论文摘要：不同土壤环境华细辛根际微生物群落与其挥发油组分间的关系

华细辛（Asarum sieboldii Miq.）是马兜铃科细辛属（Asarum）植物，其中的一些挥发油成分具有重要的药用功能，如中枢抑制、解热镇痛、扩张血管和抗真菌等，是我国传统的大宗药材之一。土壤是影响华细辛生长的重要生态因子。土壤微生物在土壤中最具活力，土壤微生物群落的组成结构及其变化必定影响到华细辛的生长及其有效成分的积累。由于根际是植物-土壤关系最为密切的区域，因此研究华细辛根际微生物与其生长及有效成分积累间的关系具有重要的理论意义和实践价值。

本研究分别以野外和人工环境中，处于不同生长期（2012年5、6、7、9、11月和2013年3月）的华细辛为对象，应用微生物培养、变性梯度凝胶电泳（DGGE）和氯仿熏蒸-容量分析等方法测定了华细辛根际微生物群落特征及其变化；应用气相色谱-质谱联用（GC-MS）方法分别测定了华细辛地上和地下部分主要挥发油组成；通过数理统计和多元分析方法研究不同土壤环境中华细辛根际微生物群落时空结构特征及其与有效成分间的关系。主要研究成果如下：
1. 华细辛根际可培养微生物群落特征及其动态
① 微生物三大类群数量均值表现为：M细菌＞M放线菌＞M真菌；主要生理群总体表现为：M氨化细菌＞M自生固氮菌＞M亚硝酸细菌＞M纤维素分解菌。② 野外环境中，细菌、放线菌和真菌数量7月达到最高值；氨化细菌、自生固氮菌和纤维素分解菌数量也在7月达到最高值，但亚硝酸细菌数量11月最高。人工环境中，放线菌数量7月最高，细菌和真菌数量分别在9月和11月达最高；氨化细菌、自生固氮菌和亚硝酸细菌数量最高值出现在9月，纤维素分解菌最高值出现在6和7月。③ 就微生物三大类群而言，野外环境中，放线菌数量随着月份变化波动性（CV野外 = 0.67）最小，表现最为稳定；人工环境中，放线菌数量随着月份变化波动性（CV人工 = 1.70）最大，表现最不稳定。就微生物主要生理群而言，野外环境和人工环境中，亚硝酸细菌数量随着月份变化波动性（CV野外 = 2.44，CV人工 = 2.43）最大，而纤维素分解菌数量波动性（CV野外 = 0.79，CV人工 = 0.75）较为稳定。
2. 根际细菌群落结构特征及其动态
① 根际细菌种类及其动态：野外环境中，细菌条带种类数为29，其中特有条带10条，优势条带4-6条；人工环境样品总条带种类数为26，其中特有条带7条，优势条带4-5条。条带总数、特有条带和优势条带组成特征反映出野外与人工环境中，细菌群落具有明显不同的种类组成结构。② 华细辛不同生长期的Shannon-Weiner 指数均值显示：野外环境华细辛根际细菌多样性低于人工环境（H野外环境＜H人工环境）。在3至11月的时间过程中，根际细菌群落Shannon-Weiner指数在野外环境中较稳平稳，而人工环境中先增后降，最高值出现在5月。随着月份变化，根际细菌群落Shannon-Weiner指数的波动性表现为野外环境（CV野外 = 0.04）小于人工环境（CV人工 = 0.05），即野外环境中根际细菌多样性更为稳定。③ 以土壤细菌条带组成为变量，以不同月份为实体的聚类结果显示：野外环境中，可划分为A（5-6-7月）、B（3月）、C（9月）和D（11月）4类；人工环境中，可划分为A（3-9-11月）、B（5月）、C（6月）和D（7月）4类。该时间分类格局一定程度上反映了季节环境因子的相似性决定了微生物种类组成上的相似性。
3. 根际微生物生物量碳（MBC）特征及其动态
根际微生物群落MBC总体表现为：MBC人工环境＞MBC野外环境。野外环境中，根际微生物MBC最高值出现在6、7和11月；人工环境中，根际微生物MBC最高值出现在6和7月。随着月份变化，根际微生物MBC波动性表现为野外环境（CV野外 = 0.29）小于人工环境（CV人工 = 0.58），即野外环境中的根际微生物MBC更为稳定。
4. 华细辛7种挥发油含量及其动态
① 野外和人工环境中，华细辛地上部分7种挥发油组分百分含量总体上表现为：组分2＞组分7＞组分1＞组分5＞组分3＞组分6＞组分4；地下部分表现为：组分2＞组分5＞组分7＞组分3＞组分6＞组分1＞组分4。② 各组分百分含量达到最大值的时间不一致。地上部分中挥发油组分相对含量最小的月份大多数为7月，地下部分挥发油组分百分含量最小的月份大多为5月或者3月。③ 相同环境中，华细辛地上和地下部分挥发油组分百分含量表现为：除人工环境地下部分外，其余样品组分1相对含量波动性最小（CV野外地上 = 0.49，CV野外地下 = 0.19，CV人工地上 = 0.36，CV人工地下 = 0.71）较为稳定。
5. 华细辛根际微生物群落特征与植物体挥发油组分间的关系
① 挥发油组分与细菌条带数间相关关系：组分7（野外地上）与细菌条带数（野外）呈极显著负相关（r = -0.884，P＜0.01），组分6（野外地下）与细菌条带数（野外）呈显著正相关（r = 0.764，P＜0.05）；组分4（人工地上）与细菌条带数（人工）呈显著正相关（r = 0.747，P＜0.05）。② 挥发油组分与细菌群落多样性指数（H）间相关关系：在野外环境中，组分1-组分7与H野外均没有显著相关关系（P＞0.05）；组分3（人工地上）与H人工呈显著负相关（r = -0.756，P＜0.05），组分4（人工地上）与H人工呈显著正相关（r = 0.728，P＜0.05）；组分1（人工地下）与H人工呈显著负相关（r = -0.084，P＜0.05），组分7（人工地下）与H人工呈显著相关（r = 0.835，P＜0.05）。③ 挥发油组分与MBC间相关关系：无论在野外还是人工环境中，挥发油各组分与MBC间均无显著相关关系（P＞0.05）。
研究表明：在野外和人工两种环境中，华细辛根际微生物群落结构存在种类和数量的差异。环境的复杂程度直接影响到微生物种类的多样性和稳定性。与野外环境相比，人工环境中细菌的种类较少，但数量较多，多样性指数和MBC含量较大，微生物群落结构更为稳定。施肥措施使根际细菌群落的数量和多样性指数降低，MBC含量升高，微生物群落结构稳定性提高。华细辛挥发油各主要组分积累与细菌群落关系较为密切，与微生物整体数量之间相关性小。

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