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1、第41卷第3期土壤学报Vol41,No32004年5月ACTAPEDOLOGICASINICAMay,2004BIOLOG在土壤微生物群落功能多样性*研究中的应用郑华欧阳志云方治国赵同谦(中国科学院生态环境研究中心系统生态重点实验室,北京100085)摘要微生物功能多样性信息对于明确不同环境中微生物群落的作用具有重要意义,而微生物群落的定量描述一直是微生物学家面临的最艰巨的任务之一。目前,以群落水平碳源利用类型为基础的BIOLOG氧化还原技术为研究土壤微生物群落功能多样性
2、提供了一种简单、快速的方法,并得以广泛应用。但它仍然是一种以培养为基础的方法,显示的代谢多样性类型也不一定反映整个土壤微生物群落的功能多样性。因此,这种方法优点明显,缺陷也存在,并且在应用过程中还有很多关键的操作要点与技巧。本文综述了BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的原理、BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的方法与技巧、应用过程中容易产生的问题及可能克服的办法,同时还提出了值得进一步研究的问题。旨在促进对BIOLOG测定土壤微生物群落功能多样性的了解,为正确运用这种方法开展土壤微生物群落
3、功能多样性研究提供科学依据和理论指导。关键词BIOLOG;土壤微生物群落;功能多样性中图分类号S7146文献标识码A微生物功能多样性信息对于明确不同环境中微物群落的一部分,这种代谢多样性类型也就不一定[1][6,14~17]生物群落的作用具有重要意义。而平板上肉眼计反映整个土壤微生物群落的功能多样性,因数的分类技术只检测到环境样品中的一小部分微生此许多研究者对此方法的利与弊及其准确性、重现物使得微生物群落的定量描述成为微生物学家面临性开展了广泛研究,本文对这种方法应用于土壤
4、微[2]生物研究的进展和应用技巧作一综述,旨在促进对的最艰巨的任务之一。目前,有两种方法在此研究领域中得到认可:利用微生物rRNA(rDNA)和环BIOLOG测定土壤微生物群落功能多样性的了解,为境样品中磷酸脂肪酸分析微生物群落功能多样正确运用这种方法开展土壤微生物群落功能多样性性[3]。但是这两种方法要求的劳动强度大、时间长、研究提供科学依据和理论指导。技术含量较高,难以在较短的时间内分析较多的样品,以BIOLOG微孔板碳源利用为基础的定量分析1BIOLOG研究土壤微生物群落功能为描述微生物群落功
5、能多样性提供了一种更为简多样性的原理[1,4~8]单、更为快速的方法,并广泛应用于评价土壤[9]微生物群落的功能多样性:不同土壤类型、不同植BIOLOG研究微生物的载体是微孔板(Mi[10]物物种下的土壤、不同管理策略下的农业土croPlate),每板包含96个孔,其中95个孔中加入了[11,12][13]壤和不同植被的根际土壤。但这种方法存95种单一碳源和四唑染料,另外一个未加碳源的孔在选择培养问题,只有能够利用BIOLOG微孔板上中加水作为对照。微生物接种到微孔板上的孔中碳源的微生物才能反映
6、出来,也只代表了整个微生后,孔中的微生物就可能利用其中的碳源而发生氧*中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3SW424)、国家重点基础研究发展规划项目(G2000046807)和国家自然科学基金项目(30230090)资助通讯作者,Email:zyouyang@mail.rcees.ac.cn;电话:010-62849191作者简介:郑华(1974~),男,湖南岳阳人,博士研究生,主要从事人类活动对生态系统的胁迫效应和恢复生态学等领域的研究。Email:zhenghua27@soh
7、u.com收稿日期:2003-09-01;收到修改稿日期:2003-12-013期郑华等:BIOLOG在土壤微生物群落功能多样性研究中的应用457表1BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的载体Table1Thecarrierforstudyonsoilmicrobialcommunityfunctiondiversity类型组成特点TypeCompositionCharacteristic革兰氏阴性板适合于该类微生物的95种碳源,组成主要(1)加入的抗生素使革兰氏阳性细菌和真菌对该板
8、上颜色剖面的作用为:氨基酸(20种)、醣类(28种)和羧酸(24极小[10,41]。(2)实际上其中仅有少数碳源对土壤样品中的群落分离有种)。该类板碳源的选择偏向于简单的碳作用[4]。(3)土壤研究中应用最为广泛的一种微孔板[19],板中的许多有水化合物[10]机酸、醣类和氨基酸是根系分泌物的组成成分[4]或其结构与自然界的物质结构相似[20]生态板生态板利用更多的与生态有关的化合物,(1)其中的6种培养基在革兰氏阴性板中没有[19];(2)至少有9中是
