干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 中江丹参连作土壤微生物特性研究

Arid

	中江丹参连作土壤微生物特性研究
	陈章; 陈强; 张伟; 刘燕; 胡雪姣; 张俊
英文摘要	从四川省中江石泉乡丹参GMP示范基地采集患病丹参根际(HD1)和非根际土壤(HD2),正常生长丹参根际(CKl)和非根际土壤(CK2)土样,测定了供试土样的微生物类群数量、微生物量碳、氮以及土壤酶活性。用稀释平板法分离获得46株细菌,采用BOXAIR-PCR、16S rDNA PCR-RFLP、16S rRNA基因全序列分析,研究了供试细菌的遗传多样性,初步确定了代表菌株的系统发育及分类地位。同时,利用PCR-DGGE技术分析了供试土样的微生物多样性。结果如下:两种不同处理丹参土壤中,细菌含量最高,占到了90%以上,其次是放线菌,真菌数量最少。在患病丹参的根际土壤中(HDl),三大类微生物数量均有所降低,其中细菌要比对照土壤(CK2)低1 1.3%,真菌数量要低18.4%,放线菌数量降低10.3%。无论是患病还是正常生长的丹参的根际土壤,其细菌、真菌和放线菌数量均高于非根际土壤,根际效应很明显。在患病丹参土壤中(HD),细菌的R∶S为1.96,放线菌R∶S为1.48,真菌R∶S达到5.72,表明在患病丹参根际土壤中,真菌比列增加。从供试丹参土壤中共计分离出46株细菌纯培养物,其中患病丹参根际土壤(HD1)12株,患病丹参非根际土壤(HD2)9株,正常生长丹参根际土壤(CK1)17株,正常生长丹参非根际土壤(CK2)8株。分离的细菌菌株中,25株为G~+,占全部菌株的54.3%,21株为G-菌株,占45.7%。其中,芽孢杆菌占了72.2%。不同处理的土壤微生物量C、N值差距明显,CK1为642.17 mg/kg和25.13 mg/kg;CK2为220.77 mg/kg和9.02 mg/kg;HD1为485.84 mg/kg和14.29 mg/kg;HD2为210.58 mg/kg和12.73mg/g。对照根际土壤(CK1)的微生物量碳、氮比患病丹参根际土壤(HD1)高出32.4%和64%,而非根际土壤(CK2和HD2)差别并不很明显。对46株可培养细菌BOXAIR-PCR指纹图谱进行聚类分析,结果显示,在50%的相似水平处,所有的菌株都聚在一起,在71%的相似水平上,分成为7个遗传群,除了ZJZG10和ZJZH02单独成群外。其余5个遗传群中,群4最大,共有16株菌株,其次为群2,由10个菌株组成,其余20个菌株则分布于3个遗传群中。供试菌株16S rDNA PCR-RFLP聚类分析表明,在50%的水平上,全部46株菌株聚在一起;在79%的相似水平处,全部供试菌株被分成分为7个遗传群,其中,群1最大,有4个菌单独成群。根据16S rDNA PCR-RFLP的结果,选取了12株细菌作为代表菌株,测定16S rDNA序列,共形成了5个系统发育分支。分支1为Bacillus属的菌株,共8个代表菌株聚在该分支,分别与标准菌株苏云金芽孢杆菌(Bacillus.thuringiensis)、假真菌样芽孢杆菌(Bacillus pseudomycoides)、缓慢芽孢杆菌(Bacillus lentus)以及沙漠蜥芽胞杆菌(Bacillus dipsosauri)、耐低温芽胞杆菌(Bacillus psychrodurans),休闲地芽胞杆菌(Bacillus novalis)等芽孢杆菌属的种聚在一起。系统发育分支2是短杆菌属(Brevibacterium),菌株ZJHG09与白短杆菌(Brevibacterium album)标准菌株相似性为99.7%。系统发育分支3是土壤杆菌属(Agrobacterium),ZJHG07与莫氏土壤杆菌(Agrobacterium larrymoorei)相似性为98.6%,亲缘关系较远。ZJZGl0位于分支4,单独与纺锤形赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillus fusiformis)聚在一起,相似性为99.2%。ZJZF04位于分支5,与巴利阿里群岛假单胞菌(Pseudomonas balearica)聚在一起,相似性为99.5%。总体看,中江丹参种植土壤细菌主要分布于芽孢杆菌属(Bacillus)。分别采用巢式PCR对土壤细菌和真菌进行PCR-DGGE扩增。利用BIO-RAD Quantity One软件,分析得到了不同处理土壤细菌、真菌Shannon多样性指数,整体来看,根际微生物种群大于非根际土壤。细菌Shannon多样性指数分别为患病丹参根际土壤(HD1)3.58,患病丹参非根际土壤(HD2)3.33,正常生长丹参根际土壤(CK1)3.55,正常生长丹参非根际土壤(CK2)3.36;真菌Shannon多样性指数为患病丹参根际土壤(HD1)3.39,患病丹参非根际土壤(HD2)3.21,正常生长丹参根际土壤(CK1)3.29,正常生长丹参非根际土壤(CK2)3.17。对比患病丹参根际土壤(HD1)和正常生长丹参根际土壤(CK1),结合Shannon多样性指数和DGGE电泳图谱看出,虽然多样性指数差异不是十分明显,但种群结构已发生明显变化。分别从土壤细菌和土壤真菌DGGE胶上选择特殊条带,切割纯化,得到7个细菌克隆子和9个真菌克隆子。土壤细菌分别为乳杆菌属(Lactobacillus)和肠球菌属(Enterococcus),土壤真菌属于枝项孢属(Acremonium),球毛壳属(Chaetomium)和茎点霉属(Phoma)。
英文关键词	丹参连作多样性系统发育 PCR-DGGE 序列分析
来源出版物	第十一届全国土壤微生物学术讨论会暨第六次全国土壤生物与生物化学学术研讨会第四届全国微生物肥料生产技术研讨会论文（摘要）集
出版年	2010
页码	2
中图法分类号	S567.53;S154.3
资源类型	会议论文
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/371896
作者单位	四川农业大学资源环境学院
推荐引用方式 GB/T 7714	陈章,陈强,张伟,等. 中江丹参连作土壤微生物特性研究[C],2010:2.