宁夏草原针茅属植物根际土壤微生物多样性对生态因子响应研究

作     者：王文晓 

作者单位：宁夏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李小伟

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：针茅属植物 根际土壤 高通量测序 微生物群落 生态因子 

摘      要：根际微生物群落对调节全球生物地球化学循环、促进植物生长发育和提高植物对环境的适应性具有重要意义。宁夏草原是我国西北地区的生态屏障,针茅属植物作为宁夏草原的优势种和建群种,给针茅属植物根际微生物多样性的研究提供了理想场所,但有关针茅属植物根际微生物多样性的研究报道很少,开展相关研究可为宁夏草原生态管理和恢复提供科学依据和理论支持。本研究以宁夏回族自治区的草甸草原的甘青针茅(Stipa przewalskyi)、典型草原的大针茅(***)、长芒草(***)和荒漠草原的短花针茅(***)、戈壁针茅(*** ***)、沙生针茅(*** ***)为研究对象,通过高通量测序技术测定了针茅属植物根际土壤真菌、细菌群落结构特征和多样性,分析了根际真菌和细菌群落结构及多样性与空间因子(经度、纬度、海拔)、气候因子(年均温、年均降雨量和太阳辐射)和土壤因子(pH、有机质含量、含水量、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、容重、粒径)等生态因子之间的关系,主要研究结果如下:(1)通过高通量测序技术对针茅属植物根际土壤进行测序,共测得真菌8门,25纲,61目,136科,218属;细菌24门,68纲,146目,247科,462属。所有样地土壤真菌OTU总数8947,细菌OTU总数19764。(2)在门水平上,针茅属植物根际土壤真菌的优势菌为子囊菌门(Ascomycot)(41.04%～87.31%)、担子菌门(Basidiomycota)(5.24%～37.26%);细菌的优势菌为变形菌门(Proteobacteria)(28.22%～50.18%)、放线菌门(Actinobacteria)(10.12%～33.94%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(2.06%～18.34%)。(3)针茅属植物各样地根际土壤真菌和细菌多样性不存在显著差异。结合稀释曲线(Rarefaction Curve)和等级聚类曲线(Rank-Abundance)的研究结果可以观察出针茅根际土壤样品细菌的多样性比真菌的更为丰富。(4)在Beta多样性分析中,利用主坐标分析法(PCoA)和UPGMA聚类分析法对样品间真菌和细菌群落结构的差异进行分析发现,针茅属植物根际土壤真菌和细菌群落结构上存在—定的差异。(5)RDA分析显示:生态因子能够解释针茅属植物根际土壤真菌群落组成89.75%的方差,其中pH、TOC、TN、AN、SWC(p0.05)是影响真菌群落结构的主要因素;生态因子能够解释针茅属植物根际土壤细菌群落组成98.26%的方差,其中土壤粒径、TP、AP、LAT、SRAD(p0.05)是影响细菌群落结构的主要因素。(6)针茅属植物根际土壤微生物多样性与生态因子相关性分析表明:容重和土壤粒径是影响土壤真菌多样性指数的主导因子;有机质和全氮是影响土壤细菌多样性指数的主要驱动因子。本研究结果对宁夏草原可持续利用发展和经营管理具有重要意义,可为提高草原土壤肥力、改善土壤功能提供依据。