陜西不同生態(tài)區(qū)土壤細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，通過對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菌的群落結(jié)構(gòu)多樣性。
　　

2、首先對不同生態(tài)區(qū)土壤中可培養(yǎng)的好氧固氮菌目進行了統(tǒng)計，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)。每個生態(tài)區(qū)中選6個土壤樣本，根據(jù)菌落形態(tài)差異，共分離出97株固氮細菌，并對其16SrDNA進行了測序，結(jié)果表明它們歸屬于27個屬，其中主要優(yōu)勢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％、類芽孢桿菌屬（Paenibacillus）7.21％、根瘤菌屬（Rhizobium）6.10％。通過研究所分離固氮菌株對小麥根系的促生作用，發(fā)現(xiàn)LP4.4-SZ4（Arthrobacter）、NS2.1-SZ1(Burkholderia)兩株菌能促進小麥根系生長，且NS2.1-SZ1促生作用較強。分別對不同土壤樣本中固氮菌多樣性和4個生態(tài)區(qū)的土壤理化性質(zhì)進行了相

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對固氮菌的分布影響最大。PCA分析結(jié)果表明兩個主坐標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，由此說明這四個生態(tài)區(qū)的固氮菌組成分布具有差異性。
　　同時，還對四個生態(tài)區(qū)不同土壤樣品的細菌多樣性進行了分析，分別提取細菌基因組，高通量測序研究發(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)。在細菌門分類水平上，放線菌門（Actinobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）和變形菌門（Proteobacteria）是四個不同生

6、態(tài)區(qū)中三大主導(dǎo)細菌類群，其余細菌類群的豐度則和生態(tài)區(qū)域的土壤類型具有相關(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是影響細菌分布和組成多樣性的關(guān)鍵因素，其中厚壁菌門（Firmicutes）、WS3、硝化螺菌門（Nitrospira）、浮霉菌門（Planctomycetes）和擬桿菌門（Bacteroidetes）和pH、TN和TC之間呈正相關(guān)性。土壤理化性質(zhì)不僅影