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南疆棗園土壤產(chǎn)鐵載體細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)

2022-12-05 06:53:52王利娜劉偉鋒魏喜喜劉豐鳴李建貴張國(guó)林
經(jīng)濟(jì)林研究 2022年3期
關(guān)鍵詞:鐵載體棗園桿菌屬

趙 文,王利娜,劉偉鋒,魏喜喜,劉豐鳴,黃 瑤,孫 佳,萬 勝,李建貴,張國(guó)林

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) a.草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;b.林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院;c.實(shí)習(xí)林場(chǎng),新疆 烏魯木齊 830052;2.新疆紅棗工程技術(shù)研究中心,新疆 烏魯木齊 830013;3.新疆大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830046)

鐵是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素之一[1]。然而,在自然環(huán)境中,鐵主要以不溶性Fe3+(10-18mol/L,pH 7.0)的形式存在[2]。土壤本底中鐵的含量雖然較高,但在通氣性特別好的土壤中,特別是在堿性土中,可供植物吸收并利用的鐵非常少。世界上約1/3 的土壤為堿性,在南疆紅棗主要種植區(qū)內(nèi)均為堿性土壤,植物對(duì)土壤中鐵的利用效率較低。因此,鐵是紅棗種植中常見的限制性因素之一,也是影響新疆紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素之一。對(duì)土壤中鐵的生物性能的改善已成為南疆棗園土壤養(yǎng)分和棗樹營(yíng)養(yǎng)改善的研究重點(diǎn)。隨土壤鹽分含量增加,土壤中有效鐵含量進(jìn)一步降低,僅憑自身作用吸收的鐵元素遠(yuǎn)不能滿足植物的需要[3]。由于氧化作用和堿性土壤環(huán)境,鐵肥中的鐵元素易形成難降解的氫氧化鐵,不利于作物的吸收和利用。因此,當(dāng)土壤中缺鐵或鐵元素有效性較低時(shí),為植物提供一種新形式的鐵肥以促進(jìn)植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育是很重要的[4]。

在低鐵環(huán)境下,細(xì)菌、真菌和植物的常見策略之一是分泌鐵載體。鐵載體(Siderophore)是一種低相對(duì)分子質(zhì)量且對(duì)Fe3+具有高親和力的天然鐵螯合劑[5-8]。目前,已經(jīng)有500 多種鐵載體被報(bào)道過,根據(jù)其配位結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),可以分為羥基鹽、兒茶酚酸鹽、羧酸鹽等類型[9]。在鐵缺乏的環(huán)境中,微生物分泌合成的鐵載體使微生物能夠獲得鐵并維持其生長(zhǎng)。一些植物根際促生菌(PGPR)也能合成鐵載體,并且能夠與病原菌競(jìng)爭(zhēng)獲得與鐵載體螯合的鐵,抑制病原菌的生長(zhǎng)[10-12]。在堿性土壤環(huán)境下,許多微生物為了克服鐵有效性低的問題,自行合成和分泌高鐵載體。釋放到土壤中的高鐵載體通過配位基團(tuán)的螯合反應(yīng)釋放不溶性鐵(如氧化鐵、氫氧化鐵),形成鐵載體與鐵的螯合物,提高了土壤中鐵的生物有效性,從而滿足微生物生長(zhǎng)的需要[13]。在鐵脅迫下,大麥、黑麥和小麥等能夠分泌和吸收鐵載體的植物,比玉米、高粱和水稻具有更好的選擇優(yōu)勢(shì)。但植物產(chǎn)生的鐵載體對(duì)Fe3+的親和力較低,由植物生成的鐵載體所絡(luò)合Fe3+的穩(wěn)定性低于由微生物所生成的鐵載體,其在存在其他微生物所產(chǎn)生的高鐵載體環(huán)境中沒有競(jìng)爭(zhēng)力。

屬于植物根際促生菌的細(xì)菌類群達(dá)20 多個(gè)屬,根際細(xì)菌和菌根真菌互作可以提高植物的生物量,促進(jìn)植物生長(zhǎng),改善植物及其根際土壤的養(yǎng)分含量,影響根際土壤微生物環(huán)境[14]。植物促生菌產(chǎn)生與Fe3+形成穩(wěn)定螯合物的鐵載體,可以被植物直接吸收利用[15],其中最具有應(yīng)用前景的是假單胞菌屬Pseudomonas和芽孢桿菌屬Bacillus。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是土壤生態(tài)系統(tǒng)的預(yù)警和敏感性指標(biāo)之一[16]。其在維持植物的生長(zhǎng)方面起著極其重要的作用,并且可以調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分,維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡[17]。土壤微生物的空間分布和物種組成與環(huán)境條件息息相關(guān)[18],其在較大程度上受到土壤環(huán)境條件,特別是土壤理化因子的影響[19]。

本研究中主要以南疆產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落分析為切入點(diǎn),進(jìn)行原位土壤取樣,采用由Schwny 和Neiland 于1987年提出的CAS(chrome azurol S)法來篩選鐵載體產(chǎn)生菌[20],并使用16S rDNA 高通量測(cè)序,對(duì)產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落進(jìn)行分析,旨在為棗樹種植過程中微生物鐵肥的研制與應(yīng)用提供參考,從而提高新疆紅棗的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),促進(jìn)紅棗產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

選擇新疆南疆地區(qū)紅棗主產(chǎn)區(qū)作為研究區(qū)。研究區(qū)地勢(shì)平坦,自然坡度較小,土地平整開闊,地下水位偏低。土壤為砂壤土,pH 為8.1 ~9.2,電導(dǎo)率為130.57 ~1 144.33 μS/cm。土壤中堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.43 ~238.23 mg/kg,速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.27 ~324.50 mg/kg,速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為198.62 ~387.93 mg/kg,有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.2 ~19.2 g/kg。土壤中有效鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.12 ~30.58 mg/kg,全鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.4 ~34.0 g/kg,鐵轉(zhuǎn)化率為0.011%~0.184%。

1.2 土樣采集

根據(jù)張梅等[21]對(duì)南疆紅棗適生區(qū)的研究結(jié)果,選擇在新疆和田(策勒縣、墨玉縣)、喀什(岳普湖縣、麥蓋提縣、澤普縣)、阿克蘇(阿拉爾市、沙雅縣)、巴州(若羌縣、且末縣)4 個(gè)地區(qū)9 個(gè)縣(市)的22 個(gè)棗園采集土樣(表1)。

表1 南疆棗園土壤樣品來源Table 1 Source of soil samples from jujube orchards in southern Xinjiang

在棗園中選取5 棵長(zhǎng)勢(shì)一致且樹齡相近的棗樹,用小鏟子除掉棗樹周圍表層土壤和雜物,采用三點(diǎn)取樣法采集土壤樣品。取30 cm 左右深處的土壤,挖取棗樹根系及其上黏附的土壤。用無菌毛刷將根上黏附的細(xì)土掃落到無菌袋中,貼上標(biāo)簽。將土樣用冰盒迅速帶回實(shí)驗(yàn)室,置于-26 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 試劑和培養(yǎng)基制備

1)CAS 溶液。取65 mg CAS 溶于50 mL去離子水中,取72.9 g 十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)溶于40 mL 去離子水中,將2 種溶液與10 mL 1 mmol/L 的FeCl3溶液(溶劑為10 mmol/L 鹽酸)混合,定容至100 mL,混勻,pH調(diào)至6.8,121 ℃條件下滅菌20 min,常溫避光保存。

2)牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基。每升培養(yǎng)基中加入牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、氯化鈉5 g、瓊脂18 g,加入適量去離子水,邊加熱邊充分?jǐn)嚢枞芙?,最后補(bǔ)足所失水分。121 ℃條件下滅菌25 min。

3)固體培養(yǎng)基基礎(chǔ)。取葡萄糖100 g、蛋白胨20 g、七水硫酸鎂0.5 g、氯化鈣0.5 g、瓊脂粉20 g,溶于1 000 mL 去離子水中。121 ℃條件下滅菌20 min。

4)CAS 檢測(cè)培養(yǎng)基。取6.04 g 無水哌嗪溶于150 mL 去離子水中,加入10×MM9 鹽溶液(Na2HPO430 g、KH2PO41.5 g、NH4Cl 5 g 溶于500 mL 去離子水中)20 mL,混勻后調(diào)節(jié)pH 至6.8±0.2,于121 ℃條件下滅菌20 min。待冷卻至60 ℃時(shí),取100 mL 加入剛滅菌的固體培養(yǎng)基基礎(chǔ)中,再加入保溫至60 ℃的CAS 檢測(cè)液100 mL,即為CAS 檢測(cè)培養(yǎng)基。

5)LB(Luria-Bertani)培養(yǎng)基。每升培養(yǎng)基中加入胰蛋白胨10 g、酵母提取物5 g、NaCl 10 g,調(diào)節(jié)pH 為7.0 左右,121 ℃條件下滅菌20 min。

1.4 產(chǎn)鐵載體菌分析

1.4.1 菌落篩選

稱取適量新鮮土樣,加入裝有滅菌生理鹽水的錐形瓶中,在恒溫?fù)u床中振蕩30 min(28 ℃,170 r/min)。從振蕩好的菌懸液中,吸取0.1 mL懸濁液,加入牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中,在恒溫?fù)u床中培養(yǎng)24 h(37 ℃,130 r/min),對(duì)菌懸液中的細(xì)菌進(jìn)行活化。

吸取0.1 mL 活化后的菌懸液,均勻涂抹于CAS 檢測(cè)培養(yǎng)基上,置于28 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h。使用接種針挑取鐵載體螯合圈半徑大于菌落直徑且長(zhǎng)勢(shì)較好的菌落,放入盛有LB 液體培養(yǎng)基的錐形瓶中,在恒溫?fù)u床中擴(kuò)繁培養(yǎng)48 h(28 ℃,120 r/min)。吸取1 mL擴(kuò)繁后的菌懸液于凍存管中,加入1 mL 無菌甘油(121 ℃滅菌25 min),搖勻后放入-26 ℃冰箱中保存,待測(cè)。

1.4.2 16S rDNA 測(cè)序

將產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落樣本送至杭州聯(lián)川生物技術(shù)股份有限公司,對(duì)序列進(jìn)行PCR 擴(kuò)增和16S rDNA 測(cè)序。所用引物序列見表2。

表2 南疆棗園土壤產(chǎn)鐵載體細(xì)菌PCR 擴(kuò)增引物Table 2 Primers for PCR amplification of siderophore bacteria in jujube orchard soil of Southern Xinjiang

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Office Professional Plus 2019軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和整理?;?6S rDNA 測(cè)序產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù),構(gòu)建類OTU 表,獲得最終的特征表以及特征序列,采用Blast 軟件進(jìn)行序列比對(duì),用SILVA 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)特征序列進(jìn)行注釋,使用R 語言軟件對(duì)16S rDNA 測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和繪圖。采用Alpha 多樣性分析中的香農(nóng)(Shannon)指數(shù)和辛普森(Simpson)指數(shù)進(jìn)行種群多樣性分析[24],采用主成分分析(principal component analysis,PCA)、主坐標(biāo)分析(principal coordinates analysis,PCoA)和非多維尺度分析(multidimensional scaling,NMDS)3 種方式進(jìn)行種群差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)

通過對(duì)經(jīng)16S rDNA 測(cè)序生成的物種注釋信息進(jìn)行處理,對(duì)南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體菌群相對(duì)豐度處于前10 位的菌屬進(jìn)行分析,其分布狀況如圖1所示[25]。由圖1可以看出,南疆棗園土壤中相對(duì)豐度排名在前10 位的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌分屬變形菌門Proteobacteria 和厚壁菌門Firmicutes。其中,阿克蘇、和田和喀什地區(qū)棗園土壤中產(chǎn)鐵載體菌群以變形菌門為主,巴州地區(qū)以厚壁菌門為主。

圖1 南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌(相對(duì)豐度前10 位)的菌屬分布Fig.1 Abundance of siderophores producing bacteria (top 10 abundance) in soil of jujube orchards in southern Xinjiang at phylum level and genus level

從門水平來看,4 個(gè)地區(qū)產(chǎn)鐵載體細(xì)菌整體上呈現(xiàn)出大致相同的特征。在占比最大的5 個(gè)菌屬中,芽孢桿菌屬、賴氨酸芽孢桿菌屬Lysinibacillus和多粘類芽孢桿菌屬Paenibacillus3 個(gè)菌屬為厚壁菌門,亞特蘭蒂斯菌屬Atlantibacter和假單胞菌屬2 個(gè)菌屬為變形菌門??傮w上,假單胞菌屬在各地區(qū)的分布占比均相對(duì)較高,但各地區(qū)存在獨(dú)有的相對(duì)豐度較高的菌屬。巴州厚壁菌門中芽孢桿菌屬的相對(duì)豐度最高,變形菌門中亞特蘭蒂斯菌屬的相對(duì)豐度最高;喀什地區(qū)厚壁菌門中賴氨酸芽孢桿菌屬的相對(duì)豐度最高,變形菌門中假單胞菌屬的相對(duì)豐度最高;和田地區(qū)厚壁菌門中芽孢桿菌屬的相對(duì)豐度最高,變形菌門中假單胞菌屬的相對(duì)豐度最高;阿克蘇地區(qū)厚壁菌門中多粘類芽孢桿菌屬的相對(duì)豐度最高,變形菌門中假單胞菌屬的相對(duì)豐度最高。

總體上,占比最大的假單胞菌屬為變形菌門,占比次之的亞特蘭蒂斯菌屬同樣為變形菌門,與亞特蘭蒂斯菌屬占比相當(dāng)?shù)难挎邨U菌屬為厚壁菌門。

2.2 南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落分布的差異

根據(jù)獲得的特征值豐度,計(jì)算各樣品共有特征(feature)的數(shù)量,并通過Venn 圖直觀呈現(xiàn)。南疆4 個(gè)地區(qū)棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落的分布特征如圖2所示。從圖2A 可以看出,4 個(gè)地區(qū)的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌均有其特有的種群分布,且互有重疊。從圖2B 可以看出,總體上南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌分屬19 個(gè)門類,其中10 個(gè)門類為4 個(gè)地區(qū)所共有,巴州、和田和阿克蘇地區(qū)分別有1 個(gè)特有門類,阿克蘇與巴州有2 個(gè)共有門類、與喀什有1 個(gè)共有門類,喀什、和田和阿克蘇有1 個(gè)共有門類,喀什、阿克蘇和巴州有1 個(gè)共有門類,和田、喀什和巴州有2 個(gè)共有門類。從圖2C可以看出:4 個(gè)地區(qū)一共有230 個(gè)菌屬,其中4 個(gè)地區(qū)共有的菌屬達(dá)到了50 個(gè);各地區(qū)均有其特有的菌屬,其中喀什特有的菌屬最多,達(dá)到了75 個(gè),而其余地區(qū)所特有菌屬相對(duì)較少。

圖2 棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌在南疆4 個(gè)地區(qū)的分布特征Fig.2 Distribution characteristics of siderophore bacteria in jujube orchard soil in four regions of southern Xinjiang

結(jié)合樣品相對(duì)豐度,根據(jù)門水平和屬水平相對(duì)豐度最高的5 個(gè)群落組成,采用布雷柯蒂斯(Bray-Curtis)距離對(duì)樣品進(jìn)行聚類分析。各樣本間門水平和屬水平相對(duì)豐度處前5 位種群的聚類情況如圖3所示。從圖3可以看出,同一地區(qū)土壤樣本間產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群的相似性并非均較高,非同一地區(qū)的部分樣本的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌在群落組成上存在一些相似性。RQ240 與YPH020 間、ALE320 與RQ230 間、QM200 與ZP090 間相對(duì)豐度較高的5 個(gè)門的豐度水平基本一致;SY260 和YPH030 間相對(duì)豐度較高的5 個(gè)屬的豐度水平基本一致。各地區(qū)內(nèi),各樣本的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落總體上具有相似性,但個(gè)別樣本群落具有特異性。巴州的QM221 和RQ250、喀什地區(qū)的ZP100,在門水平上幾乎全部為厚壁菌門,在屬水平上有各自的特點(diǎn)。QM221 以芽孢桿菌屬為主,賴氨酸芽孢桿菌屬次之;RQ250 幾乎全部為芽孢桿菌屬;ZP100 幾乎全部為賴氨酸芽孢桿菌屬??κ驳貐^(qū)的YPH012 和YPH011、和田地區(qū)的MY141、阿克蘇地區(qū)的SY260,在門水平上以變形菌門為主,在屬水平上,YPH012 和MY141 以假單胞菌屬為主,其中MY141 的假單胞菌屬豐度水平比YPH012 的較低,YPH011 和SY260 以其他為主,YPH011 存在一定比例的假單胞菌屬。

圖3 南疆棗園土壤樣本間產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群(相對(duì)豐度前5 位)的聚類Fig.3 Clustering of siderophore producing bacteria (top 5 relative abundance) among soil samples from jujube orchards in southern Xinjiang

南疆地區(qū)間棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群(相對(duì)豐度前5 位)的聚類如圖4所示。從圖4可以看出:在門水平上,巴州、喀什、和田、阿克蘇4 個(gè)地區(qū)的變形菌門的相對(duì)豐度依序遞增;在屬水平上,巴州、喀什、和田、阿克蘇4 個(gè)地區(qū)的總體豐度水平較高的5 個(gè)菌屬的總豐度水平依序遞減,說明其他屬的部分菌類為變形菌門,但其豐度水平未排到前5 位。說明4 個(gè)地區(qū)的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落在總體上具有相似性,但是也存在一定的多樣性。

同時(shí),各地區(qū)在總體相對(duì)豐度較高的5 個(gè)門或?qū)俚呢S度水平上差異相對(duì)較大。雖然和田地區(qū)和喀什地區(qū)的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群在門水平上較為相似,阿克蘇地區(qū)和喀什地區(qū)的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群在屬水平上較為相似,但是從圖4可以看出,各種群的相對(duì)豐度有一定的差異。

圖4 南疆地區(qū)間棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群(相對(duì)豐度前5 位)的聚類Fig.4 Clustering of siderophore bacteria (top 5 relative abundance) in jujube orchard soil in southern Xinjiang

在門水平和屬水平上的聚類結(jié)果有所不同。在門水平上,各樣本總體上可以分為4 類,屬水平上可以分為5 類。聚類分析結(jié)果表明:大多數(shù)樣本在門水平上較為相近,但在屬水平上相距較遠(yuǎn),或在屬水平上較為相近,但在門水平上相距較遠(yuǎn);不同地區(qū)的樣本在空間上距離較遠(yuǎn),但其產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)有一定的相似性。

2.3 南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落的多樣性

南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群的多樣性如圖5所示。從圖5可以看出,除喀什地區(qū)的2個(gè)樣本、和田地區(qū)的1 個(gè)樣本和巴州地區(qū)的1 個(gè)樣本的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群多樣性較低外,4 個(gè)地區(qū)的物種多樣性均值較為一致,且除阿克蘇地區(qū)外,物種多樣性指數(shù)較為平均,且足夠豐富。

圖5 南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群的多樣性指數(shù)Fig.5 Diversity index of siderophore producing bacteria in soil of jujube garden in southern Xinjiang

對(duì)南疆各地區(qū)間產(chǎn)鐵載體細(xì)菌的種群分布進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如圖6所示。從圖6可以看出,采用PCA、PCoA 和NMDS 這3 種分析方法得出的結(jié)果較為一致,4 個(gè)地區(qū)間產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落分布的差異不大,有較強(qiáng)的相似性,其中阿克蘇地區(qū)各樣點(diǎn)間群落分布的差異最大,和田地區(qū)各樣點(diǎn)間群落分布的差異最小,喀什地區(qū)各樣點(diǎn)間群落分布的差異不大。

圖6 南疆地區(qū)間棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群分布的差異性Fig.6 Differences in the distribution of siderophore producing bacteria in jujube orchards in southern Xinjiang

3 結(jié)論與討論

綜合以上分析結(jié)果可知,在所測(cè)定的22 份土壤樣本的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落中,占比最大的為變形菌門的假單胞菌屬和厚壁菌門的芽孢桿菌屬,南疆各地區(qū)產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落雖然總體上呈現(xiàn)較為相似的構(gòu)成,但仍具有多樣性,各地區(qū)保持了其獨(dú)特的群落構(gòu)成。

鐵是最早被發(fā)現(xiàn)的植物必需微量元素之一,參與植物的多種生理過程。在新疆的堿性土壤環(huán)境中,鐵的利用效率不高,因此很有必要篩選產(chǎn)鐵載體微生物。通過對(duì)22 份土壤樣本中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落的16S rDNA 測(cè)序,可以看出南疆4 個(gè)地區(qū)棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌主要為變形菌門和厚壁菌門2 類,在屬水平上假單胞菌屬占比最大,這與Manninen 等[26]的研究結(jié)果相符。在屬水平上,還有變形菌門的亞特蘭蒂斯菌屬和厚壁菌門的芽孢桿菌屬。芽孢桿菌屬也是產(chǎn)鐵載體細(xì)菌的主要種群,Zhang 等[27]從小麥根際提取出多種芽孢桿菌屬的產(chǎn)鐵載體細(xì)菌。

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),南疆4 個(gè)地區(qū)棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落雖然有較強(qiáng)的相似性與共通性,但也保持了其特有的群落,說明不同地區(qū)土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌具有差異性。巴州棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落與其他地區(qū)有所不同,可能是因?yàn)榘椭莸貐^(qū)的土壤情況與其他3 個(gè)地區(qū)有較為明顯的差別,且可能與巴州地區(qū)紅棗種植的管理模式有關(guān)。而且同一地區(qū)樣本的相似性并非均較高,非同一地區(qū)的部分樣本在群落組成上存在一些相似性。

大多數(shù)研究結(jié)果表明,產(chǎn)鐵載體細(xì)菌大多為變形菌門的假單胞菌屬和厚壁菌門的芽孢桿菌屬,因此在氣候和土壤養(yǎng)分條件等不同的地區(qū),產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落可能有相似性。南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落的多樣性分析結(jié)果證實(shí)了上述觀點(diǎn)。南疆棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群的多樣性分析結(jié)果表明,4 個(gè)地區(qū)的物種多樣性均值較為一致,除阿克蘇地區(qū)外,其他地區(qū)產(chǎn)鐵載體細(xì)菌種群的多樣性均較為豐富且均勻。通過對(duì)種群的差異性分析可以看出:阿克蘇地區(qū)各樣點(diǎn)間群落分布的差異最大,可能是阿拉爾市棗園與其他棗園的管理水平存在差異所導(dǎo)致;和田地區(qū)各樣點(diǎn)間群落分布的差異最小,可能是因?yàn)楹吞锏貐^(qū)棗園土質(zhì)較為相似,且均為干旱滴灌。雖然喀什地區(qū)的特有菌屬最多,但其樣點(diǎn)間群落分布的差異不大,說明同地區(qū)管理水平相近的棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落較為相似。棗園的管理模式會(huì)對(duì)棗園土壤中產(chǎn)鐵載體細(xì)菌群落產(chǎn)生影響,這與吳菲等[28]的研究結(jié)果一致,人類活動(dòng)的干擾會(huì)導(dǎo)致土壤微生物和土壤環(huán)境因子發(fā)生顯著變化。

本研究中采集了南疆紅棗主要種植區(qū)的土壤樣本進(jìn)行分析,但采樣點(diǎn)不夠豐富,樣點(diǎn)分布不夠平均,使得分析結(jié)果具有一定的局限性。在后續(xù)研究中,可以擴(kuò)大采樣范圍,增加采樣點(diǎn)位,進(jìn)行更加全面深入的研究。另外,假單胞菌屬具有易于培養(yǎng)和產(chǎn)鐵載體種類豐富的特性,可以用來研制微生物鐵肥。

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