基于BIOLOG-ECO技术研究红树植物叶片凋落物对微生物多样性的影响

发布时间：2017-12-12 12:33

本文关键词：基于BIOLOG-ECO技术研究红树植物叶片凋落物对微生物多样性的影响

【摘要】：红树植物凋落物是红树林有机物输出的重要途径,微生物是有机物质无机化的重要“执行者”,叶片凋落物的分解过程及其营养物质循环已有广泛的研究报道。然而,在红树植物凋落叶分解过程中,植物多酚等淋溶液成分的动态过程及其对沉积物和微生物多样性的影响鲜有研究报道。BIOLOG是研究微生物群落功能多样性有效快速的方法,能快速直观地指示微生物与环境的关系。本实验通过人工设置室内潮汐系统,模拟野外红树植物凋落物分解过程,利用BIOLOG-ECO技术重点研究不同红树植物凋落物分解对土壤微生物多样性的影响,为进一步研究红树植物凋落物在潮间带重要潜在生态功能提供理论依据。本研究选取三种典型红树植物秋茄(Kandelia obovata)、白骨壤(Avicennia marina)和无瓣海桑(Sonneratia apetala)为研究对象,设置不同的凋落叶重量浓度梯度(0、8和100 g)。将凋落叶置于已有2.5 kg的采自红树林的混匀沉积物表面,每天利用10‰的人工海水设置8 h高潮淹没,16 h的低潮循环模拟潮间带周期性水淹条件,定期用蒸馏水补充挥发的水分。在凋落物分解的2、4、6、7、14、21、28、42、56、77、105、133、161天,取样测定,探讨各自叶片凋落物分解过程中人工海水的植物多酚、不同形态的氮含量和土壤理化性质的动态变化,利用BIOLOG-ECO技术研究红树植物叶片凋落物分解对沉积物微生物多样性的影响。本研究得到如下主要结果:1.凋落叶分解前期,在人工海水的淋溶作用下,植物组织细胞破裂,叶片中水溶性酚类不断被释放出来,人工海水中单宁含量增加,同时氨态氮含量下降;人工海水中缩合单宁含量与氨态氮浓度显著负相关,大量的缩合单宁与含N物质结合固定。2.三种红树植物的土壤pH均为中性偏酸。pH值和土壤硝态氮含量随凋落叶分解时间先降低后升高,土壤盐度和电导率与之相反。土壤含水量受凋落叶浓度的影响较大,土壤含水量在高浓度组显著高于对照组和低浓度组。总的来说,土壤的理化性质在凋落叶分解初期(一个月左右),会有短暂显著性波动,在凋落叶分解后期,沉积物理化性质趋于稳定状态。3.BIOLOG-ECO分析结果显示,三种红树植物叶片凋落物的不同浓度AWCD曲线在12-120h的斜率较大,而随后AWCD曲线斜率随培养时间的增加逐渐变小;这表明在凋落物分解前期,微生物的碳源代谢能力较高,白骨壤和无瓣海桑组的微生物代谢碳源能力显著高于秋茄组。高浓度和低浓度组的微生物代谢碳源能力显著高于对照组。土壤微生物功能多样性的热图(heatmap)聚类分析结果和微生物群落多样性指数(包括Shannon多样性指数、Simpon指数和McIntosh指数)的变化结果与AWCD值结果相似。主要结果显示在凋落叶分解初期,三种植物凋落叶的分解均提高了沉积物微生物代谢碳源的能力,增加了微生物群落多样性,提高了微生物碳源的利用程度。三种红树植物沉积物微生物主要集中在对氨基酸类、脂类和糖类的利用,而对酸类、胺类和醇类的利用程度相对较低,而无瓣海桑组微生物对碳源中糖类的利用种类比白骨壤和秋茄组高,这与无瓣海桑凋落叶所含的水解单宁可为沉积物微生物提供更多的碳源有关。秋茄组沉积物微生物对碳源的利用程度比白骨壤与无瓣海桑组低,这与秋茄凋落叶中所含的缩合单宁会与蛋白质、糖等物质结合从而降低了碳源供应有关。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S714

【参考文献】

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