茶园土壤中氨氧化古菌的丰富度和多样性的研究

在大多数生态环境中,氨氧化是硝化作用的关键步骤,也是硝化速率的限制因素,是全球氮循环的中心环节。氨氧化古菌在多数水生及陆地生态环境中是微生物群落结构的重要组成部分。但茶园土壤中氨氧化古菌的研究较少。本试验以不同利用年限的茶园土壤为试验材料,通过对茶园土壤中氨氧化古菌的定量研究以及氨单加氧酶amoA基因的序列分析,揭示了氨氧化古菌在不同利用年限的茶园土壤中的数量及多样性,为茶园土壤合理施肥服务。主要结果如下: 1.pH为5时,茶园土壤净硝化率分别为0.308,0.272,0.356;当pH下降至4时,净硝化率却随之上升,为1.365,1.146,1.659;而当pH下降至3左右,净硝化率为所选取样品中最高,分别为1.929,1.558,1.341。这一异常结果与茶园土壤中的高强度施肥密切相关。 2.对土样中AOA的amoA基因进行定量PCR,发现其在茶园土壤中的数量很大,尤以50年茶园土壤中AOA的数量最多,分别为2.05×10～7 copies.g-1,2.84×10～7copies.g-1,3.04×10～7 copies.g-1,居于第二位的是10年茶园土壤,分别为1.5×10～7copies.g-1,9.4×10～6 copies.g-1,9.8×10～6 copies.g-1,新种茶园土壤中AOA数量最少,但也均位于10～6数量级之上,分别为3.5×10～6 copies.g-1,2.7×10～6 copies.g-1,5.6×10～6copies.g-1。而AOB却因数量太少无法扩增,说明在茶园土壤中AOA的数量居于主导地位,并且不同利用年限的茶园土壤均表现出了强烈的硝化作用。这进一步证实了氨氧化古菌在土壤生态系统中是比AOB丰富度更大的且非常重要的氨氧化生物。 3.选取了18个酶切剖面不同的样本测序,对amoA基因序列进行系统发育树构建。结合已知的M-TRFLP数据,我们发现,GU396251、GU396242、GU396250、GU396241、GU396243是茶园土壤中AOA的优势种群,对于茶园土壤中的高硝化活性起着不可低估的重要作用。