陜西黃土高原固氮植物沙棘根際微生物多樣性研究.pdf

1、為探索黃土高原地區(qū)非豆科固氮植物沙棘(Hippophae rhamnoides)根際促生菌在促進(jìn)植被恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)重建過程中的作用，以陜西關(guān)中地區(qū)結(jié)瘤沙棘根際土壤和根瘤為研究材料，通過對其微生物種群結(jié)構(gòu)與土壤肥力之間關(guān)系的檢測，以及根際氫氧化細(xì)菌、弗蘭克氏菌(Frankia)和VA菌根(Vesicular-Avbuscular mycorrhiza)真菌多樣性的研究，了解非豆科植物根際氫氧化細(xì)菌的種屬分布情況，豐富現(xiàn)有關(guān)于氫氧化細(xì)菌分類

2、的研究，并探索沙棘根際多種微生物聯(lián)合促生的關(guān)系和機(jī)制。主要實驗內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 本實驗采用氣體循環(huán)體系，電解水產(chǎn)生微量H2處理根際土壤，結(jié)果顯示處理后的土壤中微生物種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，細(xì)菌和放線菌數(shù)量增加，其中氫氧化細(xì)菌數(shù)量顯著增加，而真菌數(shù)量卻有所減少；處理后土壤中微生物呼吸作用強(qiáng)度以及土壤酶的活性均有不同程度的提高，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加，植物激素類物質(zhì)增多，說明H2處理后土壤的肥力有所提高。
　　 采用持續(xù)通H2的

3、氣體循環(huán)培養(yǎng)體系和礦質(zhì)鹽(MSA)培養(yǎng)基分離出59株細(xì)菌。通過TTC試驗、氣相色譜法測定氧化H2能力以及自養(yǎng)生長檢測，篩選出12株含氫化酶且氧化H2能力較強(qiáng)的菌株，初步確定為氫氧化細(xì)菌，其中菌株FS2的的氧化H2能力可達(dá)35.43μmol/L。根據(jù)菌株的形態(tài)特征、培養(yǎng)特征和生理生化特征，初步將這12株菌分屬于芽孢桿菌屬(Bacillus)、氣單胞菌屬(Aeromonas)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、微球菌屬(Micrococ

4、cus)、黃單胞菌屬(Xanthomonas)、短狀桿菌屬(Brachybacterium)、諾卡氏菌屬(Nocardia)和脂肪桿菌屬(Pimelobacter)。菌株FS2的16S rRNA基因序列(GenBank登錄號為GU084156)與芽孢桿菌屬同源性為99％，在系統(tǒng)發(fā)育樹上位于同一分支，進(jìn)一步將菌株FS2歸為芽孢桿菌屬(Bacillus)。
　　 利用薄層層析的方法篩選出2株具有ACC脫氨酶的菌株FS2和WS4，并檢

5、測了對兩株菌ACC脫氨酶活性的影響因素。結(jié)果表明兩株菌在培養(yǎng)24h時可分解近90％的ACC，最適溫度為30-35℃，最適pH為7-7.5。
　　 從沙棘根瘤中分離出3株內(nèi)生菌SY1，SY2，SY3，其屬于慢生長型放線菌，在BAP液體培養(yǎng)基中形成顆粒狀或絮狀沉淀；在光學(xué)顯微鏡下，菌絲有分枝且粗細(xì)不一，無氮培養(yǎng)基誘導(dǎo)可產(chǎn)生泡囊，這些特征均符合弗蘭克氏菌的一般性質(zhì)，可將3株內(nèi)生菌初步斷定為弗蘭克氏菌。通過對3株內(nèi)生菌的生物學(xué)特性研究發(fā)

6、現(xiàn)，菌株SY1和SY2為生理A型，菌株SY3為生理AB型，利用較好的碳源是葡萄糖和Tween-80，利用較好的氮源是硫酸銨和硝酸鉀。
　　 利用酸性品紅對沙棘根段染色，結(jié)果可見3批樣品沙棘根系都有VA菌根(Vesicular-Avbuscular mycorrhiza)真菌侵染，侵染率分別為55.6％，72％，65％。采用濕篩傾析法從沙棘根際土壤鑒定出2屬7種VA菌根真菌，包括球囊霉屬(Glomus)6種：縮球囊霉(Glomus

7、 constrictum Trappe)、近明球囊霉(Glomus claroideum Schenck& Smith)、根內(nèi)球囊霉(Glomus intraradices Schenck& Smith)、地球囊霉(Glomus geosporum Walker)、透光球囊霉(Glomus diaphanum Marton& walker)、網(wǎng)狀球囊霉，(Glomus reticulatumBhattacharjee& Mukerji)