湿地土壤微生物群落结构与多样性分析方法研究进展

湿地土壤微生物群落结构与多样性分析方法研究进展李甜甜1，胡泓1，王金爽2*，李正炎1，吕向梨1（1.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛266100；2.盘锦市湿地科学研究所,辽宁盘锦124000）摘要：湿地生态系统在物质循环、能量流动、污染物降解等方面具有重要的生态功能和环境价值。近年来，在气候变化、盐渍化等自然因素以及人类活动的干扰下，湿地生态系统健康受到威胁。微生物是湿地生态系统中的重要组成部分,它在湿地物质循环、能量流动、有机物分解、土壤肥力的形成和污染物的降解等方面起着重要作用。本文通过对微生物多样性分析方法在湿地土壤微生物研究中的应用现状进行综述，以期为微生物多样性分析技术在湿地微生物研究中更好地应用提供理论参考。关键词：湿地；土壤微生物；研究方法中图分类号：S154.3文献标识码：A文章编号：0564-3945(2016)03-0758-05DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2016.03.38李甜甜,胡泓,王金爽,李正炎,吕向梨.湿地土壤微生物群落结构与多样性分析方法研究进展[J].土壤通报,2016,47(3):758-762LITian-tian,HUHong,WANGJin-shuang,LIZheng-yan,L譈Xiang-li.ProgressinResearchMethodsofSoilMicrobialStructureandDiversityinWetlands.[J].ChineseJournalofSoilScience,2016,47(3):758-762土壤通报ChineseJournalofSoilScience收稿日期：2015-09-07；修订日期：2015-12-15基金项目：辽河河口区水质改善与湿地水生态修复技术集成与示范（2013ZX07202-007）资助作者简介：李甜甜（1989-），女，河北张家口人，硕士研究生，主要从事湿地土壤微生物研究。E-mail：15904882473@163.com*通讯作者：E-mail：kingtiger19820717@163.com第47卷第3期2016年6月Vol.47,No.3Jun.,2016湿地生态系统是地球上三类最重要的生态系统（森林、海洋和湿地）之一，兼有水体和陆地的双重特征，在物质循环、能量流动、净化污染物、维持生态平衡等方面有着重要的生态价值和环境功能[1~2]。微生物是湿地生态系统的重要组成部分，是土壤有机质与土壤养分转化与循环的动力，开展湿地微生物相关研究对于认识和了解湿地生态系统生境状况与演化具有重要意义[3~5]。湿地物质的降解与转化与土壤微生物的活动密切相关，研究中通常采用土壤呼吸、微生物生物量、土壤酶活性等指标间接反映湿地土壤微生物的活性，以期对湿地生态系统物质循环与能量状况作出初步判断。近年来，随着研究技术的进步及对土壤微生物的认识不断深入，研究者们发现湿地生境特征与土壤微群落组成及生物多样性状况有着密切关系。土壤微生物多样性是指土壤生态系统中所有的微生物种类、它们拥有的基因以及这些微生物与环境之间相互作用的多样化程度[6]。湿地生态系统土壤微生物对生态环境变化比较敏感，其土壤微生物群落组成及多样性状况受土壤质量、植被类型、盐碱度、土壤水分状况等因素的影响[7~10]。因此，开展湿地土壤微生物多样性的研究，对进一步认识湿地生境特征及其演化具有非常重要的作用。湿地土壤微生物的结构组成及多样性研究经历了传统的培养方法、群落生理水平研究方法、分子生物学方法的过程。技术的进步促进了人们对湿地土壤微生物及其与生境特征及演化的关系的认识。本文综述了微生物组成及多样性分析技术在湿地土壤微生物领域研究中的应用进展，并对未来的发展趋势进行了展望。1传统培养方法传统的平板菌落计数法(platecount)利用人工培养基对湿地土壤中可培养的细菌种类进行分离培养，通过菌落数以及菌落形态，确定微生物数量与种类。纯培养技术可以培养湿地生态系统中主要的可培养细菌，其分布特征可以在一定程度上反映土壤条件的变化[11]。但是，纯培养是在实验室条件下进行的，与野外环境存在差异，因此不能真实反映待测环境，具有一定局限性。但是这并不影响其在湿地微生物研究中所占的地位，在特定菌种鉴定中起到重要作用，并且成为分子生物学技术的有力补充。3期李甜甜等：湿地土壤微生物群落结构与多样性分析方法研究进展2微生物群落生理代谢研究方法微生物通过不同的生化途径合成不同的磷脂脂肪酸、碳源异养型微生物利用不同的碳源产生不同的代谢产物，通过对这些物质的监测可以反映一些主要功能菌的分布情况。因此微生物功能多样性信息对于明确湿地环境中微生物群落的作用具有重要意义[12]。在湿地生态系统土壤微生物生理代谢水平上的研究中应用较为广泛的是BIOLOG碳素利用法