石灰性紫色水稻土不同土壤深度中厌氧氨氧化细菌对施肥的响应

【目的】研究长期不同施肥处理对水稻土厌氧氨氧化细菌(anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)群落结构和垂直分布特征的影响,深入认识不同施肥处理下石灰性紫色水稻土厌氧氨氧化作用的微生物调控机制,为该地区科学施肥、培肥地力提供理论依据。【方法】利用化学分析、末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和荧光定量PCR技术分别对不同施肥处理下石灰性紫色水稻土理化性质、厌氧氨氧化细菌丰度及群落结构进行分析。【结果】理化性质结果显示,相对于无肥处理(CK),氮(N)、氮磷钾肥(NPK)及氮磷钾配施农家肥(NPKM)均会降低土壤p H和硝态氮含量,而增加土壤有机质、全氮和铵态氮含量。随土壤深度增加,土壤p H增加,全氮和硝态氮含量降低,铵态氮含量变化趋势不明显。q PCR结果显示,就土壤层次而言,厌氧氨氧化细菌在0—20 cm层的丰度最高,20—40 cm层最低;就施肥处理而言,氮肥(N)对厌氧氨氧化细菌的丰度促进最为明显。T-RFLP结果表明,厌氧氨氧化细菌在0—20 cm土层群落组成最为丰富,Shannon-wiener多样性指数最高;寡氮肥下其群落组成最为简单,无肥处理下群落结构最为复杂。厌氧氨氧化细菌优势种群属于Candidatus Brocadia。冗余梯度分析(RDA)显示,p H影响是石灰性紫色水稻土厌氧氨氧化细菌群落结构差异的主要环境因子。【结论】本研究显示寡氮处理会降低石灰性紫色水稻土中厌氧氨氧化细菌的多样性但促进其丰度。表层土(0—20 cm)是厌氧氨氧化细菌分布的主要层次。     

若尔盖高原湿地的真菌群落结构及低温纤维素降解真菌特征

以若尔盖高原湿地的泥炭沼泽土壤为样,在利用变性梯度凝胶电泳技术(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)分析该生境真菌群结构的基础上,进一步通过可培养手段进行高效低温纤维素降解菌株的筛选。DGGE结果表明:阿西茸乡土样中真菌群落结构最复杂,其次是达扎寺乡、黑河乡。基于DGGE图谱条带序列的系统发育分析表明:若尔盖高原湿地中的优势真菌分属于白布勒弹孢酵母(Bulleromyces albus),曲霉属(Aspergillus),子黑附球菌(Epicoccum nigrum),假裸囊菌属(Pseudogymnoascus)和深色有隔内生真菌(Zalerion)等类群。通过纯培养从该区域分离到低温纤维素降解真菌50余株,其中S1和S7两株菌酶活最高,分别是9.36 U m L-1和23.01 U m L-1。系统发育分析显示菌株S1为白囊耙齿菌(Irpex lacteus),S7为烟曲霉(Aspergillus fumigatus)。两株菌对水稻秸秆表现出明显的降解效果,50d内S7对半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别为46.57%,63.37%和30.74%;而S1对各组分降解率分别为30.02%,54.55%和22.95%。研究表明,若尔盖高原湿地泥炭沼泽土真菌群落结构复杂,具潜在应用价值。     

缙云山不同森林植被下土壤微生物群落结构特征研究

为了解缙云山国家自然保护区不同森林植被对表层土中微生物群落结构和丰度的影响,以缙云山4种森林植被(针叶林、常绿阔叶林、针-阔混交林和竹林)土壤为研究对象,采用克隆文库、末端限制性片段多态性分析(Terminal restriction fragment length polymorphism analysis,T-RFLP)和荧光定量PCR(qPCR)等分子技术,研究不同森林植被对细菌、真菌和古菌群落结构和丰度的影响。结果表明:1)在4种植被类型中,针叶林土壤中微生物的拷贝数均低于其他植被。细菌16S rDNA拷贝数在3种微生物中最高且受植被影响最为明显(P0.05)。微生物拷贝数与土壤理化性质的皮尔逊相关分析显示:细菌和古菌拷贝数分别与pH(r=0.607,P0.05)和含水量(r=-0.919,P0.01)显著相关。2)根据T-RFLP图谱,群落结构的α-多样性指数显示:真菌的群落结构多样性最高,而古菌最低且受植被变化影响最显著(P0.05)。非度量多维尺度分析(Non-metric multidimensional scaling,NMDS)和热图分析(Heatmapanalysis)均显示:在不同植被间,土壤微生物群落组成表现出显著差异(P0.05),其中针叶林土壤中细菌和真菌群落结构最独特;3)不同植被中土壤微生物均存在不同的优势种群。其中,竹林土壤中微生物优势种群最突出。4)冗余分析(Redundancy analysis,RDA)显示3种微生物的群落结构显著受pH、钾和磷元素的影响(P0.05)。在缙云山地区,植被类型的变化对土壤表层微生物的群落结构和丰度均有显著影响。以上研究有助于了解土壤微生物与森林生产力及其发展演替的关系,为天然林的保护和可持续经营提供科学依据。