高通量测序分析刺槐人工林土壤微生物群落特征

摘要

【目的】探究刺槐人工林土壤微生物群落结构特征,以期为深入解析人工林对森林植被恢复和未来气候变化的反馈和响应机制提供科学依据。【方法】应用高通量测序技术,研究了华北低山丘陵区的刺槐纯林和刺槐-栓皮栎混交林土壤微生物群落结构与环境因子的关系。【结果】1)2种林型土壤细菌Shannon指数和Simpson指数表现为刺槐纯林>刺槐-栓皮栎混交林;2种林型土壤真菌Shannon指数和Simpson指数表现为刺槐-栓皮栎混交林>刺槐纯林;2)土壤中细菌的优势门为变形菌门Proteobacteria、酸杆菌门Acidobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes;土壤中真菌的优势种为子囊菌门Ascomycota、被孢霉门Mortierellomycota、担子菌门Basidiomycota和罗兹菌门Rozellomycota;3)物种相对丰度热图也表明,刺槐纯林的优势属为酸杆菌属Acidobacteriales、慢生根瘤菌属Bradyrhizobium和未培养菌属Candidatus Udaeobacter、Subgroup_2、Micropepsaceae,而刺槐-栓皮栎混交林的优势属为鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas、芽单胞菌属Gemmatimonadaceae、硝化螺旋菌属Nitrospira、变形菌属Deltaproteobacteria和未培养菌属Subgroup_6;4)主成分分析表明,刺槐纯林和刺槐-栓皮栎混交林的土壤细菌和真菌多样性组间差异不显著(P>0.05),而刺槐纯林与刺槐-栓皮栎混交林组间差异显著(P<0.05);5)冗余分析表明,在土壤细菌中,pH值与酸杆菌门呈显著正相关(P<0.05);Msoil和Tsoil与放线菌门Actinobacteria呈显著正相关(P<0.05)。在土壤真菌中,pH值和Tsoil与罗兹菌门Rozellomycota呈显著正相关(P<0.05);Msoil与子囊菌门Ascomycota呈显著正相关(P<0.05)。【结论】刺槐-栓皮栎混交林的土壤微生物量要优于刺槐纯林,在人工林种植过程中应增加混交林的种植面积。