土壤微生物多樣性

1、1土壤微生物多樣性的研究進展摘要：土壤微生物是土壤的重要組成部分，是土壤有機質(zhì)和土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的主要動力，它參與土壤有機質(zhì)的分解、腐殖質(zhì)的形成等生化過程，在土壤生態(tài)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。本文從土壤微生物多樣性的定義、研究層次、研究方法和其影響因素來闡述目前國內(nèi)外土壤微生物多樣性的研究進展，并對目前存在的問題和今后面臨的挑戰(zhàn)提出幾點看法。關(guān)鍵詞：土壤微生物；多樣性；PCRDGGEAdvancesofstudiesonsoilmic

2、robialdiversityAbstract:Soilmicroganismoneoftheimptantcomponentsofsoilisthemainpowerofsoilganicmattersoilnutrientstransfmationcirculationparticipatesinthefmingofitsresolvinghumusofparticipatinginsoilganicmatteretc.Itplay

3、saveryimptantroleinthesoilecosystem.Thispapersurveyedadvancesofbiodiversityofsoilfromthedefinitionofsoilmicrobialdiversityresearchlevelseffectfactsresearchapproaches.Furthermesomeproblemssuggestionswereputfwardfthefurthe

4、rstudyofsoilmicrobialdiversity.Keywds:soilmicroganismdiversityPCRDGGE土壤中含有各種各樣的有機和無機營養(yǎng)物，它是微生物生長和繁殖的天然培養(yǎng)基。土壤的條件也是十分復(fù)雜的，而且多變。土壤微生物是指土壤中借助光學(xué)顯微鏡才能看到的微小生物，包括原核微生物如細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌及超顯微結(jié)構(gòu)微生物，以及真核生物如真菌、藻類（藍(lán)藻除外）、地衣和原生動物等。微生物積極參與土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化過

5、程，在土壤形成、肥力演變、植物養(yǎng)分有效化和土壤結(jié)構(gòu)的形成與改良、有毒物質(zhì)降解及凈化等方面起著重要作用。數(shù)量龐大、種類繁多的土壤微生物是豐富的生物資源庫[1]。土壤微生物多樣性是指生命體在遺傳、種類和生態(tài)系統(tǒng)層次上的變化。它代表著微生物群落的穩(wěn)定性，也反映土壤生態(tài)機制和土壤脅迫對群落的影響。土壤微生物多樣性還可以定義為微生物生命的豐富性，通常以土壤生物區(qū)系的變化和生物化學(xué)過程間的相互關(guān)系來反映。目前在地上部植物和動物的多樣性方面開展了大量

6、的研究，但對土壤生物多樣性，特別是在土壤微生物多樣性方面的研究仍較薄弱。隨著現(xiàn)代生物學(xué)尤其是多聚酶鏈反應(yīng)（PCR）、核酸測序等分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對土壤微生物多樣性有了更深入的了解。1土壤微生物分布及其群落分布土壤微生物分布及其群落分布1.1土壤中微生物的分布土壤中微生物的分布土壤中的微生物種類是及其豐富的，據(jù)文獻記載，1g干重農(nóng)田土壤就含有幾百萬個細(xì)菌，數(shù)十萬個真菌孢子和數(shù)萬個原生動物和藻類。生境的物理化學(xué)特征可以影響在這一

7、區(qū)域中生活的微生物生長、代謝活力、生物與生物之間的相互作用和微生物的生存。土壤中的微生物既有土著微生物又有外來微生物，其中土著微生物是指在一個給定的生境中那些能生存、生長和進行活躍代謝的微生物，并且這3光合作用合成有機物。合成的含氮物質(zhì)可以給其他微生物和高等植物提供氮源，有時這些含氮物質(zhì)甚至可以成為這些微生物生長的限制因子。藍(lán)細(xì)菌在沒有植物生長的土壤表面上形成表面殼，這對土壤具有穩(wěn)定作用。固氮菌是土壤中的自生固氮菌，能把大氣中的氮氣轉(zhuǎn)化

8、成氮化合物。土壤中的某些厭氧梭狀芽孢桿菌也能固定氮氣。根瘤菌和某些植物通過共生進行固氮。在土壤中還有許多化能異養(yǎng)菌能對無機物進行轉(zhuǎn)化，這對于維持土壤肥力是必要的。在土壤生境中可以發(fā)現(xiàn)許多外來微生物，它們是來自于空氣、水圈或者由植物或動物帶入到土壤中，例如，某些植物致病菌就可以由有病植物組織帶入土壤中，如農(nóng)桿菌屬、棒桿菌屬、歐文氏菌屬（Erwinia）、假單胞菌屬和黃單胞菌屬。進入土壤生態(tài)系統(tǒng)的外來微生物一般很快死亡，但在某些情況下，某些

9、外來微生物在土壤中可以生存很長時間，能形成芽孢和其他抗性狀態(tài)的微生物可以在土壤中存在很長時間。在土壤中真菌的生物量相當(dāng)大，在土壤中可以找到大部分的真菌，土壤真菌可以以游離的狀態(tài)存在或與植物根形成菌根關(guān)系。真菌主要存在于土壤上表面10cm處，在30cm以下很難找到真菌。如果土壤含有大量的氧氣，那么真菌的量就很大。在土壤中常見的真菌主要是半知菌，如曲霉屬（Aspergillus）、地霉屬（Geotrichum）、青霉屬（Penicillum

10、）和木霉屬（Trichoderma），但也可以找到大量的子囊菌和擔(dān)子菌。土壤中的土著酵母主要是半知菌，如假絲酵母屬（Cida）、紅酵母屬（Rhodotula）和隱球酵母屬（Cryptococcus）。油脂酵母屬（Lipomyces）、施萬酵母屬（Schwanniomyces）、克魯氏酵母屬（Kluyveromyces）、裂芽酵母屬（Schizoblastospion）、漢遜氏酵母屬（Hansenula）、假絲酵母屬和隱球酵母屬只能在土壤

11、中分離到，這說明土壤是它們的天然環(huán)境。大量的藻類可以生活在土壤中，大部分藻類是生活在土壤表面或土壤上表層的數(shù)毫米處。在土壤表層的土著藻類可以進入土壤的亞皮層，這時這些藻類又成為外來藻類，并且有可能被其他微生物吞噬。大部分原生動物往往只存在于土壤的表層15cm處，因為它們需要相對高濃度的氧氣，這些原生動物是土壤細(xì)菌和藻類的捕食者。細(xì)菌病毒在土壤中是廣泛分布的，但數(shù)量不是很多。如果有關(guān)的細(xì)菌數(shù)目增加，那么相關(guān)的病毒數(shù)目也在增加。根瘤菌及其噬

12、菌體與形成根瘤和固氮的關(guān)系引起許多研究者的注意。但是，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)對噬菌體產(chǎn)生抗性的根瘤菌卻不能進行固氮，這是一個奇怪的現(xiàn)象。能引起高等植物產(chǎn)生病變的某些病毒通常也可以存在于土壤中，但有些植物病毒在土壤中僅能生存很短時間。某些能感染植物根的病毒可以被某些線蟲和真菌攜帶并進行傳播。2土壤微生物多樣性研究層次土壤微生物多樣性研究層次長期以來，微生物多樣性的研究層次一直是眾說紛紜。DeLong[3]認(rèn)為生物多樣性應(yīng)從物種多樣性、遺傳（基因）多樣性