根瘤是结瘤植物根系与一些土壤细菌(特别是固氮菌)相互作用而建立的共生体,是二者共生固氮的主要场所,木本结瘤植物也因此成为改善林地土壤、绿化荒地和促进生态平衡的重要树种。根瘤结构和代谢(包括根瘤分泌物)的特异性可能会使得根瘤表面以及根瘤内微生物群落结构发生改变、并有别于土壤和根际微生物群落结构;同时,根瘤细菌的多样性不仅影响着固氮菌的分离,也可能影响着固氮菌功能的发挥。为了解木本结瘤植物根瘤细菌的多样性,本试验利用免分离培养的高通量测序技术对可与放线菌共生结瘤的胡颓子科植物胡颓子(Elaeagnus pungens)和沙棘(Hippophae rhamnoides)以及可与根瘤菌共生结瘤的豆科植物刺槐(Robinia pseudoacacia)等三种木本结瘤植物根瘤细菌群落结构进行了初步分析比较,并对四个不同月份采集的沙棘根瘤样品的细菌群落结构特征进行了分析和对比。研究结果表明:1.对分别采集于6月14日、7月14日和5月17日的胡颓子、沙棘和刺槐根瘤细菌群落结构特征的分析表明,不同种类的木本结瘤植物根瘤细菌群落均是丰富多样的,从胡颓子、沙棘和刺槐根瘤中分别获得8个门13个纲27个目40个科56个属、12个门26个纲54个目98个科130个属和10个门19个纲41个目62个科104个属细菌。但不同植物根瘤细菌的丰富度和多样性存在差异,沙棘根瘤细菌群落丰富度显著高于胡颓子和刺槐,其多样性也略高于后两者。在门和纲的分类水平上,三种木本结瘤植物有7门11纲为共有菌群,胡颓子和沙棘根瘤细菌均以放线菌门放线菌纲(Actinobacteria)为优势类群,相对丰度分别高达99.00%和97.05%,刺槐根瘤细菌则以变形菌门α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)为优势类群,相对丰度为99.34%。在目水平上,胡颓子和沙棘根瘤的优势菌群均为弗兰克氏菌目(Frankiales),相对丰度分别为98.87%和95.48%,同时也都含有一定数量的根瘤菌目(Rhizobiales),相对丰度分别为0.13%和0.77%;刺槐根瘤的优势菌群为根瘤菌目,相对丰度为99.18%,但也存在低于0.01%的弗兰克氏菌目细菌。胡颓子和沙棘根瘤弗兰克氏菌目下的优势类群均为弗兰克氏菌科(Frankiaceae)弗兰克氏菌属(Frankia),相对丰度均占该目的99.90%以上;刺槐根瘤的根瘤菌目下优势类群为叶杆菌科(Phyllobacteriaceae)的中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),占该目的99.50%。2.对分别采集于四个不同月份的沙棘根瘤的细菌群落结构特征分析结果表明,在叶子和新稍以及根瘤瘤瓣刚刚开始萌发的3月份(根瘤为前一年所形成),根瘤细菌的多样性和丰富度显著高于5月、7月和8月份;5月、7月和8月份沙棘根瘤细菌的多样性和丰富度差异不显著。四个采样时间所获得的根瘤细菌可归类为21个门36个纲75个目145个科234个属,其中有8个菌门17个菌纲的细菌在不同采样时间一直存在。从相对丰度来看,放线菌门放线菌纲始终为优势菌纲,其相对丰度在3月份为65.30%,在5月、7月和8月份均超过96.00%;同时,根瘤细菌中还存在变形菌门α-变形菌纲、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)以及拟杆菌门噬纤维菌纲(Cytophagia)和鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)等多种类型的非放线菌。3月份弗兰克氏菌目细菌在整体根瘤细菌群落中的相对丰度为48.60%,显著低于5月份的93.54%、7月份的95.48%和8月份的94.73%,与之相对应的是3月份的非弗兰克氏菌目细菌的相对丰度显著高于其它月份。四个采样时间共获得弗兰克氏菌目下的5科6属10条可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),其中弗兰克氏菌科弗兰克氏菌属共有5个OTUs,且OTU235的相对丰度在不同采样时间均占据绝对主导地位。综上所述,不同结瘤类型的木本结瘤植物根瘤细菌群落均是极其丰富和多样的,放线菌结瘤植物根瘤细菌主要为弗兰克氏菌,同时存在少量根瘤菌目下固氮菌属,豆科植物刺槐根瘤细菌主要为中慢生根瘤菌。此外,沙棘根瘤细菌群落在不同月份也是极其丰富和多样的,其中既有多种类型的放线菌也包括有多种类型的非放线菌,但放线菌门下弗兰克氏菌科弗兰克氏菌属细菌占据绝对优势。同时,根瘤细菌群落结构(特别是弗兰克氏菌的相对丰度)随时间发生着显著变化,这种变化与沙棘的物候和生长习性、以及根瘤的固氮能力季节性变化可能存在一定关联。