本文關(guān)鍵詞：基于BIOLOG-ECO技術(shù)研究紅樹(shù)植物葉片凋落物對(duì)微生物多樣性的影響

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【摘要】：紅樹(shù)植物凋落物是紅樹(shù)林有機(jī)物輸出的重要途徑,微生物是有機(jī)物質(zhì)無(wú)機(jī)化的重要“執(zhí)行者”,葉片凋落物的分解過(guò)程及其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)已有廣泛的研究報(bào)道。然而,在紅樹(shù)植物凋落葉分解過(guò)程中,植物多酚等淋溶液成分的動(dòng)態(tài)過(guò)程及其對(duì)沉積物和微生物多樣性的影響鮮有研究報(bào)道。BIOLOG是研究微生物群落功能多樣性有效快速的方法,能快速直觀地指示微生物與環(huán)境的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)人工設(shè)置室內(nèi)潮汐系統(tǒng),模擬野外紅樹(shù)植物凋落物分解過(guò)程,利用BIOLOG-ECO技術(shù)重點(diǎn)研究不同紅樹(shù)植物凋落物分解對(duì)土壤微生物多樣性的影響,為進(jìn)一步研究紅樹(shù)植物凋落物在潮間帶重要潛在生態(tài)功能提供理論依據(jù)。本研究選取三種典型紅樹(shù)植物秋茄(Kandelia obovata)、白骨壤(Avicennia marina)和無(wú)瓣海桑(Sonneratia apetala)為研究對(duì)象,設(shè)置不同的凋落葉重量濃度梯度(0、8和100 g)。將凋落葉置于已有2.5 kg的采自紅樹(shù)林的混勻沉積物表面,每天利用10‰的人工海水設(shè)置8 h高潮淹沒(méi),16 h的低潮循環(huán)模擬潮間帶周期性水淹條件,定期用蒸餾水補(bǔ)充揮發(fā)的水分。在凋落物分解的2、4、6、7、14、21、28、42、56、77、105、133、161天,取樣測(cè)定,探討各自葉片凋落物分解過(guò)程中人工海水的植物多酚、不同形態(tài)的氮含量和土壤理化性質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化,利用BIOLOG-ECO技術(shù)研究紅樹(shù)植物葉片凋落物分解對(duì)沉積物微生物多樣性的影響。本研究得到如下主要結(jié)果:1.凋落葉分解前期,在人工海水的淋溶作用下,植物組織細(xì)胞破裂,葉片中水溶性酚類(lèi)不斷被釋放出來(lái),人工海水中單寧含量增加,同時(shí)氨態(tài)氮含量下降;人工海水中縮合單寧含量與氨態(tài)氮濃度顯著負(fù)相關(guān),大量的縮合單寧與含N物質(zhì)結(jié)合固定。2.三種紅樹(shù)植物的土壤pH均為中性偏酸。pH值和土壤硝態(tài)氮含量隨凋落葉分解時(shí)間先降低后升高,土壤鹽度和電導(dǎo)率與之相反。土壤含水量受凋落葉濃度的影響較大,土壤含水量在高濃度組顯著高于對(duì)照組和低濃度組�？偟膩�(lái)說(shuō),土壤的理化性質(zhì)在凋落葉分解初期(一個(gè)月左右),會(huì)有短暫顯著性波動(dòng),在凋落葉分解后期,沉積物理化性質(zhì)趨于穩(wěn)定狀態(tài)。3.BIOLOG-ECO分析結(jié)果顯示,三種紅樹(shù)植物葉片凋落物的不同濃度AWCD曲線(xiàn)在12-120h的斜率較大,而隨后AWCD曲線(xiàn)斜率隨培養(yǎng)時(shí)間的增加逐漸變小;這表明在凋落物分解前期,微生物的碳源代謝能力較高,白骨壤和無(wú)瓣海桑組的微生物代謝碳源能力顯著高于秋茄組。高濃度和低濃度組的微生物代謝碳源能力顯著高于對(duì)照組。土壤微生物功能多樣性的熱圖(heatmap)聚類(lèi)分析結(jié)果和微生物群落多樣性指數(shù)(包括Shannon多樣性指數(shù)、Simpon指數(shù)和McIntosh指數(shù))的變化結(jié)果與AWCD值結(jié)果相似。主要結(jié)果顯示在凋落葉分解初期,三種植物凋落葉的分解均提高了沉積物微生物代謝碳源的能力,增加了微生物群落多樣性,提高了微生物碳源的利用程度。三種紅樹(shù)植物沉積物微生物主要集中在對(duì)氨基酸類(lèi)、脂類(lèi)和糖類(lèi)的利用,而對(duì)酸類(lèi)、胺類(lèi)和醇類(lèi)的利用程度相對(duì)較低,而無(wú)瓣海桑組微生物對(duì)碳源中糖類(lèi)的利用種類(lèi)比白骨壤和秋茄組高,這與無(wú)瓣海桑凋落葉所含的水解單寧可為沉積物微生物提供更多的碳源有關(guān)。秋茄組沉積物微生物對(duì)碳源的利用程度比白骨壤與無(wú)瓣海桑組低,這與秋茄凋落葉中所含的縮合單寧會(huì)與蛋白質(zhì)、糖等物質(zhì)結(jié)合從而降低了碳源供應(yīng)有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S714

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