太湖流域水稻土壤微生物區(qū)系及分子生態(tài)研究.pdf

1、水稻土是我國(guó)很重要的一類農(nóng)業(yè)耕作土壤。土壤微生物不僅是水稻土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，而且也是土壤肥力的重要指標(biāo)，它們參與了土壤結(jié)構(gòu)的形成和改良，碳素轉(zhuǎn)化等重要過程。一般研究土壤微生物都是采用傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)或測(cè)定代謝活力的方法。然而，目前自然環(huán)境中的微生物有90％～99％還未能培養(yǎng)，為了克服這一缺點(diǎn)，分子生物學(xué)技術(shù)尤其是16SrDNA分析的方法被引入到土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的分析中。 本研究以太湖流域水稻土為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用稀釋平

2、板計(jì)數(shù)法、土壤酶活測(cè)定和擴(kuò)增核糖體DNA限制性分析的方法，分析了水稻土壤中的微生物活性及其群落結(jié)構(gòu)。 為了研究水稻土和非水稻土中微生物區(qū)系的差別，使用稀釋平板計(jì)數(shù)法分析了太湖周圍四處水稻土及其對(duì)照土中的細(xì)菌、兼性厭氧細(xì)菌、放線菌和真菌的數(shù)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在兩種土壤中，各類微生物數(shù)量都隨土層深度的增加而減少，相對(duì)于對(duì)照土來說，水稻土在淹水時(shí)，厭氧細(xì)菌特別是兼性厭氧細(xì)菌數(shù)量增加，放線菌、真菌數(shù)量減少。為了研究水稻土和非水稻土中微生物活

3、性的差別，測(cè)定了兩種土壤中過氧化氫酶和纖維素酶的活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在兩種土壤中，過氧化氫酶活性都隨土層深度增加而增強(qiáng)，纖維素酶活性都隨土層深度增加而降低，但水稻土壤中兩種酶的活性均高于對(duì)照土。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，兩種土壤中過氧化氫酶活性和纖維素酶活性都與土壤含水量和pH值相關(guān)，在水稻土中，過氧化氫酶活性與放線菌和真菌數(shù)量相關(guān)，纖維素酶活性和兼性厭氧細(xì)菌數(shù)量相關(guān)，在對(duì)照土中，過氧化氫酶活性與兼性厭氧細(xì)菌和真菌數(shù)量都相關(guān)。選擇五種土壤微生物總D

4、NA提取方法從水稻土中提取總DNA，并對(duì)提取DNA的質(zhì)量和數(shù)量進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)五種方法都可以從土壤中提取出大于48kb的DNA片段，土壤總DNA都不需要純化就可以用于PCR反應(yīng)，其中，Bourrain法和Martin-Laurent法可以較快地提取出DNA，Martin-Laurent法提取的DNA的量最多，Tiedje法和Janssen法提取的DNA片段最大，Janssen法提取的DNA純度最高，Reddy法提取的DNA的完整性和

5、PCR擴(kuò)增效果最好。為了研究水稻土施加秸稈對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，構(gòu)建了化肥區(qū)和秸稈區(qū)兩個(gè)土壤微生物16SrDNA克隆文庫，并進(jìn)行限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析。經(jīng)多樣性分析發(fā)現(xiàn)，秸稈區(qū)土壤細(xì)菌的種類比化肥區(qū)多，而化肥區(qū)各類細(xì)菌個(gè)體分布比秸稈區(qū)要均勻，但總體多樣性仍然是秸稈區(qū)大于化肥區(qū)；經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，化肥區(qū)土壤16SrDNA克隆文庫中的主要類型在系統(tǒng)發(fā)育樹上分布比較均勻，包括Deltaproteobacteri