海南岛不同林龄的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性

为研究不同林龄木麻黄(Casuarina equisetifolia)林地土壤微生物功能多样性的动态变化,通过Biolog系统对海口市桂林洋开发区滨海不同林龄(幼龄林(林龄5–8年)、中龄林(林龄15–20年)和成熟林(林龄30年及以上))的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性进行了分析。结果表明:(1)对照裸地和成熟林林地土壤微生物对所使用的Biolog-ECO微孔板中的31种碳源的利用率和对这31种碳源的各分类碳源的利用率高于中龄林与幼龄林林地;(2)Shannon-Wiener指数(H′),McIntosh、Simpson多样性指数随着林龄增大而增大,不同林龄林地间的H′差异显著,幼龄林和中龄林的McIntosh、Simpson多样性指数无显著差异;(3)主成分分析结果表明,在主成分分离中起分异作用的主要碳源为单糖和氨基酸。林地土壤微生物群落多样性随着林龄增加而增高,这可能是林分凋落物、植物根系分泌的次生代谢物、土壤养分、林地土壤特异性微生物等共同作用的结果。

不同林龄木麻黄林地特有细菌代谢产物及其化感潜力

为揭示土壤微生物代谢产物的组成及其在植物化感作用中的影响机制,采用GC-MS比较分析不同林龄木麻黄林地特有细菌与木麻黄土壤、根、凋落物的代谢产物,并研究木麻黄林地特有细菌发酵液对3种乡土树种青皮、红厚壳和杨叶肖槿种子萌发的影响.结果表明:木麻黄林地特有细菌代谢产物主要为酸、酯、烷、醛、酮、酰胺、酚类、醚类、吡喃、吡啶等有机化合物.以甲醇为萃取剂共萃取出60余种物质,以正己烷为萃取剂共萃取出20余种物质.与木麻黄土壤、根、凋落物浸提液GC-MS结果比较,发现2,4-二叔丁基苯酚、硬脂酸甲酯、1,2,3,4-丁四醇、甘油醚和苯并吡喃5种相同物质,及仅在特有细菌中存在的4-甲基-6-叔丁基苯酚.该物质与土壤浸提液中2,4-二叔丁基苯酚的结构类似,二者可通过烷基取代发生转化.表明木麻黄林地土壤细菌产生的代谢产物可在土壤中积累,或经过转化后进入土壤.木麻黄林地特有细菌发酵液对青皮、红厚壳和杨叶肖槿种子的生物测定结果表明,其发酵液对三种植物种子萌发均具有抑制作用,对青皮种子的抑制作用最为强烈,最低发芽率为25.3%,最强化感效应指数为-0.43.说明土壤细菌代谢产物参与了木麻黄的化感作用.

不同林龄木麻黄林地土壤真菌多样性及特有真菌代谢产物化感潜力

为揭示土壤微生物次生代谢产物与化感作用的关系及其在植物化感作用中的影响机制,利用高通量测序分析不同林龄木麻黄林地土壤真菌多样性及特有真菌,对比研究不同林龄木麻黄林地土壤中特有真菌与木麻黄土壤、根、凋落物的代谢产物,以及木麻黄林地特有真菌发酵液对3种乡土树种青皮、红厚壳和杨叶肖槿种子萌发的影响.结果表明:在各分类水平上,中林龄土壤真菌丰富度最高.木麻黄林地特有真菌代谢产物的物质主要为酸、酯、醛、酮、酚、醚、醇、胺类、烃类等多种物质,与木麻黄土壤、根、凋落物的代谢产物结果比较,有2,4-二叔丁基苯酚、硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、二苯砜等5种相同物质,并且存在部分特有物质.木麻黄林地特有真菌发酵液对青皮、红厚壳和杨叶肖槿种子的萌发均具有抑制作用,对青皮种子的抑制作用最为明显.本研究表明土壤真菌次生代谢产物可加剧木麻黄林地中的化感作用.