土壤微生物群落脂肪酸生物標(biāo)記分析方法的軟件設(shè)計與應(yīng)用

1、1土壤微生物群落脂肪酸生物標(biāo)記分析方法的軟件設(shè)計與應(yīng)用土壤微生物群落脂肪酸生物標(biāo)記分析方法的軟件設(shè)計與應(yīng)用劉波，林營志，張秋芳（1福建省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)生物資源研究所，福建福州350003）摘要：摘要：磷脂脂肪酸（PLFAs）法是一種可用于定性和定量分析土壤微生物群落多樣性的方法。本研究應(yīng)用PLFAs法分析煙草土壤微生物磷脂脂肪酸特征，并結(jié)合ShannonWiener（H1）、Brillouin（H2）、Mcintosh多樣性指數(shù)（H3）、豐

2、富度指數(shù)(S)和Pielou均勻度（J）、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)（D）等多樣性指數(shù)測度方法，對煙草土壤微生物群落多樣性、豐富度和均勻度進(jìn)行分析研究。初步研究結(jié)果表明，不同生長階段供試烤煙土壤微生物群落中先后出現(xiàn)的PFLAs有43種，其多樣性指數(shù)、豐富度和均勻度皆不相同；聚類分析結(jié)果表明，可把ShannonWienner指數(shù)與土壤微生物PFLAs含量分類相似的結(jié)果相結(jié)合，將煙草土壤中的PFLAs分成四大類：Ⅰ類為高含量高多樣性，Ⅱ類高含

3、量中多樣性（過渡型），Ⅲ類中含量高多樣性（過渡型），Ⅳ類低含量低多樣性。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:煙草土壤；微生物群落；磷脂脂肪酸（PLFAs）；多樣性TheTheacteristicsacteristicsofofphospholipidphospholipidfattyfattyacidsacids（PLFAsPLFAs）itsitsdiversitydiversityofofmicrobialmicrobialcommunitycommuni

4、tyininthethetobaccotobaccosoilssoils（ZHANGQiufang1TANGLina2SHIHuai1YangShusheng1ZHOUXianzi1LinYingzhi1LIUBo1(1AgriculturalBiesourceInstitute，F(xiàn)ujianAcademyofAgriculturalSciences，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian350003，China2FujianTobaccoComp

5、any，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian350003China）Abstract：Phospholipidfattyacids（PLFAs）isoneofthemethodstoanalysisthemicrobialcommunitydiversityqualitativelyquantitatively.Theacteristicsofphospholipidfattyacidsoftobaccosoilswasanalystcombin

6、ingwithShannonWiener（H1）Brillouin（H2）Mcintosh（H3）diversityindex，theabundance(S)，Pielouevenness（J）Simpsonindex（D）.Thetotal43kindsofPFLAsinsoilswhichweretestedindifferentgrowingperiodsoftobaccowereallnotsimilaratthemicrobi

7、alcommunitydiversitytheabundanceevenness.ButtherewassomesimilarityattheresultofclusteranalysisbetweenShannonWiener（H1）diversityindextherelevantcontentofPLFAsthenthe43kindsofPFLAsweredividedto4classificationsasfollows：NO.

8、1Highquantityhighdiversity；NO.2Highquantitymoderatediversity（transitiontype）NO.3Moderatequantityhighdiversity（transitiontype）NO.4Lowquantitylowdiversity。Keywds：TobaccosoilMicrobialcommunityPhospholipidfattyacids（PLFAs）Di

9、versity基金項目基金項目:福建省財政專項福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)基金(STIFY03)，福建省自然科學(xué)基金資助項目(B0410024)；福建省煙草專賣局科技計劃項目（閩煙科[2006]18號）；福建省農(nóng)科院預(yù)試課題(A2006YYS09)作者簡介作者簡介：張秋芳，女，碩士，副研究員，主要從事土壤學(xué)及生化物質(zhì)分析等方面研究。Email:qfzhang@。通訊作者通訊作者：劉波，男，博士，研究員，主要從事生物技術(shù)和生物防治研究

10、，Email：fzliubo@。3（1）生態(tài)學(xué)參數(shù)：對土壤微生物群落PFLAs多樣性、豐富度與均勻度分析。本研究微生物PFLAs多樣性測度選用ShannonWiener（H）、Brillouin、Mcintosh多樣性指數(shù)（R）、豐富度指數(shù)(S)和Pielou均勻度（J）、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)（D）等方法。其中，ShannonWiener多樣性指數(shù)（H1）的計算公式為：H=∑PilnPi式中，Pi=NiN，Ni為處理i的特征脂肪酸個

11、數(shù)，N為該試驗中總特征脂肪酸個數(shù)。S為特征脂肪酸i在供測土樣中出現(xiàn)的次數(shù)，即豐富度指數(shù)。Pielou均勻度指數(shù)（J）的計算公式為：J=∑PilnPilnS式中S為群落中的脂肪酸的總種類數(shù)。Simpson優(yōu)勢度指數(shù)（D），其計算公式為：D=1∑Pi2式中，Pi種特征脂肪酸占該試驗中總的特征脂肪酸個數(shù)比例。Brillouin多樣性指數(shù)（H2）的計算公式為：H2=N1lg????????????!!!!21innnN式中，n1為第1個PLFA

12、s的個體數(shù)量，n2為第2個PLFAs的個體數(shù)量，ni為第i個PLFAs的個體數(shù)量，N為所有供試處理中PLFAs出現(xiàn)的個體總和。(張玉波等)IMcintosh多樣性指數(shù)（H3）計算公式為：H3=SNNNNi???2式中，N為特征脂肪酸總數(shù)；Ni為第i個處理的土樣微生物特征脂肪酸個數(shù)；S為PLFAs總種類數(shù)。（2）多元統(tǒng)計方法：通過對上述多樣性指數(shù)值進(jìn)行聚類分析，得出系統(tǒng)樹圖并進(jìn)行分類，歐氏距離（EuclidianDistance）的大小表

13、示微生物群落差異的大小，分析聚成的各類脂肪酸的特點及主要差別。2結(jié)果與分析結(jié)果與分析2.1微生物脂肪酸圖譜及其數(shù)據(jù)利用微生物脂肪酸圖譜及其數(shù)據(jù)利用煙草新鮮土壤樣品提取后進(jìn)樣所獲得的信息如表1、圖1及表2、表3所示。表1供試供試煙草土壤樣品煙草土壤樣品Z7總信息總信息1Table1GeneralsampleinfmationN0.1offluedtobaccosoilsampleZ7Volume:DATAFile:E079065.08BS

14、eqCounter:9IDNumber:5091Type:SampBottle:8Method:TSBA50Created:9620073:25:58PMSampleID:Z7圖1.煙草土壤樣品煙草土壤樣品Z7微生物群落磷脂脂肪酸氣相色譜圖微生物群落磷脂脂肪酸氣相色譜圖Fig1.PhospholipidfattyacidschromatogramofmicrobialcommunityinfluedtobaccosoilsampleZ7