土壤微生物群落和酶活性对五种外来植物的响应

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences博士学位论文密级：土壤微生物群落和酶活性对五种外来植物的响应2013年05月IIUllIIMIIIIIIIIlllllIY2382342ByXinSunDirectedbyProf．Liang-DongGuoADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofMicrobiologyInstituteofMicrobi

2、ology,ChineseAcademyofSciencesMay,2013学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何其他个人或集体己经发表或未发表的成果、数据或撰写过的科研成果，也不包含为获得任何教育机构的学位或证书已使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位的论文与资料若有不实之处，本人愿承担一切责任。学位论文作者签名：b＼■之沙l；年j月孑f日学位论文使用授权声明本人完全了解中国科学院大学及微生物研究所关于提交、保存和使用学位

3、论文的规定。同意研究所保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸制版和电子版，允许论文被查阅和借阅；论文保存单位及借阅人有义务保护论文作者及单位的知识产权。本论文的成果归中国科学院微生物研究所所有；本人离所后发表、使用本学位论文或与本论文直接相关的学术成果时，第一署名单位仍然为中国科学院微生物研究所。(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名：b、帔日期：如序年r月弓1日导师签名：日期：加f≥年r月弓lEl摘要土壤微生物群落和酶活性对五种外来植物的响应孙欣导师：郭良栋研究员外来植物入侵不仅严重破坏生态系统中植物的生产力、多样性和稳定性，而且也对土壤微生物的群落结构和功能产生影响。作为生态系统的重要

4、组成成分，土壤微生物在养分循环和植物生长竞争过程中具有重要的作用。因此，开展外来植物对土壤微生物的群落结构和功能影响研究，对全面揭示外来植物入侵机制以及外来植物入侵的防治具有重要的理论意义和实际价值。本研究以对我国生态系统造成严重危害的紫茎泽兰(Eupatoriumadenophorum)、飞机草(Eupatoriumodoratum)、加拿大一枝黄花(Solidagocanadens括)、三裂叶豚草(Ambrosiatrifiaa)和三叶鬼针草(Bidenspilosa)等5种外来植物和2种本地植物长梗千里光(Seneciokaschkacvii)和野芝麻(Lamiumbarbatum)

5、为研究对象，通过对土壤微生物群落结构和土壤酶活性的分析，揭示微生物及其功能对外来植物入侵的响应机制。主要取得以下研究结果：在云南次生林中3个紫茎泽兰入侵强度样地土壤的磷脂脂肪酸(phospholipidfattyacids，PLFAs)和酶活性分析结果表明，紫茎泽兰入侵显著降低了土壤革兰氏阴性(G-)细菌、放线菌、丛枝菌根(arbuscularmycorrhiza，AM)真菌、非AM真菌和总微生物的生物量。重度入侵显著增加了土壤脲酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化物酶的活性，但对碱性磷酸酶、转化酶、p．葡萄糖苷酶和纤维素酶的活性无显著影响。紫茎泽兰入侵显著影响了土壤微生物群落组成和酶组成，

6、而且由紫茎泽兰入侵引起的植物群落组成的改变是影响土壤微生物群落和酶组成的关键因子。通过对这3个紫茎泽兰入侵强度样地的AM真菌分析表明，紫茎泽兰入侵显著增加了其根内的丛枝(arbuscule)密度，但对AM侵染率、孢囊(vesicle)和菌丝圈(hyphalcoil)密度无显著影响。根据形态特征共分离鉴定了9属、29种AM真菌。紫茎泽兰土壤微生物群落和酶活性对五种外来植物的响应入侵显著降低了土壤中AM真菌孢子密度，其中随着紫茎泽兰入侵强度的增加，幼套近明囊霉(Claroideoglomusetunicatum)、聚丛球囊霉(Glomusaggregatum)和沙生球囊霉(Glomusaren

7、arium)的孢子密度显著降低，而地球管孢囊霉(Funneliformisgeosporus)的孢子密度显著增加。AM真菌的丰度和香农多样性指数在不同紫茎泽兰入侵强度之间无显著差异，但是紫茎泽兰重度入侵地的AM真菌群落组成与中度和未入侵地之间存在显著差异，并与植物的物种丰度、土壤总磷和硝态氮含量显著相关。在温室盆栽的5种外来植物和2种本地植物根围土壤的PLFA和酶活性分析显示，本地植物土壤中放线菌和非AM真菌的生物量显著