鹽生植物對(duì)黃河三角洲微生物多樣性的影響.pdf

1、黃河三角洲是我國(guó)三大河口三角洲之一，具有巨大土地開發(fā)利用潛力，2009年，國(guó)務(wù)院正式批復(fù)了黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃，將其上升為國(guó)家戰(zhàn)略。但該區(qū)瀕臨渤海，濱海鹽漬土廣泛分布，土壤含鹽量高，鹽分主要以氯化物為主，土壤表層鹽分大多在0.4％-3％的范圍，土壤結(jié)構(gòu)性差，肥力低，極大地限制了該區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。本文針對(duì)黃河三角洲地區(qū)的實(shí)際情況，運(yùn)用傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法和現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)研究了不同鹽生植物對(duì)黃河三角洲土壤微生物多樣性的影響、鹽

2、生植物長(zhǎng)期種植對(duì)黃河三角洲土壤微生物多樣性的影響和土壤微生物區(qū)系季節(jié)動(dòng)態(tài)變化，為研究黃河三角洲鹽堿地生態(tài)系統(tǒng)的改良和治理階段土壤微生物學(xué)多樣性的變化、構(gòu)建優(yōu)化的植被恢復(fù)技術(shù)和提高不同植被的生產(chǎn)力提供理論依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:1、確立了從鹽堿地中高效提取和純化土壤 DNA的方法，并證明了該方法對(duì)多種不同樣品的適用性
　　以黃河三角洲鹽堿地土壤樣品為研究對(duì)象，對(duì)目前已報(bào)道的21種土壤 DNA的提取方法和4種純化方法進(jìn)行比較研究

3、，探索出了一套高效的從土壤樣品中提取、純化大片段 DNA的方法——改良微波法，此方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，能在4小時(shí)以內(nèi)獲得夠質(zhì)夠量的土壤 DNA用于微生物分子生態(tài)學(xué)研究，較適合于廣大實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤 DNA提取工作。通過(guò)摻菌試驗(yàn)、RFLP、RAPD等試驗(yàn)，表明運(yùn)用改良微波法可以有效的從不同樣品(肥沃土壤、活性污泥、河底淤泥、河沙、鹽堿地土壤、哺乳動(dòng)物糞便和鹽芥葉片)中將 DNA提取出來(lái)，而且提取出的DNA是可以直接進(jìn)行分子生物學(xué)操作的，能夠應(yīng)用于微

4、生物分子生態(tài)學(xué)研究。
　　2、明確了不同鹽生植物對(duì)土壤微生物的影響
　　種植鹽生植物后，通過(guò)測(cè)定鹽生植物根際和空白對(duì)照土壤微生物的數(shù)量變化，結(jié)果表明，種植以上五種鹽生植物后，土壤中微生物的總數(shù)都明顯上升，只是程度不一，微生物總數(shù)多少依次為檉柳>二色補(bǔ)血草>馬藺>金銀花>中亞濱藜>對(duì)照，并且耐鹽微生物的數(shù)量和比例均有所下降；各樣地土壤微生物生理類群的數(shù)量表現(xiàn)為:氨化細(xì)菌>自生固氮菌>纖維素分解菌>芽孢菌>硫化細(xì)菌>反硫化細(xì)菌>

5、亞硝化細(xì)菌>硝化細(xì)菌>反硝化細(xì)菌，氨化細(xì)菌和自生固氮菌總數(shù)處于絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，纖維素分解菌的數(shù)量較多，而且各樣地之間生理類群之間差異比較明顯，且各樣地土壤微生物生理類群微生物的數(shù)量多少依次為檉柳>二色補(bǔ)血草>金銀花>馬藺>中亞濱藜>對(duì)照，土壤中各生理類群不僅有助于保持土壤肥力還可以加強(qiáng)其他根際微生物的生命活動(dòng)，在本試驗(yàn)中檉柳對(duì)土壤微生物的影響最大，可以顯著提高其在土壤中的數(shù)量，而且土壤中氨化細(xì)菌、自生固氮菌、纖維素分解菌和亞硝化細(xì)菌的數(shù)量是

6、最多的。
　　RFLP分析和RAPD分析顯示，種植鹽生植物后，土壤微生物的種類和數(shù)量都發(fā)生了相應(yīng)的變化，RFLP分析顯示6樣地16S rDNA擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng) HinfI和Csp6I酶切產(chǎn)生的條帶的大小基本一致，只是亮度有所區(qū)別；RAPD分子標(biāo)記分析顯示，17條引物共計(jì)擴(kuò)增出331條 RAPD條帶，98。8％為多態(tài)性條帶，通過(guò)RAPD條帶圖譜和豐富度分析表明，種植不同鹽生植物后，微生物的種類都有所增加，不同樣地間的微生物種類也有所區(qū)別，

7、其中樣地6(檉柳樣地)最為明顯，6塊樣地微生物群落的DNA序列 Shannon-Wiener指數(shù)有所不同，大小依次為樣地6>樣地5>樣地1>樣地2>樣地3>樣地4，但是樣地間的Shannon-Wiener指數(shù)差異性不大，群落 DNA序列的均勻度大小依次為為樣地1>樣地5>樣地3>樣地2>樣地4>樣地6，整體看樣地1和樣地6均勻度指數(shù)差別較大外，各樣地間土壤微生物的均勻度無(wú)顯著差異。
　　運(yùn)用傳統(tǒng)純培養(yǎng)方法結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)測(cè)定

8、五種鹽生植物對(duì)土壤微生物的影響表明，種植鹽生植物后，土壤微生物的種類和數(shù)量都發(fā)生了相應(yīng)的變化，其中樣地6(檉柳)土壤微生物的種類和數(shù)量增加最為顯著。
　　3、探明了鹽生植物長(zhǎng)期種植對(duì)黃河三角洲土壤微生物多樣性的影響
　　采用傳統(tǒng)的生物學(xué)手段對(duì)不同種植年限的鹽生植物(兩年檉柳、十年檉柳、兩年鹽地堿蓬和十年鹽地堿蓬)根際土壤微生物種類和數(shù)量的變化進(jìn)行研究，結(jié)果表明，種植鹽生植物后土壤中微生物的數(shù)量顯著提高，而且檉柳對(duì)微生物的影響

9、比較大，可以顯著提高微生物的數(shù)量，并且耐鹽細(xì)菌的比例顯著下降，隨著連續(xù)種植時(shí)間的增加，微生物總數(shù)的減少以及真菌數(shù)量的增加，細(xì)菌與真菌的比值(即 B/F)顯著變小，并且并且氨化細(xì)菌、自生固氮菌、硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌等生理類群微生物的數(shù)量也逐漸下降；鹽地堿蓬和檉柳類似，可以提高微生物的數(shù)量，但是幅度沒有檉柳大，而且隨著種植年限的延長(zhǎng)，微生物的數(shù)量逐步提高，細(xì)菌與真菌的比值(即 B/F)也是逐步提高，從生理類群的研究結(jié)果看，隨著種植年限的延長(zhǎng)

10、，土壤中的自生固氮菌、硝化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌、纖維素分解菌和硫化細(xì)菌的數(shù)量也是在慢慢下降。
　　4、初步探明了黃河三角洲土壤微生物區(qū)系季節(jié)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律
　　以二色補(bǔ)血草、鹽地堿蓬和檉柳根際土壤微生物為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)不同月份(4月、7月和9月)土壤微生物的數(shù)量變化研究了微生物區(qū)系季節(jié)動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明，同一鹽生植物根際不同月份之間微生物數(shù)量呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律，細(xì)菌在各樣地均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，比例最大，微生物的數(shù)量7月份較多，9月份較