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黄瓜不同发育期土壤微生物分子生态研究

刘娜  
【摘要】: 试验采用了传统土壤微生物的分析方法及分子生物学的方法(DGGE)研究了黄瓜整个生长阶段的根部土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤微生物区系的变化。 土壤微生物数量的变化主要考察了细菌、真菌、放线菌及一些具有特殊生理功能的菌如自生固氮菌、纤维素分解菌、硝化细菌、P细菌、K细菌等。 根际土壤的细菌数量在花期达到最大值,放线菌和真菌数量在果期时最高。它们的数量在根际土壤中要高于根系土壤,而且在末期都有下降的趋势。 根系土壤中的K细菌和自生固氮菌在花期时达到最高值,而根际土壤中的这两种菌则在果期达到最高值。根际和根系土壤中的纤维素分解菌数量和硝化细菌数量分别在花期和果期时达到最大值;而根际土壤中的P细菌数量则在末期时达到最大值。 土壤酶主要测定了磷酸酶、脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性的变化。 在苗期和花期时,根系土壤的脲酶活性低于根际,但在果期和末期时,根系土壤的脲酶活性却高于根际土壤中该酶的活性。苗期的根际土壤和根系土壤的脲酶活性均高于对照土;在果期时,根际土壤和根系土壤的脲酶活性达到最低值且低于对照土。这显示在此时期时根部富集一定量的氨用于生长后期的需要。 磷酸酶活性在黄瓜发育期内一直呈下降趋势,根系土壤的磷酸酶活性在苗期达到最大值1.376后即降为零。根际土壤的磷酸酶活性在苗期达到最大值1.990后,在末期时酶活也降为零。 过氧化氢酶活性在苗期时达到最大值,但与种植前的土壤相比,仍然比较低。根际土壤的过氧化氢酶活性与对照土壤相比比较低,而根系土壤 WP=7 的过氧化氢酶活性则比对照土壤高。 根际土壤的蛋白酶活性始终高于对照土;根系土壤的蛋白酶活性除了在末期低于对照土壤外,其它时期也高于对照土壤。 根际土壤中自生固氮菌和硝化细菌的数量和脲酶的酶活性显著相关,P细菌和磷酸酶活性显著相关,说明这些菌对酶活的产生贡献比较大。 试验采用了16SrDNA的V3区及18SrDNA和5.8SrDNA的间隔序列,以此为指标来考察土壤中原核微生物和真核生物的群落变化。发现几条特征性条带,在黄瓜的生长期间发生了明显的变化,丰度增加,说明这些条带所对应的微生物与黄瓜的发育密切相关。 对各个泳道的16SrDNA 的V3区条带进行相似性分析表明:花期和果期对照土、根际土壤和根系土壤的相似性比较高,可以达到65%-70%。而苗期和末期的土壤微生物群落与花期和果期相比较差异比较大,苗期的对照土和根系土壤的相似性只能达到60%。18SrDNA和5.8 SrDNA间隔序列的DGGE图像之间相似性低于V3区的DGGE图像相似性,且真核微生物的种类要明显少于原核生物。 将传统的分析方法和DGGE图象进行对比分析,可知它们之间有一定的对应性。


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