花生根际土壤细菌群落结构分析

作     者：王文铜 

作者单位：山东农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁延芹

授予年度：2012年

学科分类：07[理学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0713[理学-生态学] 

主      题：铁载体产生菌 花生根际 细菌群落结构 T-RFLP 16S rDNA 

摘      要：为研究花生根际细菌群落结构与根际土壤理化性质的相互关系，以及花生根际铁载体产生菌的分布规律及其遗传多样性，筛选能够活化土壤有效铁的菌种，本研究在山东省的棕壤、潮土、褐土、砂姜黑土等四种土壤类型设置采样点，分别采集正常花生植株样品和黄化花生植株样品根际土壤，同时在棕壤上采集非根际土壤，共9个样品。利用分离筛选铁载体产生菌和ARDRA的方法分析了花生根际铁载体产生菌的遗传多样性，采用T-RFLP和构建16S rDNA文库的方法，结合PCA（主成分分析）、CCA（典型对应分析）等统计学方法探讨了影响花生根际细菌群落结构的影响因素。 本文从花生根际土壤中筛选出139株铁载体产生菌分别属于厚壁菌、拟杆菌、γ-变形杆菌、芽单胞菌、疣微菌、放线菌、和β-变形杆菌等7个大类群。其中芽孢杆菌有38株，假单胞菌20株，总共占据了42%，是明显的优势菌群。90%以上的芽孢杆菌只在黄化花生样品的根际土中发现，而假单胞菌在所有样品中都有发现。结果显示，芽孢杆菌和假单胞菌属是产生铁载体能力比较强的菌属。 T-RFLP和16S rDNA分析表明，山东省花生根际细菌群落由12个细菌类群组成，包括：变形杆菌（Proteobacteria，包括α、β、δ和γ亚门）、酸杆菌（Acidobacteria）、浮霉菌（Planctomycetes）、拟杆菌（Bacteroidetes）、厚壁菌（Firmicutes）、疣微菌（Verrucomicrobia）、硝化螺旋菌（Nitrospira）、绿弯菌（Chloroflexi）、芽单胞菌（Gemmatimonadetes）、蓝藻（Cyanobacteria）、放线菌（Actinobacteria）以及部分待划分类群。酸杆菌和厚壁菌在9个文库中占据优势地位。基于16S rDNA克隆文库的多样性指数分析和PCA分析表明，非根际土与根际土样品间的细菌群落结构相差很大，表明花生根系活动对根际细菌群落结构的影响最大;所有根际土样品间，黄化花生和正常花生根际群落结构不同，不同土壤类型之间的细菌群落结构相差较小。CCA和RDA分析结果表明，土壤中的铁元素含量和pH是与花生根际土细菌群落结构相关性较强的环境因子。γ-变形杆菌、厚壁菌、α-变形杆菌、放线菌、β-变形杆菌、拟杆菌、蓝藻门、芽单胞菌、酸杆菌等与铁、铜、有机质、腐殖质呈现正相关，与锰、锌、铵态氮、硝态氮、pH等元素呈现负相关;而δ-变形杆菌、疣微菌、硝化螺旋菌、绿弯菌和浮霉菌类群则都与铁、铜、有机质、腐殖质呈现负相关，与锰、锌、铵态氮、硝态氮、pH等元素呈现正相关;钾元素与所有的细菌类群没有明显的相关性。 本研究为利用微生物活化土壤有效铁，缓解缺铁引起的花生黄化病提供了理论依据，丰富了农业微生物菌种资源。