新疆栽培紅花根際土壤微生物群落磷脂脂肪酸生物標(biāo)記多樣性分析

徐鴻斌 王紹明 蔣靜 馬曉麗 張霞 于雄勝

摘要：采用磷脂脂肪酸（PLFAs生物標(biāo)記法，分析相同栽培條件下5種新疆栽培紅花根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，紅花根際土壤微生物磷脂脂肪酸生物標(biāo)記豐富，共檢測(cè)到48種磷脂脂肪酸，其中有32種為完全分布型生物標(biāo)記，16種為不完全分布型生物標(biāo)記；紅花根際土壤中PLFAs含量細(xì)菌>真菌>放線菌。不同紅花材料根際土壤微生物PLFAs生物標(biāo)記組成結(jié)構(gòu)存在差異。對(duì)紅花根際土壤特征PLFAs生物標(biāo)記細(xì)菌16 ∶[G-3]0、真菌18 ∶[G-3]1ω9c、甲烷氧化菌16 ∶[G-3]1ω5c和硫酸鹽還原菌10Me16 ∶[G-3]0比較可知，云紅5號(hào)的細(xì)菌16 ∶[G-3]0、真菌18 ∶[G-3]1ω9c、甲烷氧化菌16 ∶[G-3]1ω5c和硫酸鹽還原菌10Me16 ∶[G-3]0明顯低于其他4個(gè)品種紅花，新紅1號(hào)的細(xì)菌16 ∶[G-3]0、真菌18 ∶[G-3]1ω9c、甲烷氧化菌 16 ∶[G-3]1ω5c 和硫酸鹽還原菌10Me16 ∶[G-3]0含量最高。放線菌10Me17 ∶[G-3]0含量，5個(gè)紅花品種相近。

關(guān)鍵詞：紅花；根際；土壤微生物；磷脂脂肪酸（PLFAs

中圖分類號(hào)： S1543文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（201412-0364-05[HS][HT9SS]

收稿日期：2014

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31160410；國(guó)家人力資源和社會(huì)保障部留學(xué)回國(guó)人員科技活動(dòng)項(xiàng)目（編號(hào)：2011LX005。

作者簡(jiǎn)介：徐鴻斌（1989—，男，浙江蕭山人，碩士研究生，從事植物學(xué)研究。E-mail：stephen89@126com 。

通信作者：王紹明，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail：westwild@vipsinacom。

根際是一個(gè)由根系分泌物輸入高能量而導(dǎo)致微生物劇烈活動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)[1]。根際土壤微生物可影響土壤營(yíng)養(yǎng)的分解、轉(zhuǎn)化和植物的吸收利用，也是衡量土壤肥力和養(yǎng)分的重要指標(biāo)[2-5]。此外，根際土壤微生物種群結(jié)構(gòu)與作物產(chǎn)量密切相關(guān)，微生物種群結(jié)構(gòu)失衡是導(dǎo)致藥用作物發(fā)病和減產(chǎn)的主要原因[6-8]。諸多研究結(jié)果表明，根際微生物在不同植物物種間存在差異[9-11]，在同一植物物種的不同生長(zhǎng)階段和不同基因型間也存在差異[12-14]。探討作物與其根際土壤微生物多樣性之間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)于了解作物品種遺傳特性、土壤適應(yīng)性和制定栽培管理方案具有重要參考意義[15]。國(guó)內(nèi)外科研工作者對(duì)此十分重視，并發(fā)展出BIOLOG平板法，磷脂脂肪酸生物標(biāo)記法（PLFAs和基于PCR的核酸分析等研究手段。PLFAs生物標(biāo)記法根據(jù)磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid，PLFA的結(jié)構(gòu)多樣性和生物特異性，能揭示某一類或某種特定微生物的存在及豐度，能夠準(zhǔn)確客觀地反映土壤中微生物量和群落結(jié)構(gòu)的差異，目前廣泛應(yīng)用于原位土壤微生物群落的多樣性研究。

菊科植物紅花（Carthamus tinctorius L是一種集藥材、油料、染料和飼料為一體的特種經(jīng)濟(jì)作物[16]，目前全球廣泛栽種，新疆是我國(guó)紅花的主要產(chǎn)區(qū)，約占全國(guó)紅花種植面積及產(chǎn)量的80%[17]。紅花以其卓越的藥用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值受到國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注。但對(duì)于紅花的研究多集中在化學(xué)成分和藥理研究，近年來(lái)，對(duì)紅花土壤根際微生物群落的研究逐漸增多，陸爽研究了紅花土壤微生物數(shù)量及影響因子分析，發(fā)現(xiàn)含水率、有機(jī)質(zhì)、有效氮是決定土壤微生物群落分布的主導(dǎo)因子[18]；郭歡等研究了AM真菌對(duì)紅花根圍微生物多樣性特性的影響，發(fā)現(xiàn)AM真菌從時(shí)間和空間上影響紅花根圍微生物的多樣性特征[19]。

本研究采用PLFAs技術(shù)，以在同一試驗(yàn)田的5種栽培品種的紅花根際土壤為研究對(duì)象，探討相同栽培條件下，不同紅花品種對(duì)根際土壤微生物區(qū)系的影響，以及紅花品種與根際土壤微生物之間的內(nèi)在聯(lián)系。

1材料與方法

11試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于新疆石河子大學(xué)試驗(yàn)田（40°16′584″N，[JP2]86°03′1587″E，區(qū)域氣候?qū)俚湫痛箨懶愿珊蛋敫珊禋夂颉Ｄ杲邓繛?00～500 mm，冬季平均積雪深度20～40 cm。年平均氣溫4～6 ℃，日平均氣溫>10 ℃的年積溫2 500～2 900 ℃，無(wú)霜期120～135 d。

12供試材料

供試紅花品種分別為新紅1號(hào)、新紅4號(hào)、云紅5號(hào)、裕民無(wú)刺和采毛紅花。

13田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)和性狀調(diào)查

試驗(yàn)于2013年4—9月在石河子大學(xué)試驗(yàn)田進(jìn)行。設(shè)計(jì)5個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)5行，行距20 cm，穴距15 cm，每穴播3～5粒種子，正常大田管理。5月10日播種，5月17日出苗，7月6日初花，整個(gè)生育期灌水3次。按生育期分別在蓮座期（5月28日、伸長(zhǎng)期（6月24日、盛花期（7月27日和種子成熟期（9月5日取根際土壤，同時(shí)對(duì)每個(gè)品種隨機(jī)挑選5株紅花，考查株高、分枝數(shù)，花蕾數(shù)。

14根際土壤取樣方法

根際土壤取樣方法采用“抖根法”：先將植物根系從土壤中挖出，抖掉與根系結(jié)合松散的土壤，將與根系緊密結(jié)合在0～4 mm范圍的土壤用刷子搜集作為根際土壤。按“S”形隨機(jī)選5個(gè)點(diǎn)采集根際土壤混合土樣，取樣過(guò)程中去除凋落等有機(jī)質(zhì)。取回鮮土后，立即過(guò)篩，分裝保存于-80 ℃下，用于微生物脂肪酸多樣性PLFAs研究。每個(gè)樣品重復(fù)3次。

15磷脂脂肪酸（PLFAs檢測(cè)

PLFA的提取過(guò)程和分析參考Frostegrd等[20]和ourtev等[21]的方法。步驟如下：

取3 g土壤樣品于50 mL離心管，加入32 mL磷酸鹽緩沖液、4 mL氯仿和8 mL甲醇振蕩，遮光下水平振蕩 2 h后 1 000 r/min 離心15 min，在轉(zhuǎn)移液加入48 mL檸檬酸緩沖液和6 mL氯仿，4 ℃冰箱保存，遮光靜置過(guò)夜。取氯仿相氮?dú)獯蹈?，加? mL甲醇振蕩溶解充分，氮?dú)獯蹈?，重?fù)3～4次。氯仿溶解樣品，活性硅膠柱純化，收集甲醇相，N2吹干，0 ℃ 下保存。用1 mL甲醇甲苯溶解磷脂，1 mL OH甲醇溶液37 ℃水浴15 min，加2 mL正己烷氯仿混合液，03 mL 1 mol/L醋酸，2 mL去離子水混勻，1 000 r/min下離心15 min取上層有機(jī)相，N2吹干。用正己烷溶磷脂脂肪酸甲酯，轉(zhuǎn)移到GC內(nèi)標(biāo)管，加入20 μL內(nèi)標(biāo)并上機(jī)測(cè)定。

PLFAs的檢測(cè)采用美國(guó)MIDI公司生產(chǎn)的微生物自動(dòng)鑒定系統(tǒng)（Sherloc Microbial Identification Sysstem Sherlock MIS45進(jìn)行，包括美國(guó)Agilent6890N型氣相色譜儀，全自動(dòng)進(jìn)樣裝置、石英毛細(xì)管柱及氫火焰離子化檢測(cè)器。

色譜條件為二階程序升高柱溫，170 ℃起始，5 ℃/min升至260 ℃，而后升溫至310 ℃，維持90 s；氣化室溫度250 ℃，檢測(cè)器溫度300 ℃；載氣為H2（2 mL/min，尾吹氣為N2（30 mL/min；柱前壓6895 kPa；進(jìn)樣量1 μL，進(jìn)樣分流比100 ∶[G-3]1，電子轟擊電離源（EI到質(zhì)譜檢測(cè)，峰面積通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)積分。

16數(shù)據(jù)分析

161根際微生物種類的PLFAs生物標(biāo)記的識(shí)別Tunlid等[22]曾發(fā)現(xiàn)直接從土壤中提取的PLFAs量可以準(zhǔn)確地表達(dá)土壤微生物的種類和生物量（表1。利用PLFAs的種類和數(shù)量對(duì)紅花材料的根際微生物群落進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)均采用單因子方差分析，所用軟件為SPSS190。[FL]

[F（W14][HT6H][J]表1估算微生物生物量的磷脂脂肪酸[HTSS][STB]

[HJ5][BG（！][BHDFG12，W16，W28，W16W]微生物類型磷脂脂肪酸標(biāo)記參考文獻(xiàn)

[BHDG12，W16Q4，W28Q3，W16Q5W]細(xì)菌12 ∶[G-3]0，14 ∶[G-3]0，16 ∶[G-3]0，i19 ∶[G-3]0，20 ∶[G-3]0[23-26]

[BHDW]革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌a16 ∶[G-3]0，i16 ∶[G-3]0，a17 ∶[G-3]0，i17 ∶[G-3]0，i18 ∶[G-3]0[23，27]

革蘭氏陰性細(xì)菌i15 ∶[G-3]0 3OH，16 ∶[G-3]1ω9c，17 ∶[G-3]1ω8c，cy17 ∶[G-3]0，i17 ∶[G-3]0 3OH[23，28]

好氧細(xì)菌i14 ∶[G-3]0，a14 ∶[G-3]0，i15 2OH，a15 ∶[G-3]0，i15 ∶[G-3]0[27，29-30]

假單胞桿菌18 ∶[G-3]1ω7[27]

硫酸鹽還原細(xì)菌10Me16 ∶[G-3]0[25]

甲烷氧化菌16 ∶[G-3]1ω5c[31]

放線菌10Me 17 ∶[G-3]0，10Me18 ∶[G-3]0[28-29]

纖維菌屬11Me 18 ∶[G-3]1ω7c[24，29]

真菌18 ∶[G-3]3ω6c（6，9，12，18 ∶[G-3]1ω9c[32]

嗜熱解氫桿菌18 ∶[G-3]0[24]

伯克霍爾德菌cy19 ∶[G-3]0ω8c[28]

原生動(dòng)物20 ∶[G-3]4ω6，9，12，15c[33][HJ][BG）F][F）]

[FL（22]162紅花根際土壤微生物PLFAs的分布特性以5種供試紅花材料為指標(biāo)，以檢測(cè)出的45種PLFAs為樣本，進(jìn)行單因子方差分析，構(gòu)建矩陣，以蘭氏距離為聚類尺度，類平均法進(jìn)行聚類分析。所用軟件為DPS 655。

163PLFAs種類和含量及特征磷脂脂肪酸生物標(biāo)記在不同品種紅花間的差異用16 ∶[G-3]0指示細(xì)菌[20]，18 ∶[G-3]1ω9c指示真菌[30]，10Me17 ∶[G-3]0指示放線菌[25-26]，16 ∶[G-3]1ω5c作為甲烷氧化菌[28]，10Me16 ∶[G-3]0指示硫酸鹽還原細(xì)菌[22]進(jìn)行單因子方差分析，所用軟件為SPSS190。

2結(jié)果與分析

21紅花品種開(kāi)花期根際微生物群落PLFA生物標(biāo)記分布特性

磷脂脂肪酸生物標(biāo)記PLFAs檢測(cè)結(jié)果表明紅花根際微生物群落PLFAs種類豐富，含有各類飽和、不飽和，分支和環(huán)狀的PLFAs生物標(biāo)記。試驗(yàn)共檢測(cè)出C12～C20共48種PLFAs生物標(biāo)記（表2。其中a14 ∶[G-3]0、i14 ∶[G-3]0、a15 ∶[G-3]0、i15 ∶[G-3]0、16 ∶[G-3]1ω7c等PLFAs生物標(biāo)記指示耗氧細(xì)菌；a16 ∶[G-3]0、i16 ∶[G-3]0、a17 ∶[G-3]0、i17 ∶[G-3]0等PLFAs生物標(biāo)記指示革蘭氏陽(yáng)性菌；17 ∶[G-3]1ω8c、cy17 ∶[G-3]0、i17 ∶[G-3]0 3OH等PLFAs生物標(biāo)記指示革蘭氏陰性菌；10Me17 ∶[G-3]0、10Me18 ∶[G-3]0等PLFAs生物標(biāo)記指示放線菌；18 ∶[G-3]3ω6c （6，9，12、18 ∶[G-3]1ω9c、18 ∶[G-3]1ω9c等PLFAs生物標(biāo)記指示真菌；20 ∶[G-3]4ω6，9，12，15c生物標(biāo)記指示原生生物。

PLFAs生物標(biāo)記在5個(gè)紅花品種根際中的分布存在兩種類型：一類為完全分布，即PLFAs生物標(biāo)記在所有供試品種根際土壤中都分布，檢測(cè)到32種完全分布的生物標(biāo)記，包括i14 ∶[G-3]0、15 ∶[G-3]0、16 ∶[G-3]0、10Me16 ∶[G-3]0等；另一類為不完全分布，即PLFAs生物標(biāo)記只在某些紅花品種根際土壤中存在，此類PLFAs生物標(biāo)記共有16中，如16 ∶[G-3]0 N alcohol、a17 ∶[G-3]1ω9c、a16 ∶[G-3]0、i19 ∶[G-3]0等（表2。

對(duì)紅花根際土壤微生物PLFAs進(jìn)行聚類分析，當(dāng)蘭氏距離為5時(shí)，將PLFAs可分為3大亞群（圖1，亞群Ⅰ包含25個(gè)完全分布的PLFAs標(biāo)記和16個(gè)不完全分布PLFAs標(biāo)記，該亞群的特點(diǎn)是：磷脂脂肪酸含量低，變化幅度在0087 6 ～ 2664 9 nmol/g，含量最高的是18 ∶[G-3]0，含量最低的是a16 ∶[G-3]0；亞群Ⅱ包含i15 ∶[G-3]0，16 ∶[G-3]1ω7c，10Me16 ∶[G-3]0，cy19 ∶[G-3]0ω8c，18 ∶[G-3]1ω9c，18 ∶[G-3]1ω7c 共6個(gè)磷脂脂肪酸生物標(biāo)記，該亞群特點(diǎn)是屬于完全分布類型且分布量大；亞群Ⅲ只含有16 ∶[G-3]0一個(gè)磷脂脂肪酸標(biāo)記，其特征為完全分布，且分布量大。

[FL]

[F（W48][HT6H][J][WTH]表2不同紅花品種開(kāi)花期根際土壤微生物群落PLFAs標(biāo)記[WTB][HTSS][STB]

[HJ5][BG（！][BHDFG3，W9，W6，W45W]磷脂脂肪酸生物標(biāo)記微生物類型[B（][BHDWG12，W45W]磷脂脂肪酸含量（nmol/g

新紅1號(hào)新紅4號(hào)云紅5號(hào)裕民無(wú)刺采毛紅花[BW]

[BHDG12，W9Q0，W6Q0，W9。5W][JP3]12 ∶[G-3]0細(xì)菌0115 1±0038 8a0±0b0±0b0±0b0±0b

[BHDW]i13 ∶[G-3]0細(xì)菌G-0090 3±0034 2a0±0b0±0b0±0b0±0b

i14 ∶[G-3]0耗氧細(xì)菌G+0417 6±0000 9a0236 7±0044 4b0226 8±0005 5b0255 8±0000 4b0420 0±0067 7a

14 ∶[G-3]1ω5c放線菌0556 1±0010 6ab0439 3±0026 5a0546 4±0051 6ab0663 9±0085 0b0690 0±0030 7b

14 ∶[G-3]0細(xì)菌G+0610 5±0045 2ab0413 3±0072 3a0409 8±0014 4a0526 2±0074 1ab0643 5±0069 9b

i15 ∶[G-3]1G細(xì)菌0356 4±0137 7a0166 6±0034 0a0214 1±0066 3a0229 8±0057 0a0333 3±0165 4a

i15 ∶[G-3]1I細(xì)菌0289 4±0030 4a0±0b0±0b0±0b0±0a

a15 ∶[G-3]1A細(xì)菌0244 0±0020 0a0±0b0±0b0±0b0196 6±0026 8a

i15 ∶[G-3]0耗氧細(xì)菌G+4148 3±0201 9a2815 2±0417 1b2496 3±0090 0b2803 1±0013 3b3624 1±0494 2a

a15 ∶[G-3]0細(xì)菌G-2506 7±0099 5a1835 5±0223 0b1617 4±0109 7b1747 8±0046 1b2361 7±0151 5b

15 ∶[G-3]1ω6c甲烷氧化菌0100 0±0044 2a0±0b0±0b0±0b0±0b

15 ∶[G-3]0細(xì)菌G+0546 5±0033 1a0339 4±0048 3b0300 6±0003 6b0302 4±0036 6b0477 4±0085 4a

i16 ∶[G-3]1H細(xì)菌0654 4±0006 3a0492 4±0106 9ab0405 8±0015 4b0412 9±0058 1b0514 2±0053 2ab

16 ∶[G-3]0 N alcohol細(xì)菌G+0105 4±0007 5a0122 4±0001 8a0102 7±0014 8a0±0b0±0b

i16 ∶[G-3]0 細(xì)菌G+2014 9±0000 4a1629 4±0246 6ab1322 8±0089 9b1425 8±0114 7b1866 0±0195 7ab

a16 ∶[G-3]0嗜熱解氫桿菌0087 6±0006 3a0±0b0±0b0±0b0±0b

16 ∶[G-3]1ω9c細(xì)菌G-0740 9±0032 8a0642 0±0015 5a0582 1±0064 7a0563 0±0048 7a0680 9±0076 8a

16 ∶[G-3]1ω7c耗氧細(xì)菌G+3852 4±0125 5a3160 8±0248 9a2770 2±0333 7a2981 8±0531 1a3699 5±0370 2a

16 ∶[G-3]1ω5c甲烷氧化菌2625 9±0192 9b2126 4±0294 8ab1716 3±0146 2a2064 7±0246 3ab2264 4±0286 6ab

16 ∶[G-3]0細(xì)菌9617 7±0407 8c8862 3±0061 4bc6756 4±0353 6a8337 1±0151 1b9322 0±0148 7c

i15 ∶[G-3]0 3OH細(xì)菌G+0214 4±0004 8a0±0b0±0b0±0b0±0b

10 Me 16 ∶[G-3]0硫酸鹽還原菌6431 6±0075 4b6107 6±0139 4b4726 8±0521 5a5578 1±0191 0ab5877 5±0264 6b

17 ∶[G-3]1 ANTEISO B/i I 細(xì)菌0513 4±0078 4a1112 6±0008 3a0 ±0a1136 9±0683 6a0±0a

a17 ∶[G-3]1ω9c細(xì)菌G-0844 1±0201 7a0±0b0598 3±0100 4a0542 2±0036 3b0779 4±0123 9a

i17 ∶[G-3]0 細(xì)菌G+1577 1±0043 2a1351 7±0182 9ab1076 0±0091 7b1084 6±0157 1b1340 4±0078 2ab

a17 ∶[G-3]0 細(xì)菌G+1549 5±0006 0a1295 7±0102 6a1135 0±0080 9b1155 9±0098 2b1360 0±0083 5ab

17 ∶[G-3]1ω8c細(xì)菌G-0796 1±0004 3a0717 4±0040 5a0621 3±0066 7a0624 2±0114 8a0853 4±0051 4a

cy17 ∶[G-3]0 細(xì)菌G-2013 5±0132 7a1727 2±0189 6ab1378 6±0187 4b1472 5±0202 9ab1735 8±0129 0ab

17 ∶[G-3]0節(jié)桿菌0628 6±0001 8a0488 5±0063 8b0397 5±0023 5b0398 9±0033 3b0533 4±0028 1ab

16 ∶[G-3]1 2OH雷爾氏菌屬0573 7±0002 2a0470 8±0013 7b0442 4±0034 1b0501 5±0032 7ab0495 0±0009 9ab

10Me 17 ∶[G-3]0 放線菌0502 2±0001 0a0364 4±0047 8b0340 5±0011 2b0294 0±0058 2b0386 0±0015 0ab

i18 ∶[G-3]0 細(xì)菌0497 8±0186 3a0562 6±0104 4a0450 4±0002 6a0±0b0±0b

18 ∶[G-3]3ω6c（6，9，12真菌0±0b0±0b0250 2±0012 5a0±0b0±0b

18 ∶[G-3]2ω6，9c真菌2514 0±0051 0ab2015 5±0212 6ab1619 5±0002 3a1898 6±0540 6ab2712 0±0153 6b

18 ∶[G-3]1ω9c真菌5541 5±0119 8a5209 7±0351 4a3964 8±0338 5b5200 8±0119 7a5566 1±0117 8a

18 ∶[G-3]1ω7c假單胞桿菌6941 9±0103 6a6088 7±0437 1a5146 9±0831 8a6249 0±0252 5a6460 6±0423 0a

18 ∶[G-3]0嗜熱解氫桿菌2664 9±0064 8a2385 3±0179 4ab2002 7±0088 8a2176 1±0180 3ab2508 8±0140 4ab

11 Me 18 ∶[G-3]1ω7c纖維菌屬0770 2±0006 9a0661 3±0053 1ab0531 2±0069 1a0568 4±0088 8ab0697 1±0048 3ab

i17 ∶[G-3]0 3OH細(xì)菌0725 2±0180 1a0721 1±0009 8a0682 9±0007 8a1067 3±0316 2a0751 1±0054 1a

10Me18 ∶[G-3]0放線菌1444 7±0113 0a1199 6±0099 6ab1013 9±0011 4a1130 6±0016 6ab1245 8±0170 3ab

19 ∶[G-3]1ω11c 細(xì)菌0397 7±0003 0c0±0a0273 0±0002 8b0400 9±0047 5c0285 5±0020 1b

i19 ∶[G-3]1 I細(xì)菌0152 8±0046 2a0±0b0±0b0±0b0±0b

i19 ∶[G-3]0 細(xì)菌0198 0±0018 2a0155 3±0020 3b0±0c0±0c0±0c

cy 19 ∶[G-3]0ω8c伯克霍爾德菌4365 2±0163 5a3921 0±0448 1ab2711 6±0374 9b3225 4±0331 5ab3416 5±0273 8ab

20 ∶[G-3]4ω6，9，12，15c原生動(dòng)物0640 8±0043 0ab0600 0±0079 1ab0477 6±0047 4a0573 2±0069 1a0691 2±0227 9b

20 ∶[G-3]0 ISO細(xì)菌0±0a0±0a0±0a0526 9±0051 0b0±0a

20 ∶[G-3]1ω9c嗜熱解氫桿菌0729 7±0050 9a0533 2±0105 3ab0420 9±0011 8ab0369 6±0034 3b0567 8±0102 0ab

20 ∶[G-3]0細(xì)菌0447 1±0017 4a0349 3±0056 7a0261 8±0009 0a0295 0±0024 8a0409 4±0093 3a[HJ][BG）F]

注：i、a、cy和Me分別表示異丙基、反異丙基、環(huán)丙基和甲基分支脂肪酸；ω后跟的數(shù)字表示出現(xiàn)雙鍵的碳原子位序；c和t 分別表示該雙鍵為順式構(gòu)型和反式構(gòu)型。數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。同一行中，數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示差異顯著（P<005。[F）]

[FL（22]22不同紅花品種根際土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌PLFAs生物標(biāo)記含量比較

磷脂脂肪酸生物標(biāo)記16 ∶[G-3]0指示細(xì)菌，18 ∶[G-3]1ω9c指示真菌，10Me 18 ∶[G-3]0指示放線菌。這3類微生物在紅花根際土壤中的分布特點(diǎn)見(jiàn)圖2。總體而言，指示細(xì)菌的特征磷脂脂肪酸16 ∶[G-3]0在不同品種紅花根際土壤中的分布含量變化范圍為

[F（W27][TPXHB1tif][F]

676 ～ 962nmol/g；指示真菌的磷脂脂肪酸18 ∶[G-3]1ω9c次之，變化范圍為396 ～ 557 nmol/g；指示放線菌的磷脂脂肪酸10Me 18 ∶[G-3]0含量最低，變化范圍為101 ～ 145 nmol/g。同時(shí)由圖3可見(jiàn)，不同紅花材料根際土壤微生物磷脂脂肪酸含量差異顯著，其中，16 ∶[G-3]0在新紅1號(hào)根際土壤中含量最高，PLFAs值為962 nmol/g，在云紅5號(hào)中最低，PLFAs值為676 nmol/g；18 ∶[G-3]1ω9c在 新紅1號(hào)中含量最高，PLFAs值為557 nmol/g，在云紅5號(hào)中最低，PLFAs值為396 nmol/g；10Me 18 ∶[G-3]0在5個(gè)紅花品種中含量相近。

23不同紅花品種根際土壤甲烷氧化菌和硫酸鹽還原菌PLFAs生物標(biāo)記比較

[F（W11][TPXHB2tif][F]

[F（W11][TPXHB3tif][F]

磷脂脂肪酸生物標(biāo)記16 ∶[G-3]1ω5c指示甲烷氧化菌，10Me16 ∶[G-3]0 指示硫酸鹽還原菌，它們?cè)?種紅花品種根際土壤中的含量比較見(jiàn)圖3。由圖3可知，10Me16 ∶[G-3]0的含量高于16 ∶[G-3]1ω5c 的含量，10Me16 ∶[G-3]0最高為新紅1號(hào)，PLFAs值為643 nmol/g，最低為云紅5號(hào)，PLFAs值為473 nmol/g；在5種紅花品種中，新紅1號(hào)的16 ∶[G-3]1ω5c生物標(biāo)記含量最高，為263 noml/g，含量最低的為云紅5號(hào)，PLFAs值為 172 nmol/g。

24紅花根際土壤微生物PLFAs生物標(biāo)記的生態(tài)學(xué)指數(shù)

由表3可知，不同品種紅花根際土壤微生物PLFAs生物標(biāo)記的種類和含量存在差異，PLFAs生物標(biāo)記種類的變化范圍為35～46，含量變化范圍為5442 ～ 7336 nmol/g；磷脂脂肪酸生物標(biāo)記的生態(tài)學(xué)指數(shù)存在差異，其中Simpson指數(shù)均大于0934，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)變化范圍為305～311，均勻度指數(shù)變化范圍為0534 1～0615 7。[FL]

[F（W9][HT6H][J][WTH]表3PLFAs生物標(biāo)記、生態(tài)學(xué)指數(shù)和紅花品種特性[WTB][HTSS][STB]

[HJ5][BG（！][BHDFG3，W6，W54W]紅花品種[B（][BHDWG12，W112，W272，W15W]磷脂脂肪酸標(biāo)記微生物PLFAs生物標(biāo)記生態(tài)學(xué)指數(shù)紅花品種特性

[BHDWG12，W3，W82，W92。2，W82，W62，W82W][XXSX2-SX11]頻次總量（nmol/g[XXSX2-SX27]Simpson指數(shù)Shannon-Wiener指數(shù)均勻度指數(shù)[XXSX2-SX142]花蕾數(shù)（個(gè)株高（cm[BW]

[BHDG12，W6，W3，W82DW，W92。2DW，W82DW，W62DW，W82DWW]新紅1號(hào)4673355 9±1944 6a0941 8±0000 1a3201 5±0002 5a0534 1±0001 3a70±126a7484±562a

[BHDW]新紅4號(hào)3664221 2±7057 6ab0933 9±0003 2b3055 0±0025 0b0589 6±0014 7b114±266a9656±750bc

云紅5號(hào)3760644 3±4085 9ab0938 1±0002 0ab3115 0±0030 0ab0609 5±0018 2b86±351a7820±950ab

裕民無(wú)刺3554415 2±9628 7ab0933 9±0000 3b3050 5±0003 5b0603 5±0002 2b76±404a9220±1512abc

采毛紅花3548594 2±3807 7b0936 0±0002 1ab3070 0±0019 0b0615 7±0011 7b114±594a10260±1191c[HJ][BGF]

注：同列數(shù)據(jù)后不同小字字母表示差異達(dá)005顯著水平。[F]

[FL（22]3結(jié)論

土壤微生物與紅花生長(zhǎng)息息相關(guān)，人們對(duì)于紅花的研究多關(guān)注在其藥理研究或栽培技術(shù)的探索，對(duì)紅花土壤微生物的研究較少，陸爽等[34]對(duì)新疆栽培紅花的生長(zhǎng)期土壤微生物群落結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明，微生物總數(shù)表現(xiàn)為伸長(zhǎng)期>種子成熟期>蓮座期>花期。郭歡等[35]研究了水肥處理對(duì)紅花根際化學(xué)計(jì)量特征的影響，結(jié)果表明施肥可以明顯提高紅花根際微生物生物C、N、P含量，合理的水肥配施有利于土壤養(yǎng)分的提高。

本研究利用PLFAs法，分析新疆5種主栽紅花品種新紅1號(hào)、新紅4號(hào)、云紅5號(hào)、裕民無(wú)刺和采毛紅花根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的差異，研究結(jié)果表明：

（1紅花根際土壤微生物磷脂脂肪酸生物標(biāo)記豐富，5種紅花根際土壤中存在大量完全分布型磷脂脂肪酸，同時(shí)也存在各自特有的不完全分布型種類，其中新紅1號(hào)特有磷脂脂肪酸有12 ∶[G-3]0、i13 ∶[G-3]0、15 ∶[G-3]1ω6c、a16 ∶[G-3]0、i19 ∶[G-3]0、19 ∶[G-3]1ω11c。Garcia-Villaraco等 [36] 研究結(jié)果表明，不同基因型的擬南芥的根際微生物群落之間差異顯著[24]。其他研究結(jié)果也證明不同植物種類，同種植物不同基因型，植物年齡及根際分泌物都能影響微生物種群結(jié)構(gòu)。

（2 根際土壤微生物磷脂脂肪酸在生態(tài)學(xué)指數(shù)：多樣性（Simpson、豐富度（Shannon、均勻度（Evenness等指數(shù)上無(wú)顯著差異，可能原因是幾種紅花品種之間親緣關(guān)系較近，其根際分泌物差異不明顯。

由于微生物傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法只能得到可培養(yǎng)的土壤微生物信息，且僅占全部微生物不到1%的比例，因此本研究采用磷脂脂肪酸（PLFAs生物標(biāo)記法進(jìn)行研究，與傳統(tǒng)方法及生理學(xué)方法、分子生物學(xué)方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1PLFA法能直接有效地從土壤中獲得微生物群落信息，適合微生物群落的動(dòng)態(tài)研究；（2磷脂脂肪酸成分不受質(zhì)粒損失或增加的影響，也幾乎不受有機(jī)體變化影響，試驗(yàn)結(jié)果更加客觀、可靠；（3實(shí)驗(yàn)條件要求低、操作難度小，且測(cè)試功能多；（4能定量描述環(huán)境樣品匯總的微生物群體，適合用于微生物群落的總體分析。因此，該方法在微生物多樣性的研究中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。盡管PLFA法在分析土壤環(huán)境微生物中有許多優(yōu)勢(shì)，但也存在不足。首先，由于并不知道土壤中所有微生物的特征脂肪酸，因此在許多情況下，土壤中存在的某種特殊脂肪酸無(wú)法與土壤中特定種類的微生物相對(duì)應(yīng)，因而，磷脂脂肪酸分析方法不能對(duì)微生物在種或菌株水平上加以區(qū)分；其次，細(xì)菌和真菌能夠產(chǎn)生大量不同類型的磷脂脂肪酸，因而生長(zhǎng)條件的改變或環(huán)境脅迫都能導(dǎo)致脂肪酸類型的改變[37]。

致謝：本研究土壤磷脂脂肪酸PLFAs的檢測(cè)在浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院、水土資源與環(huán)境研究所實(shí)驗(yàn)室完成，徐建明教授和于勝雄同志等提供了實(shí)驗(yàn)條件并給予實(shí)驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo)，在此表示感謝！

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