喀斯特灌叢群落豆科植物共生固氮資源調(diào)查及根瘤菌多樣性研究.pdf

1、我國喀斯特地區(qū)石漠化嚴重，生態(tài)系統(tǒng)嚴重退化，是我國急需治理的生態(tài)脆弱區(qū)之一。該地區(qū)氮素在耕作和退化土壤中流失嚴重，使其成為植被恢復(fù)過程的重要限制性因素之一。豆科植物能明顯改善土壤結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)狀況，并能改善土壤微環(huán)境，為其他植物的遷移、定居、生長創(chuàng)造條件，從而促進退化生態(tài)系統(tǒng)植被演替與恢復(fù)。但到目前為止，對喀斯特地區(qū)豆科植物及其共生根瘤菌資源調(diào)查還很少，根瘤菌的區(qū)域特異性及其生態(tài)效應(yīng)還不清楚。另外，退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與石漠化治理過程中，灌叢演

2、替階段的生態(tài)意義重大。石漠化灌叢是輕、中、重度等各石漠化程度生境上分布面積最大的一類植被，是退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中極其重要的轉(zhuǎn)折階段。從灌叢階段開始，生態(tài)系統(tǒng)水土流失等退化過程基本停止，土壤肥力、物種多樣性顯著提高，恢復(fù)過程逐步加強。對喀斯特地區(qū)灌叢群落開展豆科植物及其共生根瘤菌資源調(diào)查與根瘤菌多樣性研究，有利于加深對該地區(qū)豆科植物及其根瘤菌共生資源多樣性與特異性的認識，并為篩選出能適應(yīng)喀斯特退化生境的先鋒豆科植物－高效固氮根瘤菌組合提

3、供技術(shù)指導(dǎo)，為豆科植物在喀斯特地區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建中的應(yīng)用提供理論依據(jù)與實踐支持。本文對喀斯特地區(qū)的25塊灌木樣地進行植被調(diào)查和豆科植物結(jié)瘤調(diào)查，并對分離的根瘤菌構(gòu)建了16S rDNA與nifH系統(tǒng)發(fā)育樹，主要結(jié)論如下：
　　 1.樣地共有植物81科，172屬，218種。其中最大的科為豆科，有13屬，16種。豆科植物占總屬的7.56％，占總種數(shù)的7.34％。灌叢群落灌木層優(yōu)勢種為檵土、黃荊和豹皮樟；草本層優(yōu)勢種為翠云草、腎蕨和苔草

4、。相比群落優(yōu)勢種，豆科植物在灌叢群落的重要值均很小。其中，西南杭子梢、香合歡、藤黃檀的重要值稍大。
　　 2.16種豆科植物中，共發(fā)現(xiàn)7種植物結(jié)瘤。其中，蝶形花亞科6種，含羞草亞科1種，云實亞科未發(fā)現(xiàn)結(jié)瘤。根瘤大多數(shù)著生在側(cè)根上，少數(shù)著生在主根上；形態(tài)多為球狀、棒狀，少數(shù)為珊瑚狀；表面皮層厚，顏色多為土黃色或褐色。
　　 3.總共分離出7種菌株，菌株在YMA平板上的菌落形態(tài)為透明或半透明，白色或乳白色，凸起，邊緣光滑，有

5、莢膜產(chǎn)生。對分離的根瘤菌進行16S rDNA與nifH序列測序，參照根瘤菌相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)菌株，構(gòu)建供試菌株與標(biāo)準(zhǔn)菌株的系統(tǒng)發(fā)育樹。對16SrDNA與nifH系統(tǒng)進化樹分析發(fā)現(xiàn)，分離自不同植物的7種根瘤菌均屬于慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)，但根據(jù)16S rRNA基因與nifH構(gòu)建的系統(tǒng)進化樹之間存在差異。在根據(jù)16S rDNA序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹中，7種菌株分別與B.canariense和B.pachyrhizi聚在一起；在根