攀枝花矿区4种常见植物内生菌群落结构及多样性研究

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为了了解攀枝花矿区常见植物内生微生物的群落结构和多样性,采集攀枝花矿区四种常见植物牛筋草(Eleusine indica)、紫茎泽兰(CroftonWeed)、剑麻(Agave sisalana)和花蔓草(Aptenia cordifolia),测定其生境土壤基本理化性质、生境土壤和植物各器官重金属浓度,并对4种植物各器官内生细菌、真菌和放线菌进行PCR-DGGE分析,旨在探索攀枝花矿区常见植物内生微生物种类和分布特点,为了解矿区植物内生菌微生物资源,了解重金属对内生微生物的影响,以期为重金属微生物修复、环境质量评价提供一定的参考。本研究取得结果如下:(1)牛筋草内生细菌的多样性表现为叶>茎>根;紫茎泽兰内生细菌的多样性表现为叶>茎>根;剑麻内生细菌的多样性表现为叶>根>茎;花蔓草内生细菌的多样性表现为根>茎>叶。各植物相互比较,牛筋草的各器官中的内生细菌群落结构丰富,花蔓草的内生细菌较少。系统发育研究表明,攀枝花矿区植物内生细菌群落结构丰富,包括苍白杆菌属(Ochrobactrum)、藤黄色杆菌属(Luteibacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽单胞菌属(Gemmatimonadetes)、肠杆菌属(Pantoea)、栖热菌属(Thermus)、丙酸菌属(Propionibacterium)、红球菌属(Rhodococcus)等。(2)牛筋草内生真菌的多样性表现为根>茎>叶;紫茎泽兰的茎内生真菌的多样性和根相近,叶最小;剑麻内生真菌的多样性表现为根>茎>叶;花蔓草内生真菌的多样性表现为根>茎>叶。综合分析,牛筋草、剑麻和花蔓草这3种植物的内生真菌根的多样性最丰富,种群数量大,种类多。攀枝花矿区植物内生真菌群落结构丰富,包括茎点霉属(Phoma)、和派伦属(Peyronellaea)、链格孢属(Alternaria)、Chaunopycnis属、镰刀菌属(Fusarium)、枝孢属(Cladosporium)、短柄霉属(Aureobasidium)、曲霉属(Aspergillus)、柄锈菌属(Puccinia)等。(3)牛筋草内生放线菌的多样性表现为茎>叶>根;紫茎泽兰内生放线菌的多样性表现为根>叶>茎;剑麻内生放线菌的多样性表现为根>叶>茎;花蔓草内生放线菌的多样性表现为茎>叶>根。攀枝花矿区植物内生放线菌包含链霉菌属(Streptomyces)、诺卡氏菌属(Nocardia)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)以及不可培养放线菌(Uncultured actinobacterium),链霉菌属的种类各异,不可培养放线菌类群之间有一定差异,攀枝花矿区植物具有可待挖掘的内生放线菌资源。(4)典型相关分析表明,攀枝花矿区植物内生细菌多样性受Cu、Zn、As和Ni负向影响,其中Ni对它们的影响最大;在0.02 mg/kg≤Cr≤0.26 mg/kg,0.01 mg/kg≤Cd≤0.05 mg/kg范围内,植物内生细菌多样性受Cr和Cd正向影响。在0.09mg/kg≤Cu≤0.26 mg/kg,0.11 mg/kg≤Pb≤0.53 mg/kg,0.02 mg/kg≤Cr≤0.26 mg/kg, 0.28 mg/kg≤Zn≤2.28 mg/kg,0.00 mg/kg≤As≤0.09 mg/kg范围内,内生真菌多样性受Cu、Pb、Cr、Zn和As的正向影响,其中Cr的影响最大;植物内生真菌多样性受Ni和Cd的负向影响。在0.11 mg/kg≤Pb≤0.53 mg/kg范围内,内生放线菌多样性受重金属Pb的正向影响;矿区植物内生放线菌多样性受Cr、Cu、Cd、As和Ni的负向影响,其中Ni的影响最大,As次之,Zn的影响最小。
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