土壤抑真菌作用与细菌群落结构的关系
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应 用 生 态 学 报# "$$4 年 5 月# 第 !’ 卷# 第 5 期# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # +L=>E1E _SCP>?Q ST 922Q=EU 0MSQSNI，_CQ( "$$4 ， 78 （5） ： !6573!654
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定程度上控制土壤真菌的生长与繁殖， 即具备抑真 菌作用( 关于这种抑真菌作用的作用机制有 5 种假 说， 其中抗生素假说得到了广泛认可 .9*/）
［ % 3 4］ ［ " 3 6］
已筛选出一些可抑制真菌生长的微生物， 包括细菌、 真菌和放线菌等微生物类群， 其中有些微生物已用 于防治土传植物病害真菌， 如吩嗪-! 羧酸 （ *+9 ） 生 产菌荧光假单胞菌 <-!4 的发酵产物被制备为农药 申嗪霉素， 这种农药对于防治植物真菌病害有着良 好效果， 并已在国内外上市( 但最近研究发现， 本身 无拮抗功能的单种细菌混合后能很好地控制真菌生
( 目前已从
土 壤 中 成 功 分 离 出 双 乙 酰 间 苯 三 酚（ " ，7、 吩嗪-!-羧酸 （ *+9 ）
［ 7， ’］
、 藤黄绿脓菌素
（ &$55$7$6 ） ( !国家自然科学基金资助项目 !!通讯作者( 0-V?=Q：LC=DE>]ZL?>N^ I?LSS( MSV( M> "$$5-$%-"5 收稿， "$$4-$7-$’ 接受(
土壤抑真菌作用与细菌群落结构的关系 !
吴敏娜Байду номын сангаас# 张惠文
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# 李新宇 # 张# 彦 # 苏振成 # 张成刚
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（ ! 中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 !!$$!% ；" 中国科学院研究生院，北京 !$$$&’ ）
摘# 要# 自然清洁土壤所具有的抑真菌作用， 是健康土壤的一种自然属性， 也是土壤质量的 重要指标之一， 对控制农作物土传病原真菌的爆发具有积极的生态学意义( 本试验以中国科 学院沈阳生态实验站近 !$ 年未受农药和肥料影响的撂荒地土壤作为自然清洁土壤样品， 通 过高温 （ 对照、 !$$ ) 、 !!$ ) 、 !"! ) ） 处理得到具有不同抑真菌作用的土壤模型， 采用 *+,.//0 （ 变性梯度凝胶电泳） 方法对上述土壤样品的细菌群落结构进行分析( 结果表明： 土壤抑 真菌作用与土壤细菌群落结构紧密相关； 对照清洁土壤抑真菌作用最强， 处理后土壤细菌群 落结构偏离自然清洁土壤愈远， 土壤抑真菌能力愈差； .//0 特异性条带切胶测序结果表明， !"#$%&’(’%)* )*)++#),’-./$+)、 0$/,’*"$,) 12( 、 1."#’($+,’2$)+3)3 12( 、 4)+$--5* (3&)/3,$5( 和 6$+,’7 +’++5* 12( 可能与土壤抑真菌作用密切相关( 关键词# 抑真菌作用# *+,-.//0# 多样性# 群落结构 文章编号# !$$!3’&&" （ "$$4 ） $53!6573$6# 中图分类号# 8’&4( !# 文献标识码# 9
［ !$ % !& ］
， 影响土壤的抑
真菌作用# 由于土壤理化性质的差异等原因， 人们很 难采集到抑真菌作用不同且具有可比性的自然土壤 样品来揭示土壤细菌多样性和种群组成对土壤抑真 菌作用的影响# 因此， 本试验利用温度处理方法建立 了具有相同理化性质而抑真菌作用不同的土壤模 型， 并在此基础上利用聚合酶链式反应’变性梯度凝 胶电泳 （ ()*’+,,- ） 方法对其抑真菌作用与细菌种 群多样性和结构的关系进行研究， 旨在为相关机理 研究提供试验依据# !" 材料与方法 !# !" 土壤样品采集 从中国科学院沈阳生态实验站采集近 !. 年未 受农药和肥料影响的撂荒地潮棕壤# 土壤 /0 值为 12 3! ， 有机质含量为 !42 5 6 ・ 76
& 期_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 吴敏娜等： 土壤抑真菌作用与细菌群落结构的关系_ _ _ _ _ _ _
［ !" ］ 长 ， 表明细菌间可能存在一个相互诱导的机制，
!4&4
!..8 式中： , ? 表示土壤中真菌生长圈直径； ,. 和 ,! 分 别为极低抑真菌作用和高抑真菌作用土壤中真菌生 长圈直径# !# %" 土壤总 +E@ 的提取 采用 FGHI(JK/ +E@ 提取仪及试剂盒 （ L>M’!.! ， NOKJ<M） 对具有不同抑真菌作用的土壤进行总 +E@ 提取， 按照试剂盒说明书操作# !# &" ()*’+,,以不同土壤样品的总 +E@ 为模板， 用细菌通用
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粒、 132 98 的粉粒和 3"2 !8 的粘粒# 用五点采样法， 分别采集 . : 3. ;< 表层土壤， 充分混匀，过 3 << 筛后于 $ = 保存备用# !# $" 土壤模型的建立 采用以下方法处理土壤样品：! ） 微波处理 （中 波 .、 !、 "、 4、 !. 、 !4 、 3. <>? ） ； 3） 将不同比例自然土 壤 （.、 348 、 4.8 、 &48 ） 混入灭菌土壤中 （ !3! = ， ". <>?） ； "） 在温度为 4. 、 1. 、 &. 、 9. 、 5. 、 !.. 、 !!. 和 !3! = 下分别处理 . 、 "、 $、 4、 !. 、 !4 、 3. <>?， 所有处理均 设 $ 次重复# 在 (+@ 平板中央接种禾谷镰刀菌 （ !"# $%&’"( )&%(’*+%&"(） ， 39 = 培养 " A， 作为真菌生长 指示菌# 在无菌条件下分别称取 $. 6 不同处理土壤 于培养皿中， 从已培养好禾谷镰刀菌的 (+@ 平板边 缘取直径为 .2 9 ;< 菌丝体生长旺盛的圆形琼脂糖 块置于已处理土壤的中央， 于 39 = 避光培养 " A， 测 量菌丝体扩散生长圈直径大小# 以土壤样品对真菌 菌丝生长抑制率为基础， 建立具有高、 中、 低和极低 抑真菌作用的土壤模型# 将高抑真菌作用土壤对指 示真菌的生长抑制率设为 ! ， 而极低抑真菌作用土 壤对真菌的生长抑制率设为 . ， 用以下公式计算其 他 3 种土壤的真菌生长抑制率： 真菌生长抑制率 B ! % （ , ? % ,. ） （ C ,! % ,. ）D
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［ !］ # # .SRR1 等 在 !’6& 年发现自然土壤可以在一 ［ %， !$ ］ ［ !$ ］ ［ !! ］ （ *F\） 、 吡咯菌素 （ *,B ） 、 氰化氢 （ A+B ） ［ !" ］ 以及几丁质酶 （ +L=O=>?1E ） 等多种抗真菌物质， 并
［ !9 ］ 对 !1P J+E@ 基因的 Q" 区 引物 "$!F’,) 和 4!9*
使本来无抑真菌作用的细菌产生抗生素类物质， 使 土壤真菌生长受到抑制， 即土壤微生物种群多样性 和结构的变化可能是影响土壤拮抗真菌功能的重要 因素# 诸多外界因素， 如肥料、 农药、 污染物等都会导 致自然土壤微生物群落的变化
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使本来无抑真菌作用的细菌产生抗生素类物质， 使 土壤真菌生长受到抑制， 即土壤微生物种群多样性 和结构的变化可能是影响土壤拮抗真菌功能的重要 因素# 诸多外界因素， 如肥料、 农药、 污染物等都会导 致自然土壤微生物群落的变化