土壤是微生物的大本营，蕴藏着丰富的微生物资源。土壤微生物在生物地球化学循环(biogeochemical cycles，BGC)过程中扮演着非常重要的角色，对地表生态系统乃至全球都存在重要的影响。土壤微生物除了自身存在着演替与变化之外，人类的活动，如土壤改良，也直接或间接地影响着土壤微生物的多样性。但由于理论与方法的限制，土壤微生物一直被认为是研究中的黑匣子(black box)。如何打开这个黑匣子，充分开发利用这丰富的土壤微生物资源，为人类、为社会造福，是摆在广大微生物学家面前的一个重要课题。传统的，针对土壤微生物的研究，大都是基于培养分离的方法。然而，近年来的许多研究表明，土壤中只有不到1％的微生物是可以在实验室条件下培养的，绝大部分的微生物在目前条件下还未能培养(uncultured)。突破传统的培养方法，发展不依赖于培养的微生物分子生态学方法，从根本上克服了传统培养方法的局限性，把人们的研究视野拓展到极其丰富的未培养微生物的世界。这一研究方法和理念在二十世纪八十年代中期被Pace及其同事提出来后，经过一段时期的发展，到二十世纪九十年代，即被广泛地应用到土壤微生物学的研究领域，为土壤微生物学这门古老而传统的学科注入了新的活力，并因此而逐渐形成了一个新的研究方向——土壤微生物分子生态，目前它的发展正方兴未艾。其基本理论基础就是，直接从土壤样品中提取微生物DNA，以基因(组)的多样性反映物种多样性，从而可以比较全面客观地展现土壤中微生物组成和多样性。 一、土壤微生物分子生态学研究中总DNA的提取 作为土壤微生物分子生态学方法的基础，最重要的一步就是从土壤样品中尽量毫无偏差地提取出高质量的、具有代表性的微生物总基因组DNA。本研究发展了一种土壤DNA提取方法，能从土壤中同时有效提取细菌和真菌总基因组DNA。根据DNA产量和纯度两个评价指标，从3种手提土壤DNA方法中优选出方法B为手提DNA方法(Lab method)，它包括样品预处理，细胞裂解，粗DNA纯化，其中细胞裂解组合了玻璃珠击打，SDS裂解，溶菌酶裂解。进一步应用PCR-RFLP及PCR-TGGE技