氮肥對水稻土亞硝酸還原酶基因多樣性影響研究

長期施用氮肥對水稻土亞硝酸還原酶基因多樣性影響研究獲新發現

　　中國科學院亞熱帶農業生態研究所桃源農業生態試驗站通過對土壤樣品進行長期定位觀測、試驗，采用PCR擴增、克隆測序等分子生物學技術，研究長期施氮肥對水稻土亞硝酸還原酶基因nirK、nirS多樣性的影響，發現明顯提高nirS基因群落的多樣性和使含nirK基因的反硝化菌群落結構發生顯著變化。

　　研究發現，從水稻土中克隆的系列nirK基因片段與NCBI數據庫中未知菌種的nirK基因相似性較高，平均達90.7%；而nirS基因片段與數據庫中已知的nirS基因相似度低，平均74.7%。通過Chao1估計值預測，nirK基因在不施肥處理(CK)、施氮肥處理(N)中分別有58±13和49±9個不同的OTUs，而nirS基因在CK處理、N處理中分別有49±10和132±43個不同的OTUs。Chao1預測曲線95%置信區間(95%CIs)顯示，氮肥施用顯著提高了nirS基因的多樣性，而對nirK基因多樣性則無顯著影響。LIBSHUFF分析比較N、CK處理克隆文庫間的差異，結果顯示nirK基因處理間群落結構差異p0.022，達到顯著水平；而nirS基因處理間的群落結構無顯著差異。系統發育分析顯示，nirK、nirS基因的系統發育樹分別可分為3個及4個大簇。施用氮肥導致nirK、nirS克隆有不同程度的聚集，說明氮肥改變了nirK和nirS基因群落結構，其中氮肥對nirK基因群落結構的影響更大。總體來說，氮肥的施用對水稻土nirK基因群落多樣性無顯著影響，但明顯提高nirS基因群落的多樣性；而長期施氮肥使含nirK基因的反硝化菌群落結構發生顯著變化，對nirS基因群落結構則無顯著影響。

　　該研究成果已發表在中國科學引文數據庫核心期刊《環境科學》2010年31卷2期上。