草业科学与技术专业毕业论文入侵植物加拿大一枝黄花对根际土壤微生物群落多样性的影响研究.doc

草业科学与技术专业毕业论文草业科学与技术专业毕业论文 [ [精品论文精品论文] ] 入侵植物加拿大一枝入侵植物加拿大一枝黄花对根际土壤微生物群落多样性的影响研究黄花对根际土壤微生物群落多样性的影响研究关键词：加拿大一枝黄花关键词：加拿大一枝黄花 根际土壤微生物根际土壤微生物 入侵植物入侵植物 群落多样性群落多样性 化感物质化感物质摘要：加拿大一枝黄花是 1935 年引进于我国上海的花卉观赏植物，后来成为大 量蔓延并且在我国南部地区肆虐扩张的外来入侵植物之一因为其强大的入侵 能力，在入侵过程中逐渐形成了单生优势种群，使得其周围邻近植物、特别是 同属的土著植物一枝黄花无法生长，明显降低了群落的多样性，严重威胁着生 态系统的平衡，甚至给我国带来了一定的经济损失，成为迫切需要解决的生态 学问题 以往对加拿大一枝黄花的研究主要集中于形态学描述、危害性、生 物学特性、检疫和除害处理等方面，而对于其土壤微生态学方面的研究较少 据此，本研究以入侵我国福建省的加拿大一枝黄花及土著植物一枝黄花为研究 对象，采用传统培养方法即涂抹平板稀释法以及非培养方法即 T-RFLP 和 DGGE 两种分子生物学技术结合对它们的根际土壤微生物区系变化状况、着重对根际 土壤细菌群落结构多样性进行了深入全面的分析，从土壤微生态学角度初步探 讨了加拿大一枝黄花的入侵机理。

结果表明： (1)加拿大一枝黄花根际土壤 微生物种群发生较明显变化 通过传统培养方法即涂平板计数法对三种土壤 样品中细菌、放线菌及真菌的数量变化进行分析，可知：在三种土壤中细菌数 量占据比例最大，与空白对照相比较，加拿大一枝黄花根际放线菌数量有所增 加，说明加拿大一枝黄花对土壤中放线菌有一定的促进作用，而土著种一枝黄 花则没有这样的变化趋势两种黄花与空白对照相比，细菌和真菌数量都有所 增加土壤微生物数量的这种变化，可以敏感的反映土壤环境质量的变化和土 壤中的生物活性 (2)加拿大一枝黄花根际细菌群落多样性减少，说明种群 失衡可能与根系分泌物中的化感物质有关 T-RFLP 分析结果表明加拿大一 枝黄花根际土壤细菌群落多样性发生了明显变化种植入侵种加拿大一枝黄花 后，其根际土壤中细菌群落的优势种群发生改变，其优势种群变为放线菌纲链 霉菌属菌，而土著种中的优势种群并未改变入侵种与土著种的亚优势种群均 为芽孢杆菌纲菌种，但较空白对照土壤来说，入侵种加拿大一枝黄花亚优势种 群的增加幅度更大，是土著种的 1.67 倍，占据比例与优势种群相当加拿大一 枝黄花中链霉菌属次生代谢过程产生的抗生素对其他菌种生长具有的抑制作用 以及亚优势种群数量的急剧上升，导致细菌种群多样性明显下降，这也可能就 是入侵植物加拿大一枝黄花在入侵地逐渐形成单生优势种群的原因之一。

DGGE 分析结果表明，在入侵种加拿大一枝黄花中引起细菌种群多样性下降，发 生数量变化的大多为不可培养(Uncultured)细菌在序列比对结果中，与可培 养细菌 α-变形菌纲拜叶林克氏菌科菌 Chelatococcus sp.和生丝微菌属菌 Hyphomicrobium sp.序列同源性均达到 95％，两种群数量最多，为优势种群， 而与空白对照相比，α-变形菌纲中的不可培养细菌数量减少生丝微菌属菌 Hyphomicrobium sp.是反硝化细菌，可脱氮除磷并以甲醇作为碳源，而拜叶林 克氏菌科菌 Chelatococcus sp.是降解多环芳烃的高效菌株这一结果说明该 菌种的出现并成为优势种群，可能同加拿大一枝黄花根系分泌物中的化感物质 有着密切关系多样性水平的下降可能是这些根系分泌物在土壤中累积所引发 的 (3) T-RFLP 与 DGGE 两种分子生态学技术的互补性 T-RFLP 分析中，加拿大一枝黄花根际土壤的优势种群是放线菌纲菌种，而 DGGE 分析中也检测到 放线菌纲菌种(条带 41 所代表的菌种)较其他两种土壤样品数量明显增加并且， 两种分子生态学手段均检测到空白对照土壤和土著种土壤中优势种群都为 α- 变形菌纲菌种。

这些结果的一致性说明了这两种分子生态学技术在研究根际土 壤微生物群落结构变化中的准确性 另外，DGGE 分析中检测到很多与 α-变 形菌纲中的生丝微菌属菌种序列同源性较高的细菌，而在 T-RFLP 中并未检测到 该属菌种；T-RFLP 分析中检测到每种土壤样品细菌种群数量相对于 DGGE 分析 检测到的菌种数量要多得多这些结论也说明了两种分子生态学手段的互补性综合本实验的各项研究结果，可以看出入侵种加拿大一枝黄花在入侵某环境 以后，其根际土壤微生物发生了明显变化通过传统培养方法对三种土壤微生 物进行研究，可知：三种土壤中细菌数量均占据最大比例，而加拿大一枝黄花 根际放线菌数量的增加，说明了加拿大一枝黄花对土壤中放线菌有一定的促进 作用，这一现象在土著种一枝黄花中则不存在通过两种非培养方法即 T-RFLP 和 DGGE 技术对三种土壤根际微生物的分析结果表明：加拿大一枝黄花根际土壤 细菌群落多样性明显减少加拿大一枝黄花根际土壤中细菌群落的优势种群发 生改变，而土著种中的优势种群并未改变入侵种与土著种的亚优势种群均为 芽孢杆菌纲菌种，入侵种加拿大一枝黄花亚优势种群占据比例与优势种群相当。

加拿大一枝黄花中链霉菌属的大量出现以及亚优势种群数量的急剧上升，导致 细菌种群多样性明显下降，这可能就是入侵植物加拿大一枝黄花在入侵地逐渐 形成单生优势种群的原因之一在这些发生数量变化的细菌种群中，大多数为 不可培养细菌加拿大一枝黄花优势种群 α-变形菌纲拜叶林克氏菌科菌 Chelatococcus sp.和生丝微菌属菌 Hyphomicrobium sp.的存在，可能同加拿 大一枝黄花根系分泌物中的化感物质有着密切关系多样性水平的下降可能是 这些根系分泌物在土壤中累积所引发的两种不可培养技术的结合，使得实验 结果得到了一致性，在一定程度上提高了对根际土壤微生物多样性研究的准确 性，为今后更深入对土壤微生物的研究奠定了基础正文内容正文内容加拿大一枝黄花是 1935 年引进于我国上海的花卉观赏植物，后来成为大量 蔓延并且在我国南部地区肆虐扩张的外来入侵植物之一因为其强大的入侵能 力，在入侵过程中逐渐形成了单生优势种群，使得其周围邻近植物、特别是同 属的土著植物一枝黄花无法生长，明显降低了群落的多样性，严重威胁着生态 系统的平衡，甚至给我国带来了一定的经济损失，成为迫切需要解决的生态学 问题。

以往对加拿大一枝黄花的研究主要集中于形态学描述、危害性、生物 学特性、检疫和除害处理等方面，而对于其土壤微生态学方面的研究较少据 此，本研究以入侵我国福建省的加拿大一枝黄花及土著植物一枝黄花为研究对 象，采用传统培养方法即涂抹平板稀释法以及非培养方法即 T-RFLP 和 DGGE 两 种分子生物学技术结合对它们的根际土壤微生物区系变化状况、着重对根际土 壤细菌群落结构多样性进行了深入全面的分析，从土壤微生态学角度初步探讨 了加拿大一枝黄花的入侵机理结果表明： (1)加拿大一枝黄花根际土壤微 生物种群发生较明显变化 通过传统培养方法即涂平板计数法对三种土壤样 品中细菌、放线菌及真菌的数量变化进行分析，可知：在三种土壤中细菌数量 占据比例最大，与空白对照相比较，加拿大一枝黄花根际放线菌数量有所增加， 说明加拿大一枝黄花对土壤中放线菌有一定的促进作用，而土著种一枝黄花则 没有这样的变化趋势两种黄花与空白对照相比，细菌和真菌数量都有所增加 土壤微生物数量的这种变化，可以敏感的反映土壤环境质量的变化和土壤中的 生物活性 (2)加拿大一枝黄花根际细菌群落多样性减少，说明种群失衡可 能与根系分泌物中的化感物质有关。

T-RFLP 分析结果表明加拿大一枝黄花 根际土壤细菌群落多样性发生了明显变化种植入侵种加拿大一枝黄花后，其 根际土壤中细菌群落的优势种群发生改变，其优势种群变为放线菌纲链霉菌属 菌，而土著种中的优势种群并未改变入侵种与土著种的亚优势种群均为芽孢 杆菌纲菌种，但较空白对照土壤来说，入侵种加拿大一枝黄花亚优势种群的增 加幅度更大，是土著种的 1.67 倍，占据比例与优势种群相当加拿大一枝黄花 中链霉菌属次生代谢过程产生的抗生素对其他菌种生长具有的抑制作用以及亚 优势种群数量的急剧上升，导致细菌种群多样性明显下降，这也可能就是入侵 植物加拿大一枝黄花在入侵地逐渐形成单生优势种群的原因之一 DGGE 分 析结果表明，在入侵种加拿大一枝黄花中引起细菌种群多样性下降，发生数量 变化的大多为不可培养(Uncultured)细菌在序列比对结果中，与可培养细菌 α-变形菌纲拜叶林克氏菌科菌 Chelatococcus sp.和生丝微菌属菌 Hyphomicrobium sp.序列同源性均达到 95％，两种群数量最多，为优势种群， 而与空白对照相比，α-变形菌纲中的不可培养细菌数量减少生丝微菌属菌 Hyphomicrobium sp.是反硝化细菌，可脱氮除磷并以甲醇作为碳源，而拜叶林 克氏菌科菌 Chelatococcus sp.是降解多环芳烃的高效菌株。

这一结果说明该 菌种的出现并成为优势种群，可能同加拿大一枝黄花根系分泌物中的化感物质 有着密切关系多样性水平的下降可能是这些根系分泌物在土壤中累积所引发 的 (3) T-RFLP 与 DGGE 两种分子生态学技术的互补性 T-RFLP 分析中， 加拿大一枝黄花根际土壤的优势种群是放线菌纲菌种，而 DGGE 分析中也检测到 放线菌纲菌种(条带 41 所代表的菌种)较其他两种土壤样品数量明显增加并且， 两种分子生态学手段均检测到空白对照土壤和土著种土壤中优势种群都为 α- 变形菌纲菌种这些结果的一致性说明了这两种分子生态学技术在研究根际土壤微生物群落结构变化中的准确性 另外，DGGE 分析中检测到很多与 α-变 形菌纲中的生丝微菌属菌种序列同源性较高的细菌，而在 T-RFLP 中并未检测到 该属菌种；T-RFLP 分析中检测到每种土壤样品细菌种群数量相对于 DGGE 分析 检测到的菌种数量要多得多这些结论也说明了两种分子生态学手段的互补性综合本实验的各项研究结果，可以看出入侵种加拿大一枝黄花在入侵某环境 以后，其根际土壤微生物发生了明显变化通过传统培养方法对三种土壤微生 物进行研究，可知：三种土壤中细菌数量均占据最大比例，而加拿大一枝黄花 根际放线菌数量的增加，说明了加拿大一枝黄花对土壤中放线菌有一定的促进 作用，这一现象在土著种一枝黄花中则不存在。

通过两种非培养方法即 T-RFLP 和 DGGE 技术对三种土壤根际微生物的分析结果表明：加拿大一枝黄花根际土壤 细菌群落多样性明显减少加拿大一枝黄花根际土壤中细菌群落的优势种群发 生改变，而土著种中的优势种群并未改变入侵种与土著种的亚优势种群均为 芽孢杆菌纲菌种，入侵种加拿大一枝黄花亚优势种群占据比例与优势种群相当 加拿大一枝黄花中链霉菌属的大量出现以及亚优势种群数量的急剧上升，导致 细菌种群多样性明显下降，这可能就是入侵植物加拿大一枝黄花在入侵地逐渐 形成单生优势种群的原因之一在这些发生数量变化的细菌种群中，大多数为 不可培养细菌加拿大一枝黄花优势种群 α-变形菌纲拜叶林克氏菌科菌 Chelatococcus sp.和生丝微菌属菌 Hyphomicrobium sp.的存在，可能同加拿 大一枝黄花根系分泌物中的化感物质有着密切关系多样性水平的下降可能是 这些根系分泌物在土壤中累积所引发的两种不可培养技术的结合，使得实验 结果得到了一致性，在一定程度上提高了对根际土壤微生物多样性研究的准确 性，为今后更深入对土壤微生物的研究奠定了基础 加拿大一枝黄花是 1935 年引进于我国上海的花卉观赏植物，后来成为大量蔓延 并且在我国南部地区肆虐扩张的外来入侵植物之一。