农业基础科学
木栓酮对土壤活性和土壤微生物群落组成和多样性的影响
2017-09-12
木栓酮是植物合成的重要次生代谢产物,在器官组织表层普遍存在,起保护作用,并具有广泛的生物活性和医疗应用。研究已发现森林和农田土壤中普遍存在木栓酮,受土地利用方式的影响而呈现差异。木栓酮作为指示被子植物的生物标记化合物,可追溯地球古生态的历史变迁,为进一步探索木栓酮对地上-地下生态系统的生态指示作用,针对木栓酮进入土壤后的稳定性,对土壤活性和土壤生态的影响进行的深入研究。实验结果显示,木栓酮在土壤中降解缓慢(t_(1/2)=55.32d,K=0.0126,Y=4.946 e~(-0.011t),r~2=0.99),木栓酮对土壤活性和土壤微生物群落组成和多样性均有显著影响。添加5μg/g、25μg/g木栓酮室内培养后,土壤基础呼吸强度、土壤酶活性(蔗糖酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)和土壤微生物量碳含量显著高于未添加土壤。利用平板计数法、磷脂脂肪酸分析和高通量测序,研究发现木栓酮对土壤微生物群落的组成和多样性均会产生一定的影响。添加木栓酮均会显著提高土壤可培养细菌和可培养真菌(P<0.05),磷脂脂肪酸(PLFA)分析亦显示木栓酮显著提高土壤微生物PLFA总量、细菌和真菌PLFA含量(P<0.05)。高通量测序显示木栓酮对土壤细菌和真菌的菌群结构和多样性产生一定作用。细菌优势菌群由变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、放线菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门和硝化螺旋菌门组成,而真菌优势菌群主要包括子囊菌门、结合菌门、担子菌门、壶菌门和球囊菌门。木栓酮会促进土壤变形菌、厚壁菌、硝化螺旋菌和子囊菌相对丰度升高,而降低土壤酸杆菌、拟杆菌、浮霉菌和结合菌的相对丰度。同时土壤细菌和真菌菌群的物种多样性受木栓酮的影响而降低。基于土壤微生物群落的组成进行主成分分析和交互分析,木栓酮浓度和培养时间对土壤微生物、细菌和真菌菌群的结构变化影响极显著(P<0.01),并存在交互效应。综上所述,木栓酮会促进土壤活性、提高土壤微生物重要菌群含量,并改变土壤细菌和真菌菌群的结构和多样性,对土壤生态产生重要影响。
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