入侵菊科植物對根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、近年來，入侵植物與土壤微生物的互作已經(jīng)成為研究入侵植物與入侵地生境關(guān)系的熱點(diǎn)之一。而土壤微生物群落又是影響入侵植物入侵力和生態(tài)系統(tǒng)可入侵性的關(guān)鍵因素。本研究利用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid, PLFA)和DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis, DGGE)技術(shù)，針對紫莖澤蘭(Ageratina adenophora)、豚草(Ambrosia artemisi

2、ifolia L.)和黃頂菊(Flaver iabidentis)三種典型的菊科入侵植物不同入侵階段根際土中的微生物群落進(jìn)行了研究，從菊科入侵植物對土壤微生物群落影響方面來討論入侵植物可能的入侵機(jī)制。主要實驗結(jié)果如下：
　　 1．紫莖澤蘭、豚草和黃頂菊對土壤理化性質(zhì)影響
　　 土壤pH值變化：紫莖澤蘭和黃頂菊的入侵提高了土壤的pH值，但是豚草的入侵降低了土壤的pH值。云南和四川紫莖澤蘭重度入侵土的pH值比本地植物土提高了

3、0.52和0.18;保定和衡水黃頂菊重度入侵土的pH值分別比本地植物土提高了0.70和0.57;遼寧和江蘇重度入侵土的pH值分別比本地植物土降低了1.08和1.06。
　　 土壤有機(jī)碳含量變化：紫莖澤蘭、豚草和黃頂菊的入侵均提高了土壤中有機(jī)碳含量。云南和四川紫莖澤蘭重度入侵土的有機(jī)碳含量分別比本地植物土提高了48.6％和30.3％；遼寧和江蘇豚草重度入侵土的有機(jī)碳含量分別比本地植物土提高了10.8％和25.3％；保定和衡水黃頂菊

4、重度入侵土有機(jī)碳含量分別比本地植物土提高了16.2％和11.8％。
　　 土壤總氮、總磷和總鉀含量變化：紫莖澤蘭、豚草和黃頂菊的入侵均提高了土壤中總氮的含量，云南和四川紫莖澤蘭重度入侵土總氮量分別比本地植物土提高了10.5％和61.6％；遼寧和江蘇豚草重度入侵土總氮量分別比本地植物土提高了88.1％和16.2％；保定和衡水重度入侵土總氮量分別比本地植物土提高了7.6％和8.9％。但紫莖澤蘭、豚草和黃頂菊的入侵對土壤中總磷和總鉀含

5、量影響不大。
　　 2．紫莖澤蘭、豚草和黃頂菊對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
　　 紫莖澤蘭的入侵導(dǎo)致土壤中真菌數(shù)量顯著減少，卻顯著提高了土壤中叢枝菌根真菌(Vesicular-arbuscular mycorrhizas fungi, VAM)和放線菌的數(shù)量。其中云南重度入侵土中真菌量降低了27.7％；云南重度入侵土中VAM和放線菌量分別增加了43.2％和12.1％。隨著紫莖澤蘭入侵的加重cy19:0/18:1ω7c的比值

6、顯著降低，而真菌/細(xì)菌和G-/G+的比值卻顯著升高。云南重度入侵土cy19:0/18:1ω7c的比值降低了31.6％；四川重度入侵土真菌/細(xì)菌和G-/G+的比值分別增高了20％和55.3％。
　　 豚草的入侵降低了土壤中真菌和放線菌的數(shù)量。但遼寧豚草的入侵提高了土壤中VAM數(shù)量，江蘇豚草對VAM的影響趨勢與之相反。江蘇重度入侵土中真菌量降低了33.8％；遼寧重度入侵土中放線菌量降低了20.8％；遼寧重度入侵土中VAM量增加了96

7、.7％；江蘇重度入侵土中VAM量降低了34.1％。隨著豚草的入侵加重，cy19:0/18:1ω7c、真菌/細(xì)菌和G-/G+比值均逐漸降低。遼寧重度入侵土cy19:0/18:1ω7c比值、江蘇重度入侵土真菌/細(xì)菌和G-/G+分別降低了57.8％、31.5％和27.2％。
　　 黃頂菊的入侵導(dǎo)致土壤中真菌和放線菌數(shù)量顯著減少，VAM數(shù)量卻顯著顯著增加。保定重度入侵土中真菌量降低了46.9％；衡水重度入侵土中放線菌量降低了26.8％；

8、保定重度入侵土中VAM量增加了223％。兩地真菌/細(xì)菌和G-/G+的比值均隨黃頂菊入侵程度的加重而增高，但cy19:0/18:1ω7c的比值卻隨著降低。保定重度入侵土cy19:0/18:1ω7c的比值降低了49.1％；保定重度入侵土真菌/細(xì)菌和G-/G+的比值分別升高了59.8％和62％。
　　 3．紫莖澤蘭、豚草和黃頂菊不同入侵階段的土壤細(xì)菌的PCR-DGGE
　　 選擇27f/1492r和338F-GC/518R兩個

9、引物對，采用巢式PCR方法擴(kuò)增細(xì)菌V3區(qū)片段。擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行DGGE分離并切膠測序。DGGE圖譜顯示，不同入侵階段土壤細(xì)菌群落差異明顯，重度入侵土中的細(xì)菌種類普遍多于輕度入侵土和本地植物土?；厥諆?yōu)勢條帶的結(jié)果顯示，重度入侵土中的主要優(yōu)勢細(xì)菌類群是芽孢桿菌屬，其中同源性達(dá)到100％的類群為巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium;)、彎曲芽孢桿菌(Bacillus flexus)、炭疽芽孢桿菌(Bacillus anthraci