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水稻、小麦是我国的主要粮食作物,在粮食生产和人民生活中占有重要地位。本论文以我国黑龙江、湖北和河北等地区大田生长的水稻、小麦为材料,采用nifH基因实时定量PCR、nifH基因变性梯度凝胶电泳、高通量测序、以及nifH基因反转录PCR结合变性梯度凝胶电泳等技术,系统探索了施用微生物肥料、不同作物品种、不同生育期等因素对水稻、小麦内生固氮菌nifH基因数量、优势类群、nifH基因活性的影响。主要研究结果如下:(1)施用生物肥料对水稻、小麦内生固氮菌nifH基因数量、固氮菌类群多样性影响显著。水稻根内、茎内、叶内nifH基因数量分别为(1.51~17.80)×108拷贝/g、(1.01~2.76)×107拷贝/g和(2.04~19.50)×106拷贝/g。与未施用生物肥料的对照处理相比,施用生物肥料后水稻根内nifH基因数量呈持平或降低趋势,但茎、叶内nifH基因数量显著增高,水稻内生固氮菌类群、优势类群都发生了显著变化,小麦试验与水稻结果趋势相同。总体上优势类群有Azospirillum、Pseudomonas、Sinorhizobium、Methylocystis、Sphingomonas、Rheinheimera、Azoarcus等。(2)水稻品种间内生固氮菌nifH基因数量差异不显著,但固氮菌类群多样性差异显著。常见类群有Azospirillum、Ideonella、Sinorhizobium、Azoarcus、Pseudacidovorax、Methylocystis、Sphingomonas、Bradyrhizobium、Xanthobacter、Rheinheimera等。(3)不同生育期水稻根内nif H基因数量差异显著,幼苗期和花期nifH基因数量分别为(1.90~10.60)×106拷贝/g、(1.23~2.47)×109拷贝/g,且多样性发生了显著变化。花期的优势类群是Rubrivivax、Sideroxydans、Dechloromonas、Sinorhizobium、Pseudacidovorax、Anaeromyxobacter等。小麦从苗期到返青期内生固氮菌类群多样性也发生了显著变化,返青期的优势类群是Pseudacidovorax、Pelomonas、Leptothrix、Rubrivivax、Paraburkholderia、Sinorhizobium、Skermanella等。(4)nifH基因的c DNA分析,揭示了Bradyrhizobium、Kosakonia、Sphingomonas、Ideonella、Azohydromonas属是幼苗期水稻内生固氮菌活跃类群,Bradyrhizobium、Pelomonas、Sphingomonas、Dechloromonas属是花期水稻内生固氮菌活跃类群;Bradyrhizobium、Paraburkholderia属是返青期小麦内生固氮菌活跃类群。