|
||||||||||||||||||||||||||||||||
长期施肥对黑土大豆根瘤菌群体结构和多样性的影响
生物多样性
2015, 23 (1):
68-78.
DOI: 10.17520/biods.2014148
为揭示长期施肥对黑土大豆根瘤菌群体结构和多样性的影响, 采用BOX-PCR、IGS-PCR-RFLP和16S rDNA基因序列分析法, 对分离自黑龙江省7种长期不同施肥处理的254株大豆根瘤菌进行了遗传多样性和系统发育分析, 结合土壤理化性质分析了大豆根瘤菌群体结构和多样性与土壤因子间的关系。7种处理分别为不施肥(CK)、有机肥(OM)、单施氮肥(N1)、单施2倍氮肥(N2)、氮肥+有机肥(N1+OM)、氮肥磷肥混施(N1P1)和2倍氮肥磷肥混施(N2P2)。系统发育分析结果表明, 所有供试菌株均为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium), 其中大部分菌株与日本慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)相似性最高, 少部分菌株与辽宁慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium liaoningense)相似性最高。BOX-PCR聚类分析结果表明, 供试菌株在70%相似性水平上分为15个群, 在与施肥处理相关性分析中分为3个群体, 分别对应于不施化肥处理(CK和OM)、化学氮肥处理(N1、N2、N1+OM)、氮肥磷肥处理(N1P1和N2P2)。典范对应分析结果表明, 土壤pH、速效氮和速效磷与根瘤菌群体结构相关性极显著(P=0.002, 0.004, 0.002)。不同施肥措施下大豆根瘤菌的多样性有明显差异: N2P2处理的丰富度指数和Shannon-Wiener指数显著高于其他处理; OM处理的Simpson指数最高; N1和N2处理的3种多样性指数都显著低于其他处理。通径分析结果表明, pH、速效磷对多样性指数有较高的直接正效应; 速效氮通过pH的间接负效应影响多样性指数。本研究表明, 长期施用化肥改变了根瘤菌群体结构, 单施氮肥减少大豆根瘤菌多样性, 而氮肥磷肥混施则有助于提高大豆根瘤菌多样性。
表1
各处理施肥种类、施用量及分离菌株数量
正文中引用本图/表的段落
长期定位实验开始于1979年, 实验设13个处理, 按小麦–大豆–玉米顺序轮作。本研究选其中的7个处理: (1)不施肥(CK); (2)有机肥(OM); (3)单施氮肥(N1); (4)单施2倍氮肥(N2); (5)氮肥磷肥混施(N1P1); (6)2倍氮肥磷肥混施 (N2P2); (7)氮肥和有机肥(N1+OM)。各处理肥料的用量和类型见表1。
将根瘤用无菌水洗涤后, 用体积浓度95%的酒精浸泡30 s, 再用1 g/L HgCl2溶液消毒5 min。采用平板划线法分离、纯化菌株, 挑取单菌落。革兰氏染色, 镜检, 斜面保藏。菌株的回接验证采用蛭石盆栽的方法, 使用的大豆品种为黑农63。45 d后观察植株是否结瘤, 判定回接菌株是否为根瘤菌。共获得254株根瘤菌, 各处理分离的菌株数量见表1。
本文的其它图/表
|