科尔沁草甸草地不同利用方式对土壤微生物多样性的影响

论文摘要

为探讨科尔沁草甸草地不同利用方式对土壤微生物多样性的影响,选择科尔沁草甸草地5种不同利用方式(水田、林地、天然草地、4年农田、30年农田)为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法、Biolog(ECO、GN和GP微孔板)分析法和变性梯度凝胶电泳(DGGE)等方法,对不同利用方式土壤微生物的结构多样性、功能多样性、遗传多样性进行研究,以期为科尔沁草甸草地的合理利用及恢复提供科学依据。结果表明,天然草地和林地土壤微生物种类和含量较农田和水田丰富,但优势种相似。不同利用方式之间革兰氏阴性菌的生物量差别不明显,差异主要集中在革兰氏阳性菌上。细菌与真菌的数量比(B/F)呈现出天然草地>4年农田>林地>水田>30年农田的规律,表明随着天然草地向其他利用方式的转化,微生物种群丰富度下降,土壤微生物区系由细菌型向真菌型转化。不同利用方式土壤微生物利用ECO、GN2和GP2板碳源所反映出的土壤微生物功能多样性规律不完全一致。从对ECO、GN2板的碳源利用来看,30年农田土壤微生物群落具有最强的平均代谢活性,而4年农甲则最低；而由GP2板所反映的土壤微生物群落平均代谢活性则为,林地最大,天然草地和水田次之,30年农田最小。不同利用方式土壤微生物群落对糖类、羧酸类和氨基酸类碳源的利用率显著高于聚合物类、胺/氨类和双亲化合物类碳源,而且不同种类碳源对土壤微生物群落功能多样性的贡献不同。其中氨基酸类、糖类和羧酸类代谢菌群是5种供试土样的优势菌群。科尔沁草甸草地不同利用方式条件下,土壤微生物表现出一定的遗传多态性。水田由于长期独特的耕作和管理措施,形成了不同于旱地的土壤性状,与其他各土样有较大差异。回收的16个条带中测序结果有8个为未知细菌。5种供试土样的优势菌群主要包括肠杆菌科的变形杆菌(proteobacterium)、放线菌目(Actinomycetales)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、弧菌属(Vibrio sp.)、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、肠杆菌科,志贺氏菌属(Shigella sp.)及埃希氏菌属(Escherichia sp.)。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 土壤微生物
• 1.2 土壤微生物多样性
• 1.2.1 土壤微生物多样性的表示方法
• 1.2.2 土壤微生物多样性研究的四个水平
• 1.2.3 土壤微生物多样性的生态系统服务功能
• 1.2.4 土壤微生物多样性影响因素
• 1.3 土壤微生物多样性的研究方法
• 1.3.1 微生物平板纯培养方法
• 1.3.2 生物标志物法
• 1.3.3 碳素利用法
• 1.3.4 分子生物学方法
• 1.4 研究区域概况
• 1.4.1 环境条件
• 1.4.2 土壤条件
• 1.5 研究的目的、意义
• 1.6 研究的创新点和关键技术
• 第2章 科尔沁草甸草地不同利用方式土壤微生物群落结构多样性
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 样品采集
• 2.1.2 实验仪器与试剂
• 2.1.3 土样磷脂脂肪酸的提取与测定
• 2.1.4 数据处理
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同土地利用方式土壤微生物的PLFA组成
• 2.2.2 基于PLFA含量的主成分分析
• 2.3 讨论
• 第3章 科尔沁草甸草地不同利用方式土壤微生物群落功能多样性
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 样品采集
• 3.1.2 实验仪器与设备
• 3.1.3 研究方法
• 3.1.4 数据处理与分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 ECO板分析
• 3.2.2 GN2板分析
• 3.2.3 GP2板分析
• 3.3 讨论
• 第4章 科尔沁草甸草地不同利用方式土壤微生物群落遗传多样性
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 样地设置与样品采集
• 4.1.2 实验仪器与试剂
• 4.1.3 研究方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 土壤微生物总DNA的提取
• 4.2.2 土壤微生物16S rRNA V3区扩增
• 4.2.3 土壤微生物16S rDNA V3区扩增产物DGGE图谱分析
• 4.2.4 不同利用方式土壤微生物群落多样性分析
• 4.3 讨论
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢