珍稀植物九龙山榧根际微生物多样性的研究进展
摘要:土壤中拥有非常丰富的微生物群落,与植物发生相互作用的大量微生物,被称为根际微生物。这些微生物对植物与土壤之间的交互作用起到了非常重要的调节作用,同时,在植物的生长发育和植物病虫害的生物防治等方面都具有十分重要的意义。九龙山榧是浙江特有种,其数量极少,根际微生物对其影响尚未可知。本文对土壤微生物生态学研究进展、根际微生物的研究现状、九龙山榧的研究现状三个方面进行了综述,并展望了今后进一步研究和利用土壤微生物内在机制在保护九龙山榧的研究前景。
关键词:九龙山榧; 根际; 微生物;
一、文献综述
早在 1904 年,德国学者 Hiltner 就提出了“根际”一词,将其用以描述受植物根系影响的狭窄土壤带[1]。有学者基于不同物理、化学和生物特性梯度参数,将根际范围界定为距根系约 0.5~4 mm 宽的区域[2]。作为直接影响着植株固定、水和养分获取及地上部分形态建成的主要器官—根系[3],按其为相关微生物提供的定殖生态位特性,可细分为 3 个显著不同的具有独特微生物组的区域,即根际 (rhizosphere)、根表 (rhizoplane) 和根系内部 (endorhiza)[4-6]。根际作为植物根系与土壤间进行能量和物质交换的直接界面,是微生物和无脊椎动物栖息的主要区域,被认为是地球上最活跃的界面之一[7-10]。近年来,根际微生物组的巨大潜力在相关研究中得到证实。九龙山榧的发现对于发掘利用优良乡土用材树种及研 究植物分类、起源、进化等都有一定的科研价值。正确认识根际微生物对九龙山榧的影响,调控根际微生物组促进植物宿主营养吸收、病虫害抵抗及胁迫适应,以期更好地研究和开发保护珍稀植物的可行依据。
1土壤微生物生态学研究进展
土壤微生物因其数量庞大、种类繁多而被称为丰富的生物资源库。土壤微生物包括蓝细菌、细菌、放线菌等原核微生物,还有真菌、蓝藻除外的藻类真核生物,地衣以及原生动物等,是一种形体微小,结构较简单的生物。广泛活跃于土壤中,土壤微生物对生物地球化学循环贡献着不可估量的力量,在土壤形成、有机质代谢、污染物降解、植物养分循环转化等过程中具有不可替代的作用,同时也是评价该地土壤肥力的重要指标之一,因此,对土壤微生物的生态学研究,有着非常深远的意义[11-13]。探讨在不同环境下土壤微生物群落特征,有助于深入了解土壤微生物,并为管理陆生生态系统和指导生态恢复实践提供基础科学依据。
土壤微生物的研究方法随着科技的进步也在不断的完善和改进,综合起来主要有土壤微生物镜检和纯培养,运用熏蒸浸提法、熏蒸培养法以及底物诱导呼吸法来测定微生物量,直接培养法是最经典的测定微生物多样性的方法,土壤中细菌的组成及多样性分析主要是通过分子生物学技术直接来测定。
目前,对于已知的土壤微生物数量较为匮乏,对其生态学作用机理尚不完全明确,对构建新的系统发育理论不能有足够的支撑,因此,郝中明等[14]提出在本学科领域研究过程中,最好能从以下两个方面进行加强: 1)依托第三代高通量测序方法,完善对DNA提取和PCR扩增的相关技术,提高分析的准确率,加快构建系统发育理论体系。2)随着分析认知的具体,即便是最新的方法,也会有局限性。因此,为了更加全面深入了解土壤微生物的特征以及其系统发育过程,集中优势资源,进行全面分析,采取多种方法相结合的方式。
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