长期施用氮肥对水稻土亚硝酸还原酶基因多样性的影响

摘要：

以中国科学院桃源农业生态试验站长期定位试验的土壤样品为对象,采用PCR扩增、克隆测序等分子生物学技术,研究长期施氮肥对水稻土亚硝酸还原酶基因nirK、nirS多样性的影响.序列分析结果表明,从水稻土中克隆的系列nirK基因片段与NCBI数据库中未知菌种的nirK基因相似性较高,平均达90.7%;而nirS基因片段与数据库中已知的nirS基因相似度低,平均74.7%.通过Chaol估计值预测,nirK基因在不施肥处理(CK)、施氮肥处理(N)中分别有58 ±13和49 ±9个不同的OTUs,而nirS基因在CK处理、N处理中分别有49 ±10和132 ±43个不同的OTUs.Chaol预测曲线95%置信区间(95%CIs)显示,氮肥施用显著提高了nirS基因的多样性,而对nirK基因多样性则无显著影响.LIBSHUFF分析比较N、CK处理克隆文库间的差异,结果显示nirK基因处理间群落结构差异P<0.022,达到显著水平;而nirS基因处理间的群落结构无显著差异.系统发育分析显示,nirK、nirS基因的系统发育树分别可分为3个及4个大簇.施用氮肥导致nirK、nirS克隆有不同程度的聚集,说明氮肥改变了nirK和nirS基因群落结构,其中氮肥对nirK基因群落结构的影响更大.总体来说,氮肥的施用对水稻土nirK基因群落多样性无显著影响,但明显提高nirS基因群落的多样性;而长期施氮肥使含nirK基因的反硝化菌群落结构发生显著变化,对nirS基因群落结构则无显著影响.

关键词：氮肥、水稻土、反硝化、nirK、nirS、多样性

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分类号：X171(环境生物学)

资助基金：中国科学院知识创新工程"百人计划"项目KZCX2-YW-BR-01;国家自然科学基金项目40771115;"十一五"国家科技支撑计划重点项目2008BADA7B07

在线出版日期：2010-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：423-430