亚热带四种主要森林土壤氨氧化微生物群落结构及多样性研究

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阔叶林、杉木林、马尾松林和毛竹林是亚热带地区的四种典型森林类型,氨氧化作用是土壤氮素循环的重要环节。本研究的主要目的是应用PCR-DGGE和Real-timePCR方法,分别研究天目山和玲珑山四种主要森林土壤氨氧化微生物特征,以揭示不同植被类型对氨氧化微生物群落结构特征及多样性的影响,探明植物类型、土壤AOB和AOA群落结构及多样性、土壤氮素供应之间的相关关系,为造林树种合理搭配、构建健康稳定的生态系统提供理论依据。主要研究结果如下:天目山四种林分土壤pH,碱解氮和速效钾有显著差异,而有机质和速效磷则没有显著差异;AOB对环境变化较敏感,天目山四种林分土壤AOB只有3个条带对应的共性物种,而同一林分的不同重复间土壤的AOB群落结构的差异较大,有各自的特殊条带;AOA则相对稳定,有6条带对应的物种存在于所有土壤样品中,同一林分不同重复间的AOA的群落结构相似性较高。四种林分土壤的AOB和AOA种群多样性没有显著差异,相对来说马尾松林和杉木林AOB和AOA多样性比较丰富。玲珑山土壤性质除速效钾外都没有显著差异,阔叶林和马尾松林的不同重复间土壤变异较大,它们的1个重复远大于其它2个重复,而杉木林和毛竹林不同重复间变异较小;土壤pH值总体略低于天目山。玲珑山土壤AOB由于数量较少,未能得到理想的PCR和DGGE结果。土壤AOA有3个条带对应的共性物种,同时还有条带2、11和27是多数样品的共性条带。阔叶林和马尾松林的不同重复间土壤AOA的群落结构的变化较大,杉木林和毛竹林不同重复间的相似性较高。四种林分土壤AOA多样性指数差异不显著,毛竹林土壤AOA多样性指数相对较低。Real-time PCR定量分析表明,天目山四种林分土壤AOB amoA基因拷贝数差异不显著,杉木林和毛竹林的含量相对较低;天目山土壤AOA的amoA基因的拷贝数差异较大,杉木林含量最高,显著高于(p<0.05)阔叶林和毛竹林。玲珑山四种林分土壤AOBamoA基因拷贝数差异也不显著,毛竹林相对较高;AOA的amoA基因的拷贝数间有差异,杉木林和毛竹林显著高于阔叶林和马尾松林。玲珑山四种林分土壤AOB含量较低,比天目山土壤的AOB amoA基因拷贝数低1~2个数量级;而玲珑山四种林分土壤AOA含量略高于天目山(除马尾松林),但没有数量级上的差异。
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