秸稈還田土壤中與纖維素降解相關(guān)的微生物的分子生態(tài)學(xué)研究.pdf

1、秸稈是自然界和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中一種重要的資源，秸稈還田對于土壤的肥力狀況及其質(zhì)量和健康都有著非常重要的意義。土壤微生物尤其是其中與纖維素降解有關(guān)的微生物在秸稈的降解過程中起著關(guān)鍵性的作用。本文對秸稈還田土壤中與纖維素降解有關(guān)的微生物進(jìn)行了分子生態(tài)學(xué)研究，研究內(nèi)容共分為三個部分： 第一部分：應(yīng)用PCR-DGGE分子技術(shù)并結(jié)合聚類分析、主成份分析（PCA）等統(tǒng)計分析方法，對土壤微生物在幾種不同的纖維素富集培養(yǎng)條件下的多樣性進(jìn)行了分析。

2、結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同的纖維素富集培養(yǎng)條件對土壤微生物的多樣性有不同程度的影響：CMC和PCS兩種培養(yǎng)基在50℃時所回收的土壤微生物的菌群結(jié)構(gòu)和組成比較相似；而纖維素富集培養(yǎng)基（J培養(yǎng)基）同CMC兩種培養(yǎng)基所回收的土壤微生物菌群結(jié)構(gòu)和組成卻有很大的差異；此外50℃條件下所回收的土壤微生物其菌群結(jié)構(gòu)和組成同28℃、37℃兩個溫度相比也相差較大。這一結(jié)果表明，組合不同的纖維素富集培養(yǎng)條件，結(jié)合分子和統(tǒng)計分析，可以對土壤樣品在不同纖維素富集培養(yǎng)條件下

3、微生物的多樣性進(jìn)行檢測和評估，同時還可以為分離目標(biāo)菌時富集培養(yǎng)條件的選擇提供很有價值的參考。 第二部分：通過建立秸稈還田模擬體系，并應(yīng)用PCR-DGGE分子技術(shù)與聚類分析、主成份分析（PCA）以及偏最小二乘法顯著性分析（PLS-DA）等各種統(tǒng)計分析相結(jié)合的方法，對秸稈還田模擬體系中不同時間點的樣品進(jìn)行了跟蹤檢測和分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1）無機(jī)氮的加入使得還田樣品中纖維素分解菌Streptomyces（100％）的數(shù)量增多，活性增強(qiáng)，其

4、CMC酶活性也相應(yīng)的隨之提高。2）伴隨秸稈和無機(jī)氮的加入，土壤樣品的CMC酶活性相對提高，菌群結(jié)構(gòu)和組成也發(fā)生了很大的變化，而變化尤為顯著的很可能是其中的纖維素分解菌如：Bacillus（100％）和Streptomyces（100％）。本研究為更深入的了解秸稈還田土壤中秸稈降解的過程，更進(jìn)一步揭示秸稈還田改良土壤機(jī)理提供了比較有價值的參考。 第三部分：采用與第二部分相同的研究方法，對秸稈還田土壤中的微生物在50℃高溫下降解秸稈

5、的規(guī)律進(jìn)行了研究分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)50℃這樣一個相對較高的溫度條件對土壤微生物的多樣性有較大的影響；此外，在50℃條件下，秸稈的加入對土壤微生物也有較大的選擇作用，其中Bacillus（98.60％）、Streptomyces（91.23％）或Cellulomonas（91.23％）以及Streptosporangium（100％）或 Planomonospora（100％）這幾個屬的菌變化尤為顯著，土壤CMC酶活性明顯提高，這表明這些菌很