【摘 要】
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碱蓬(Suaeda salsa)植被区对岱海湖岸带生态系统具有独特的价值,是湖岸带盐碱地中稳定且适应性强的群落。根际是植物根系与土壤环境连接的纽带。本文采用高通量测序技术对碱蓬根际细菌群落进行研究,揭示了土壤微生物在碱蓬根际的时空分布规律及其分布机制和因素,预测了根际微生物的功能,为后续研究碱蓬根际与土壤微生物的相互作用提供了理论依据。本研究发现:(1)在碱蓬及其根际土壤物理化学性质的空间和时间分
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碱蓬(Suaeda salsa)植被区对岱海湖岸带生态系统具有独特的价值,是湖岸带盐碱地中稳定且适应性强的群落。根际是植物根系与土壤环境连接的纽带。本文采用高通量测序技术对碱蓬根际细菌群落进行研究,揭示了土壤微生物在碱蓬根际的时空分布规律及其分布机制和因素,预测了根际微生物的功能,为后续研究碱蓬根际与土壤微生物的相互作用提供了理论依据。本研究发现:(1)在碱蓬及其根际土壤物理化学性质的空间和时间分布上不同地区碱蓬根际p H范围为8.20~9.45,含水率在8.3%~22.6%之间,电导率范围为0.78~3.78。碱蓬根际土壤理化性质中p H、含水率和电导率表现出一定的空间异质性。碱蓬在各样地生长差异明显,其中密度和株高具有显著性差异(p<0.05)。季节变化主要导致碱蓬根际土壤含水率、容重和电导率的变化。土壤营养元素受季节变化影响显著,其中土壤有机质、全氮、氨氮、全磷、速效磷均表现为先降低后增加的变化趋势,速效氮和硝态氮在季节动态中也有一定变化但未见一致规律。碱蓬根际土壤理化性质与碱蓬生长发育具有一定相关性,其中p H和电导率与碱蓬株高的关系最为显著。(2)碱蓬的根际土壤含有丰富的微生物资源,16S r RNA基因测序共注释到细菌46个门,132个纲,506个目,893个科,1481个属,变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻菌门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)为根际优势菌门,平均相对丰度之和为54.21%。属水平的优势菌主要有盐单胞菌属(Halomonas)、浮霉菌属(Planctomyces)等。土壤细菌群落随季节变化呈现出一定的动态分布规律。秋季的碱蓬根际细菌物种多样性显著大于春夏两季(p<0.05)。在碱蓬根际细菌群落中,厚壁菌门、拟杆菌门对季节变化较为敏感。季节性变化引起的土壤养分、含水量和温度的变化对碱蓬的根际土壤微生物群落的季节性动态有重要影响,其中速效磷和土壤含水量是决定根际土壤细菌群落季节性分布的主要因素。(3)碱蓬根际细菌基因序列中共发现来自7类代谢通路的57个子功能类群,碳水化合物代谢(Carbohydrate metabolism)、氨基酸代谢(Amino acid metabolism)、能量代谢(Energy metabolism)和膜转运(Membrane transport)是细菌群落中的主要代谢功能群。功能微生物相对丰度结果表明,随着季节的变化,与碳氮相关的功能基因时空变化明显。碱蓬根际细菌在春季、夏季、秋季分别注释到51、56、59个生态功能类群,具有化能异养作用(Chemoheterotrophy和Aerobic chemoheterotrophy)、和碳氢化合物降解作用(Hydrocarbon degradation)和硝酸盐还原作用(Nitrate reduction)的功能群是细菌生态功能类群各季节中的共同优势类群。随着植物的生长生态功能类群变得更丰富,其中秋季优势类群在各样地表现出显著差异(p<0.05)。光合作用(Phototrophy)是春季的优势生态功能群,发酵(Fermentation)是夏季的优势生态功能群,硝酸盐吸收(Nitrate respiration)是秋季的优势生态功能群。
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