銅陵銅尾礦廢棄地可培養(yǎng)固氮菌和氨氧化細菌研究.pdf

1、銅陵是我國六大銅業(yè)基地之一,區(qū)內(nèi)堆存在大量的銅尾礦廢棄地,多數(shù)尾礦廢棄地處于自然生態(tài)恢復狀態(tài)。其自然生態(tài)恢復過程表現(xiàn)為典型的生態(tài)系統(tǒng)原生演替過程:棄置后的尾礦裸地表面首先形成以藻類、蘚類占優(yōu)勢的隱花植物結皮(cryptogamic crust),而后草本維管植物定居并逐漸形成自然植物群落。在尾礦廢棄地自然生態(tài)恢復過程中氮素及氮循環(huán)常常處于關鍵的地位。目前,關于重金屬尾礦廢棄地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過程中土壤固氮菌和氨氧化細菌群落多樣性的研究國內(nèi)外

2、鮮見報道。研究上的不足導致了人們對包括尾礦廢棄地在內(nèi)的各類人為原生裸地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過程中土壤固氮細菌和氨氧化細菌群落結構、功能多樣性等重要生態(tài)學理論問題的認識十分膚淺。本研究以4處不同時期棄置的、處于3個演替階段(原生裸地階段、隱花植物結皮階段和草本維管植物群落階段)的銅尾礦廢棄地為研究對象,利用PCR-DGGE和測序分析法對位于銅陵銅尾礦廢棄地不同植被類型下的尾礦理化性質(zhì)、可培養(yǎng)微生物數(shù)量及可培養(yǎng)固氮菌和氨氧化細菌多樣性進行了探討。主

3、要研究結果如下:
　　1隨著尾礦廢棄地上植物群落的形成和發(fā)展,尾礦廢棄地水分含量增加、pH降低、土壤有機質(zhì)和總氮含量提高;
　　2銅尾礦廢棄地自然生態(tài)恢復過程中,隨著生態(tài)系統(tǒng)演替的進行尾礦廢棄地中土壤微生物量逐漸增加,不同演替階段土壤微生物群落的結構表現(xiàn)為細菌數(shù)量>放線菌數(shù)量>真菌數(shù)量,三者所占的比例分別為細菌60.68﹪~97.45﹪、放線菌2.50﹪~39.13﹪、真菌0.05﹪~0.82﹪?？膳囵B(yǎng)細菌多樣性的DGGE圖

4、譜特征表明,不同植物群落下的尾礦樣品中條帶的位置、亮度以及數(shù)目各有不同,因此不同植物群落下細菌的Shannon Wiener指數(shù)存在差異性,其中以白茅植物群落下的多樣性指數(shù)最大,表明白茅植物群落下可培養(yǎng)細菌優(yōu)勢種群較豐富;
　　3處于不同演替階段的4個尾礦庫中可培養(yǎng)自生固氮菌多樣性指數(shù)不同。其中,有植物群落定居的尾礦土壤中可培養(yǎng)自生固氮菌多樣性指數(shù)大于無任何植物生長的尾礦裸地;而在同一尾礦庫中隱花植物結皮下多樣性指數(shù)最高,說明其遺

5、傳信息豐富。在DGGE分離的條帶中,選取其中11個熒光強度較亮的條帶進行切膠回收測序,測序的結果在GeneBank數(shù)據(jù)庫中用BLAST進行檢索和進行同源性比較。結果表明,尾礦中固氮菌所有序列與Genebank中nifH基因序列的相似性在92％-100％之間,分別屬于根瘤菌屬(Rhizobium)、農(nóng)桿菌屬(Agrobacterium)和假單胞菌屬(Pseudomonas);另外,其余幾株菌株與數(shù)據(jù)庫中目前未獲得純培養(yǎng)的未知名的菌株之間也

6、具有大于97％的相似性。
　　4不同植物群落下的尾礦土壤中氨氧化細菌的多樣性指數(shù)不同;對氨氧化細菌16Sr DNA擴增的產(chǎn)物進行DGGE分離,選取其中12個熒光強度較亮的條帶進行切膠回收測序,測序的結果在GeneBank數(shù)據(jù)庫中用BLAST進行檢索和進行同源性比較。結果表明,獲得的AOB序列與GenBank數(shù)據(jù)庫中已知序列的相似度都高于95％。其中,1、3、5號條帶分別與GenBank中已知無色菌屬(Achromobacter)的