用于微

4、生物分子生態(tài)學(xué)研究。
　　2、明確了不同鹽生植物對土壤微生物的影響
　　種植鹽生植物后，通過測定鹽生植物根際和空白對照土壤微生物的數(shù)量變化，結(jié)果表明，種植以上五種鹽生植物后，土壤中微生物的總數(shù)都明顯上升，只是程度不一，微生物總數(shù)多少依次為檉柳>二色補血草>馬藺>金銀花>中亞濱藜>對照，并且耐鹽微生物的數(shù)量和比例均有所下降；各樣地土壤微生物生理類群的數(shù)量表現(xiàn)為:氨化細菌>自生固氮菌>纖維素分解菌>芽孢菌>硫化細菌>反硫化細菌>

5、亞硝化細菌>硝化細菌>反硝化細菌，氨化細菌和自生固氮菌總數(shù)處于絕對的優(yōu)勢，纖維素分解菌的數(shù)量較多，而且各樣地之間生理類群之間差異比較明顯，且各樣地土壤微生物生理類群微生物的數(shù)量多少依次為檉柳>二色補血草>金銀花>馬藺>中亞濱藜>對照，土壤中各生理類群不僅有助于保持土壤肥力還可以加強其他根際微生物的生命活動，在本試驗中檉柳對土壤微生物的影響最大，可以顯著提高其在土壤中的數(shù)量，而且土壤中氨化細菌、自生固氮菌、纖維素分解菌和亞硝化細菌的數(shù)量是

6、最多的。
　　RFLP分析和RAPD分析顯示，種植鹽生植物后，土壤微生物的種類和數(shù)量都發(fā)生了相應(yīng)的變化，RFLP分析顯示6樣地16S rDNA擴增產(chǎn)物經(jīng) HinfI和Csp6I酶切產(chǎn)生的條帶的大小基本一致，只是亮度有所區(qū)別；RAPD分子標記分析顯示，17條引物共計擴增出331條 RAPD條帶，98。8％為多態(tài)性條帶，通過RAPD條帶圖譜和豐富度分析表明，種植不同鹽生植物后，微生物的種類都有所增加，不同樣地間的微生物種類也有所區(qū)別，

7、其中樣地6(檉柳樣地)最為明顯，6塊樣地微生物群落的DNA序列 Shannon-Wiener指數(shù)有所不同，大小依次為樣地6>樣地5>樣地1>樣地2>樣地3>樣地4，但是樣地間的Shannon-Wiener指數(shù)差異性不大，群落 DNA序列的均勻度大小依次為為樣地1>樣地5>樣地3>樣地2>樣地4>樣地6，整體看樣地1和樣地6均勻度指數(shù)差別較大外，各樣地間土壤微生物的均勻度無顯著差異。
　　運用傳統(tǒng)純培養(yǎng)方法結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)測定

8、五種鹽生植物對土壤微生物的影響表明，種植鹽生植物后，土壤微生物的種類和數(shù)量都發(fā)生了相應(yīng)的變化，其中樣地6(檉柳)土壤微生物的種類和數(shù)量增加最為顯著。
　　3、探明了鹽生植物長期種植對黃河三角洲土壤微生物多樣性的影響
　　采用傳統(tǒng)的生物學(xué)手段對不同種植年限的鹽生植物(兩年檉柳、十年檉柳、兩年鹽地堿蓬和十年鹽地堿蓬)根際土壤微生物種類和數(shù)量的變化進行研究，結(jié)果表明，種植鹽生植物后土壤中微生物的數(shù)量顯著提高，而且檉柳對微生物的影響

9、比較大，可以顯著提高微生物的數(shù)量，并且耐鹽細菌的比例顯著下降，隨著連續(xù)種植時間的增加，微生物總數(shù)的減少以及真菌數(shù)量的增加，細菌與真菌的比值(即 B/F)顯著變小，并且并且氨化細菌、自生固氮菌、硝化細菌和亞硝化細菌等生理類群微生物的數(shù)量也逐漸下降；鹽地堿蓬和檉柳類似，可以提高微生物的數(shù)量，但是幅度沒有檉柳大，而且隨著種植年限的延長，微生物的數(shù)量逐步提高，細菌與真菌的比值(即 B/F)也是逐步提高，從生理類群的研究結(jié)果看，隨著種植年限的延長

10、，土壤中的自生固氮菌、硝化細菌、亞硝化細菌、纖維素分解菌和硫化細菌的數(shù)量也是在慢慢下降。
　　4、初步探明了黃河三角洲土壤微生物區(qū)系季節(jié)動態(tài)變化規(guī)律
　　以二色補血草、鹽地堿蓬和檉柳根際土壤微生物為研究對象，通過對不同月份(4月、7月和9月)土壤微生物的數(shù)量變化研究了微生物區(qū)系季節(jié)動態(tài)變化，結(jié)果表明，同一鹽生植物根際不同月份之間微生物數(shù)量呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律，細菌在各樣地均占絕對優(yōu)勢，比例最大，微生物的數(shù)量7月份較多，9月份較