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Arid
艾比湖湿地建群植物根际固氮微生物群落结构及生态位分化特征
兰鸿珠
出版年2018
学位类型硕士
学位授予单位石河子大学
中文摘要艾比湖湿地被众学者称之为荒漠与绿洲共轭演进的中心,长期以来在维持北疆生态平衡、调节气候等方面发挥着巨大作用。艾比湖湿地地处于阿拉山口的风道区,是影响区域生态环境的敏感地带。一旦该地区的生态环境发生变化,必定会影响到周边环境,对整个天山以北的生态平衡产生巨大影响。本研究通过构建艾比湖湿地三种不同的植物群落区的根际和非根际固氮基因nifH克隆文库的方法对不同生境固氮基因nifH系统发育进行研究,并利用荧光定量的方法研究根际和非根际固氮微生物数量,分析土壤环境对根际和非根际固氮菌群落结构和丰度的影响,目的在于揭示艾比湖湿地盐碱性土壤中根际非根际固氮微生物结构和数量的环境异质特性。为了研究夏季艾比湖湿地的土壤质量指标,在保护区内选取三种不同的植物覆盖区(盐角草群落区、盐节木群落区和芦苇群落区),对三种植物的根际和非根际土壤理化性质进行测量。对各土壤理化性质进行分析发现,(1)三种植物根际与非根际土壤pH值均为8.0以上,属于碱性土壤;对比三种植物根际与非根际土壤pH值发现非根际土壤的pH均高于根际土壤的pH,且S>H>R,HN>SN>RN,pH范围在8.12-9.46之间。(2)对比三种植物根际与非根际土壤NO_3~--N、NH_4~+-N、TN、AN、TP的含量发现,在根际土壤中NO_3~--N、NH_4~+-N、TN、AN、TP各含量均高于非根际土壤。(3)对比三种植物根际与非根际土壤中的EC、OM、AK值发现除芦苇群落区土壤外,其余两种植物群落区皆为根际土壤中EC、OM、AK各含量高于非根际土壤。(4)对比三种植物根际与非根际土壤含水量发现除芦苇群落区为根际土壤含水量显著大于非根际外,其余两种植物群落区皆为非根际土壤含水量大于根际土壤的含水量。(5)对比三种植物根际与非根际土壤AP、TK、AK值发现,除盐角草群落区土壤外,其余两种植物群落区皆为根际土壤中AP、TK、AK各含量高于非根际土壤。通过构建三种植物根际和非根际土壤固氮菌nifH基因文库和实时荧光定量PCR(q PCR)来研究不同植物根际和非根际土壤中固氮微生物的功能基因nifH的多样性、群落结构、固氮菌的丰度,同时通过利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)来揭示根际和非根际两种不同生境固氮菌群落结构和丰度与土壤环境因子的相关性。由分析可知(1)三种植物根际和非根际土壤固氮基因nif H文库的多样性指数大小:HN>SN>S>R>RN>H,盐节木、盐角草非根际土壤固氮基因nifH文库的丰富度、ACE指数、Chao1指数、Shannon指数均高于根际土壤中的指数,而芦苇非根际土壤中固氮微生物功能基因nifH文库的ACE指数、Chao1指数、Shannon指数和丰富度均低于芦苇根际土壤中的指数。(2)芦苇非根际土壤、盐节木根际和非根际土壤土壤固氮菌所共有的优势种属主要是脱硫弧菌属(Desulfovibrio);芦苇根际土壤固氮菌的优势种属为节球藻属(Nodularia);盐角草根际土壤固氮菌的优势种属Kosakonia属;盐角草非根际土壤固氮菌的优势种属为地杆菌(Geoalkalibacter)。(3)三种植物根际和非根际土壤固氮微生物nifH基因的丰度大小均为:H>S>SN>HN>R>RN。三种植物根际土壤nifH基因的丰度均大于非根际土壤固氮基因nifH的丰度,其中盐节木根际样地中固氮基因nifH的丰度是芦苇根际样地固氮基因nif H丰度的9.69倍;而非根际样地中,三个样地丰度相差较小。(4)相关性分析显示,三种植物根际和非根际土壤中各固氮菌优势种群和固氮基因nifH丰度与TN、AN、AP、NH_4~+-N、NO_3~--N、pH等因子相关。影响三种植物根际和非根际分化位特征的因素为含水量、pH、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、AN。通过研究可知,不同的土壤环境特性会对艾比湖湿地的不同植物根际与非根际固氮微生物群落结构、分布特征、固氮基因nifH丰度产生不同影响,对艾比湖湿地的固氮功能菌群和丰度的研究可以对湿地生态系统恢复的提供数据基础和理论依据。
中文关键词固氮菌(nifH) ; 群落结构 ; 丰度 ; 根际和非根际土壤
语种中文
国家中国
中图法分类号S154.3
来源机构石河子大学
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355023
作者单位石河子大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 兰鸿珠. 艾比湖湿地建群植物根际固氮微生物群落结构及生态位分化特征[D]. 石河子大学,2018.
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