东北稻田蓝藻群落结构的时空变化及其对吡嘧磺隆的响应

【摘要】：蓝藻（Cyanobacteria）是稻田生态系统中主要的微生物类群之一，在提高土壤肥力、改善土壤结构和提高作物产量等方面起重要作用。随着种植结构的调整，东北已成为我国重要的水稻产区之一，吡嘧磺隆是东北稻田常用的除草剂，而关于东北稻田蓝藻群落结构及吡嘧磺隆对稻田蓝藻群落结构的影响鲜有报道。本论文采用PCR-DGGE技术调查了东北稻田蓝藻群落结构，明确了不同稻田环境因子对蓝藻群落结构的影响及其对吡嘧磺隆的响应，在维持稻田生态系统健康持续发展和吡嘧磺隆的合理施用方面具有重要意义。得到结果如下： DGGE图谱的多样性数据显示土壤中蓝藻群落结构比田面水体丰富。RDA分析显示，稻田土壤中蓝藻群落结构具有明显的地域差异，土壤碳氮比值是驱动土壤蓝藻分布的主要环境因素；而田面水体蓝藻群落结构地域差异不明显，pH值是驱动水体蓝藻分布的主要环境因素。 克隆测序发现稻田蓝藻群落结构组成以丝状颤藻亚纲蓝藻（Oscillatoriophycideae）为主，一些条带基因序列与已知蓝藻相似度低于97%，将测序所得25条序列提交GenBank，获得登录号为KM892885-KM892909。 DGGE图谱表明，不同浓度吡嘧磺隆处理的蓝藻16S rDNA条数及其分布各不相同，在整个图谱中存在一些共有条带，但某些泳道中也存在一些特殊条带，说明吡嘧磺隆对蓝藻群落结构产生了一定的影响。图谱PCA分析显示，田面水体中蓝藻群落结构易受到吡嘧磺隆的影响且发生明显的群落结构变化，而土壤中蓝藻群落结构变化无规律。 DGGE条带测序发现，所得序列与已知序列相似度较低，且在系统进化树中分成独立的分支，说明在吡嘧磺隆的胁迫下，稻田中产生一些新的蓝藻类群，认为它们属于吡嘧磺隆耐受型蓝藻。 东北稻田生态系统蓝藻群落结构复杂多样，生存着一些未知的蓝藻种群；在室内模拟条件下，吡嘧磺隆对东北稻田蓝藻群落结构产生影响，诱导产生了新的吡嘧磺隆耐受型蓝藻。具体这些未知蓝藻的种属关系还有待进一步研究分析。