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植物入侵已成为全球严重问题,不仅破坏了入侵地的生态系统,而且也危害了经济的发展。目前入侵种互花米草在上海崇明东滩湿地迅速蔓延,严重破坏了本地物种多样性,影响了湿地渔业和阻塞了航道,防治互花米草进一步扩张迫在眉睫。本文通过传统微生物培养及生化分析技术并且从分子水平初步研究了入侵种互花米草根际固氮微生物的多样性,目的是找出固氮微生物与入侵种互花米草之间的关系,利用微生物与植物相互作用的规律,抑制互花米草等外来种的入侵,为探索外来植物入侵的土壤微生物学机制有着重要指导意义。本文研究崇明东滩湿地植物固氮微生物多样性,通过传统微生物培养对入侵物种互花米草与本地种芦苇、海三棱藨草根际固氮菌进行了分离和鉴定。结果表明,在5月和11月份崇明东滩湿地植物根际固氮微生物呈多样性,固氮菌主要分布在互花米草根际,在芦苇和海三棱藨草根际分布较少。而且11月份入侵种互花米草根际固氮微生物丰富度达到了1.178×105cfu/g;分离的菌株多数为革兰氏阴性,经初步鉴定分为Pseudomonas, Azotobacter,Actinobacterium,Azospirillus, Enterobacter,Alcaligenes和Bacillus等7个属,其中Pseudomonas和Azotobacter为优势种属。入侵植物互花米草对其根际固氮微生物有一定影响,根际固氮微生物的固氮作用对互花米草入侵发挥了重要的作用。进一步研究了从植物根际分离出来的固氮微生物的生理生化反应,研究结果表明崇明东滩湿地互花米草根际固氮微生物具有较强碳源利用能力,分解植物分泌有机物的能力,特别在氮的养分循环中起到重要的作用,促进土壤养分循环利用,提高了植物可吸收养分含量,从而促进自身生长。本研究采用了nifH-PCR-DGGE分子生物学方法,通过比较互花米草在季节和潮汐带根际固氮细菌多样性和丰富度差异,说明互花米草入侵对土壤微生物的影响;并且分析入侵植物互花米草与本地种芦苇、海三棱藨草根际固氮微生物差异,进而说明互花米草入侵对土壤微生物的影响。固氮微生物能够发挥固氮作用是通过固氮酶来起作用,固氮酶的表达基因是nifH,所以通过nifH来检测固氮微生物的多样性。研究得出互花米草根际固氮微生物具有较高多样性和丰富度;在光滩土壤中固氮微生物明显少于有植物生长的土壤。分离克隆测序了46条nifH固氮基因,通过Genbank比对分析结果显示大部分是固氮微生物属于Gamma-Proteobacteria,其中多数是不可培养微生物。高丰度和多样性的固氮微生物在互花米草根际,充分利用降解有机物,促进了土壤中N养分循环,为植物提供了大量的养分,促进了互花米草生长,这可能是其成功入侵的重要机制综上所述,本文对崇明东滩湿地植物根际固氮微生物的多样性进行了初步研究,揭示了外来入侵物种互花米草与其根际固氮微生物之间的相互关系,为外来植物入侵的土壤微生物学机制有着重要指导意义。