重金屬Cd脅迫下南美蟛蜞菊入侵對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其代謝活性的影響.pdf

1、隨著人類活動(dòng)的日益增加，導(dǎo)致了全球性的環(huán)境變化，如生物入侵。作為全球變化的重要組成部分之一，外來生物引起的生物入侵已對(duì)入侵地的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能造成了多重影響。所以，隨著入侵植物的入侵程度加重，外來生物成功入侵的機(jī)制逐漸受到生態(tài)學(xué)家的日益關(guān)注。入侵植物成功入侵的主因之一就是促進(jìn)其根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的演替、強(qiáng)化微生物群落功能的發(fā)揮，進(jìn)而創(chuàng)造更好的土壤微環(huán)境，反過來進(jìn)一步加劇其入侵進(jìn)程。而且，由于土壤微生物對(duì)外界環(huán)境變化的響應(yīng)速度敏感

2、，已被作為生態(tài)安全的重要指標(biāo)之一。另外，隨著諸如工業(yè)發(fā)展、廢水灌溉、污泥利用、固體廢物處置以及排放汽車尾氣等人為活動(dòng)的頻度和強(qiáng)度的增強(qiáng)，重金屬污染也日益嚴(yán)重。這使得外來植物的入侵機(jī)制更趨于復(fù)雜化和多樣化。所以，分析重金屬污染背景下入侵植物對(duì)土壤微生物的影響對(duì)了解入侵植物的入侵機(jī)制具有舉足輕重的作用。該研究結(jié)果將對(duì)更清楚認(rèn)識(shí)以重金屬為代表的全球環(huán)境變化背景下外來植物成功入侵的機(jī)理及其防控具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　 本實(shí)驗(yàn)選取

3、被世界自然保護(hù)聯(lián)盟列為100種惡性外來入侵物種的南美蟛蜞菊(Wedeliatrilobata)及其本土近緣種鹵地菊(W.prostrata)為研究對(duì)象，探究了土壤環(huán)境中微生物生理學(xué)指標(biāo)在不同濃度鎘(Cd)(0、25、50、100、200mgkg-1)處理下不同植物、苯菌靈(100mgkg-1)處理的動(dòng)態(tài)變化，并通過以DGGE技術(shù)為代表的分子生物學(xué)技術(shù)手段來分析在不同Cd濃度脅迫背景下入侵植物對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其代謝活性的影響。

4、>　　 本實(shí)驗(yàn)主要研究結(jié)果如下:
　　 1.重金屬Cd顯著降低了植物的葉片數(shù)、莖長度、莖節(jié)數(shù)、葉鮮重、莖鮮重及根鮮重，而且除了根鮮重之外，Cd對(duì)葉片數(shù)、莖長度、莖節(jié)數(shù)、葉鮮重、莖鮮重的影響均是隨Cd梯度濃度的增大而增大。
　　 2.重金屬Cd顯著影響了土壤pH值，而且隨著濃度增大，影響越明顯;兩種植物相比，南美蟛蜞菊處理?xiàng)l件下土壤pH值顯著高于鹵地菊處理，表明南美蟛蜞菊的入侵顯著提高了土壤pH值，這可能是由于南美蟛蜞菊

5、通過提高土壤pH值降低重金屬的溶解性，即降低重金屬的毒性，從而進(jìn)一步提高其入侵性。
　　 3.重金屬Cd對(duì)微生物蛋白質(zhì)量無顯著性影響，而且南美蟛蜞菊土壤中微生物蛋白質(zhì)量明顯高于鹵地菊土壤中的蛋白質(zhì)含量，這可能是由于南美蟛蜞菊通過加速土壤的氮循環(huán)，增強(qiáng)了土壤微生物群落的演替，進(jìn)而促進(jìn)其進(jìn)一步的入侵。
　　 4.重金屬Cd顯著降低了總球囊霉素相關(guān)土壤蛋白的濃度，在南美蟛蜞菊加苯菌靈和鹵地菊加苯菌靈兩種處理下，Cd顯著降低了易

6、提取球囊霉素相關(guān)土壤蛋白的濃度。兩種植物相比，鹵地菊土壤中易提取球囊霉素相關(guān)土壤蛋白的濃度顯著高于南美蟛蜞菊。
　　 5.重金屬Cd顯著降低了土壤堿性磷酸酶、土壤脲酶和土壤過氧化氫酶的活性，并且隨著Cd濃度的增大其效益也隨之增大。兩種植物相比，南美蟛蜞菊土壤中堿性磷酸酶的活性顯著低于鹵地菊，而土壤中脲酶的活性無顯著性差異。這可能是由于南美蟛蜞菊通過加速營養(yǎng)循環(huán)，尤其是磷循環(huán)，從而進(jìn)一步提高其入侵力。
　　 6.南美蟛蜞菊

7、顯著改變土壤微生物群落。其中通過對(duì)優(yōu)勢條帶的回收測序，證明PCR-DGGE實(shí)驗(yàn)檢測出的細(xì)菌顯著條帶序列可能屬于根瘤菌、反硝化細(xì)菌、β-變形桿菌屬、芽胞桿菌屬、不動(dòng)桿菌屬、不可培養(yǎng)細(xì)菌等;真菌顯著條帶序列可能屬于齒梗孢屬、德巴利氏酵母屬、內(nèi)養(yǎng)囊霉屬、隱球菌屬、酵母屬等。南美蟛蜞菊顯著改變土壤微生物群落及其功能可能在其進(jìn)一步的入侵進(jìn)程中扮演著舉足輕重的角色。
　　 7.南美蟛蜞菊和鹵地菊根際土壤細(xì)菌群落的多樣性和均勻度均無顯著差異，