我国亚热带土壤碳氮转化微生物及其功能研究

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1、学位论文独创性声明，本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。学位论文作者签日期：沙l≥．S．2

2、位论文。学校可以向国家有关机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅。(保密论文在解密后遵守此规定)、保密论文注释：本学位论文属于保密论文，密级：』曼妇保●密期限为——年。学位论文作者签名-氲敲指导教师签名：日期：汐防岁砰日期：“惫斗摘要我国亚热带地区面积辽阔，占国土面积的21％，是重要的农业生产区。该地区酸性土壤在世界上占有独特的地位，该地区土壤具有DH低、高度风化、氧化势高等特点。我国亚热带地区土壤碳、氮生物地球化学循环与环境变化、农业生产等密切相关，了解碳、氮转化微生物特性及其生态功能对把握该地区碳、氮地球生物

3、化学循环规律、发展该地区可持续绿色农业生产具有指导意义。本研究选取亚热带地区典型水稻种植区(湖北武汉)稻田土壤为研究对象，测定田间原位和温室盆栽条件下种植转Bt基因水稻(以下简称Bt水稻)对土壤主要温室气体(CH4、C02和N20)排放的影响，采用定量PCR(QuantitativePCRqPcR)、PCR．DGGE等现代分子生态学手段测定种植Bt水稻对温室气体排放相关功能微生物的影响，并采用稳定同位素核酸标记技术来分析种植转Bt基因水稻对土壤功能“活跃的”产甲烷古菌群落的影响，以了解该地区C转化微生物群落特征及其功能。主要结果如

4、下：(1)田间原位和温室盆栽实验结果均显示种植Bt水稻显著的、持久的降低了土壤cH4、N20和C02排放通量，对产甲烷古菌、甲烷氧化细菌、产N20功能微生物、N20还原功能微生物群落也有显著影响。种植Bt水稻显著的、持久的降低了土壤CH4排放通量，对根际产甲烷古菌和甲烷氧化细菌群落丰度和组成(香农多样性指数F)也有显著的负面影响。在S2和S5阶段，Bt水稻根际产N20功能微生物丰度显著低于ck水稻(p<0．05)，在s3阶段Bt水稻根际产N20功能微生物丰度显著高于Ck水稻(p

5、功能微生物丰度无显著差异(p>O．05)。在S2阶段，Bt水稻根际N20还原功能微生物丰度显著低于Ck水稻(p0．05)。在苗期(S1)和分蘖期(s2)，Bt水稻根际总细菌丰度显著低于Ck水稻(口0．05)。在S3阶段，Bt水稻根际总古菌丰度显著高于Ck水稻(芦

6、其它生长阶段，Bt水稻和Ck水稻根际总古菌丰度无显著差异(口>O．05)。相关分析结果显示土壤CH4排放通量与产甲烷古菌丰度成显著正相关(酽=O．564，p<0．05)；土壤N20排放通量与产N20功能微生物丰度成显著正相关C廊=0．564，p

7、丰度，但没有显著影响功能“活跃的”产甲烷古菌群落组成。Bt水稻和Ck水稻分蘖期根际土壤中功能“活跃的”产甲烷古菌类群有Ricecluste“(RC．I)、Metll锄osaetace∞、MethaIlosarcinaceae和Me廿1anobacteriace北，其中RC-I占所有功能“活跃的”产甲烷古菌类型的60％～66．7％，为最活跃的产甲烷古菌类群。我们还选取了亚热带地区福建万木林自然保护区典型森林土壤(细柄阿丁枫，ALG；浙江桂，CIC)及由其转变的农业利用土壤(杉木，CUL；桔园，ORG)为研究对象，采用qPCR、PCR

8、-DGGE等现代分子生态学手段测定氨氧化古菌(锄monia—DXidizingarch∞a’AOA)和氨氧化细菌(砌monia-oxidizingbacteria，AoB)群落丰度和组成，研究森林土壤向农田十壤转变对土壤氨氧化微生物群落及其氨氧化功