木麻黃林地微生物次生代謝產(chǎn)物及真菌群落結(jié)構(gòu)多樣性分析.pdf

1、木麻黃的化感作用對植株生長和林木更新產(chǎn)生重要的影響，近年來木麻黃化感物質(zhì)的來源、化感作用途徑和化感物質(zhì)的分類等被大量的研究。關(guān)于化感物質(zhì)來源的研究大多集中于木麻黃植株本身，土壤微生物作為木麻黃林地微環(huán)境的重要組成成分，不僅具有豐富的種類，而且其次生代謝產(chǎn)物也相當(dāng)豐富，是木麻黃林地化感物質(zhì)來源中一個重要的不可忽略的方面。因此本文對木麻黃林地所鑒定出的不同林齡的差異性細(xì)菌和真菌次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析，通過GC-MS技術(shù)對不同林齡差異性菌種的發(fā)

2、酵液浸提液進(jìn)行鑒定，并且對所鑒定出來的物質(zhì)種類和含量進(jìn)行分析，將菌體發(fā)酵液所鑒定出來的物質(zhì)與前期所鑒定出來的木麻黃根、凋落物、土壤浸提液所鑒定出來的物質(zhì)成分進(jìn)行對比分析。為了探究木麻黃林地差異性土壤微生物的化感潛力，用不同種類的菌體發(fā)酵液對鄉(xiāng)土樹種青皮、紅厚殼和楊葉肖槿進(jìn)行處理，探究其種子萌發(fā)率的差異，從而探究不同菌體發(fā)酵液對同一鄉(xiāng)土樹種化感潛力的差異及同一菌體發(fā)酵液對不同樹種化感潛力的影響。對物質(zhì)合成過程中的主要酶類進(jìn)行實(shí)時熒光定量P

3、CR，探究在物質(zhì)合成過程中不同酶類的表達(dá)量差異。為了更好的探究木麻黃林地微生物菌群的群落結(jié)構(gòu)多樣性，本文通過PE250測序平臺進(jìn)一步對木麻黃林地真菌群落結(jié)構(gòu)多樣性進(jìn)行分析，以期更好地了解木麻黃林地土壤微環(huán)境，為木麻黃林的更新和保護(hù)提供更多的理論依據(jù)。本文主要研究結(jié)果如下：
　　1.GC-MS鑒定結(jié)果表明，不同林齡木麻黃林地差異木麻黃林地特有細(xì)菌和真菌的次生代謝產(chǎn)物所鑒定出來的物質(zhì)主要為酸、酯、烷、醛、酮、酰胺、酚類、醚類、吡喃、吡

4、啶等有機(jī)化合物，不同菌種所鑒定出來的物質(zhì)種類和含量存在差異。采用甲醇作為萃取劑共萃取出100余種物質(zhì)比采用正己烷作為萃取劑所鑒定出來的物質(zhì)更為豐富。木麻黃林地土壤特有細(xì)菌代謝產(chǎn)物中與木麻黃土壤、根、凋落物的共有物質(zhì)有5種，分別為2,4-二叔丁基苯酚、硬脂酸甲酯、1,2,3,4-丁四醇、甘油醚和苯并吡喃，并且存在部分特有物質(zhì)。木麻黃林地特有真菌代謝產(chǎn)物中與木麻黃壤、根、凋落物的共有物質(zhì)也有5種，分別為2,4-二叔丁基苯酚、硬脂酸甲酯、棕櫚

5、酸甲酯、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、二苯砜，和細(xì)菌次生代謝產(chǎn)物具有部分物質(zhì)重疊。
　　2.不同來源的菌種發(fā)酵液對青皮、紅厚殼和楊葉肖槿種子萌發(fā)率較對照組均有明顯的抑制作用，延長了種子萌發(fā)時間，三種鄉(xiāng)土樹種的發(fā)芽率、絕對發(fā)芽率、絕對發(fā)芽勢和化感效應(yīng)指數(shù)均受到了抑制作用。三種鄉(xiāng)土樹種中青皮種子的受抑制作用最強(qiáng)，楊葉肖槿次之，紅厚殼最弱，說明不同鄉(xiāng)土樹種在面對外界環(huán)境作用時耐受性不同，因此受影響程度也存在差異。在細(xì)菌

6、菌體發(fā)酵液中對種子萌發(fā)抑制作用最強(qiáng)的是無花果沙雷氏菌，在真菌中對種子萌發(fā)抑制作用最強(qiáng)的是日本曲霉原變種，分析其原因可能是此兩種菌液中所含有的具有化感潛力的物質(zhì)較多，具有較強(qiáng)的化感抑制作用。
　　3.無花果沙雷氏菌為木麻黃中齡林特有的差異性細(xì)菌，其次生代謝產(chǎn)物硬脂酸甲酯在發(fā)酵液浸提液和木麻黃林土壤浸提液中共同含有，因此推測該物質(zhì)經(jīng)由微生物代謝合成之后經(jīng)過轉(zhuǎn)化作用進(jìn)入土壤。在硬脂酸甲酯合成過程中涉及到的主要酶類實(shí)時熒光定量PCR結(jié)果表

7、明，不同酶類的相對表達(dá)量存在差異，乙酰CoA酶類中相對表達(dá)量最高的是乙酰CoA羧化酶A(accA)；酰基轉(zhuǎn)移酶類中相對表達(dá)量最高的是β-羥脂酰ACP脫水酶（fabZ）。
　　4.通過PE250測序平臺測序后，在97％的序列相似度下對序列進(jìn)行歸類，對照組的OTU最為豐富，隨著林齡增加OTU數(shù)量表現(xiàn)出隨林齡增長而增加的趨勢。不同林齡聚類樹和柱狀圖組合分析表明，裸地對照和不同林齡樣品之間差異較大單獨(dú)分為一類，相對于中齡林，幼齡林和成熟林

8、組成較為相似，優(yōu)勢物種為子囊菌門和擔(dān)子菌門。不同林齡林地樣品與土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性的RDA/CCA分析表明，土壤理化性質(zhì)中土壤全氮和容重對土壤樣品OTU的影響較大，土壤酶中酸性磷酸酶和過氧化物酶對林地樣品OTU的影響相對較大。PCA和PCoA分析表明裸地對照可分為一類，與中齡林相比，幼齡林和成熟林在組成上較為接近。隨著林齡增長，林地微生物群落存在明顯差異，表現(xiàn)出先降后增的趨勢。
　　總而言之，不同林齡木麻黃林地土壤差異性和差異