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黑土、潮土和红壤是我国东部季风区广泛分布的三种农田土壤，弄清三种土壤在不同水热条件下的微生物群落结构特征，特别是影响氮素代谢的氨氧化细菌群落结构的特征，可以为我们在全球气候变化的背景下，提出适应性的施肥措施并口土壤培肥技术。本文通过非培养的方法直接从土壤中提取总DNA，用细菌通用引物扩增16S rDNAV3区，通过DGGE技术分析土壤样品中的微生物群落结构；用氨氧化细菌amoA基因特异引物扩增总DNA，构建amoA基因文库，通过RFLP技术分析土壤样品中的氨氧化细菌群落结构特征。
基于三种土壤在三个气候带（寒温带黑龙江海伦-暖温带河南封丘-中亚热带江西鹰潭）的互置试验，对施肥条件下三种土壤的DGGE图谱分析表明，三种土壤的微生物种类均比较丰富，不同气候条件下相同土壤微生物在DGGE条带数量、位置和条带亮度上相似程度较高，其中红壤样品的条带数量要明显高于潮土和黑土。通过Quantity One软件包定量分析表明，潮土和黑土的微生物种类大致相当，而红壤的种类要明显的高于二者；由寒温带到中亚热带，黑土和红壤微生物种类随着水热的增加而增多，但潮土在暖温带（封丘）微生物种类最高。聚类分析发现，总体上，不同气候条件下相同土壤类型的样品聚在一类；同时，黑土和红壤微生物群落结构的相似程度高，但与潮土相似性低。通过切胶回收条带的测序的结果发现，放线菌是土壤微生物的优势类群。
通过构建9个amoA基因文库，获得30个OTUs，不同土壤amoA文库的优势OTUs存在着差异，其中红壤的OTUs种类最多。库容值变化范围是79.6％～98.0％。多样性指数分析表明，红壤AOB的多样性指数最高，其次是黑土，潮土最低；在pH5.2-8.6之间，AOB群落多样性指数的香农指数和丰富度指数均与pH呈线性显著负相关；黑土和潮土中AOB群落多样性由北向南随着水热的增加而增高，但是这种变化较小。不同土壤9个文库的相似性为41.7％～90.0％，其中暖温带（封丘）黑土（FQ-A）与潮土（FQ-B）的相似程度最高，达到了90.0％，中亚热带条件下（鹰潭）的红壤（YT-C）与暖温带（封丘）潮土（FQ-B）的相似程度最低，只有41.7％。通过构建amoA基因的系统发育进化树，发现所有的AOB种群集中分布在硝化螺菌（Nitrosospira）和亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas），其中Nitrosospira属占绝大多数；Nitrosomonas属主要存在于潮土中，此外寒温带（海伦）的黑土中也有Nitrosomonas属。在测定的25个OTUs类型，被归为9个Cluster，Cluster3a和Cluster10是主要的类群，中亚热带条件下（鹰潭）的红壤（YT-C）中Cluster10占优势，其它土壤都是Cluster3a占优势。Cluster3a适宜于生活在半湿润的暖温带（封丘）土壤中，这一类群对温度较敏感。