全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
〕 , , 一
不同悉生培养条件下食细菌线虫对细菌种群的影响 ‘
陈小云 胡 锋
’ ‘
李辉信 毛小芳
南京农业大学资源与环境学院 , 南京
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文章编号 一 一 一
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中图分类号 文献标识码
引 言
线虫是地球上物种多样性和功能类群最丰富的生物种
之一 , 土壤 自生线虫
一
约占线虫总数的
, 而其中大部分属于食细菌线虫 〔’
, ‘, 来 自田 间和 土
培试验的研究表明 , 食细菌线虫在土壤生态 系统有机物分
解
、
养分矿化等生态过程中起着重要作用 ‘
, 一 但由于 土壤
的高度异质性和环境的复杂性 , 迄今对食细菌线虫与细菌在
种群水平上的相互作用尚缺乏深人的了解 , 限制了对该类土
壤动物功能及作用机理的认识 “ 悉生培养系统可将复杂
的土壤生态系统简化 , 并实现 目标生物及环境的可控性 , 是
研究土壤生物相互作用的有力工具 为此 , 本研究采用无
土悉生培养初步探讨了不 同条件下食细菌线虫对细菌的影
响 , 旨在摸清食细菌线虫对细菌种群的调节潜力 , 为进一步
阐明食细菌线虫的生态功能
、
合理开发利用有益线虫资源提
供理论依据
材料与方法
试验材料
供试线虫为原小杆线虫 乃 ℃勿尹访在八五 , 供试菌株
为荧光假单胞杆菌 尸卿在去, 。 , , 均从小麦根际
土壤中分离获得 供试固体培养基包括马铃薯蔗糖琼脂培
养基 和牛肉膏蛋白陈琼脂培养基 川 , 液体培养
基为马铃薯蔗糖培养基 , 配制方法 与 相同 , 但不加
琼脂
细菌与线虫的富化培养
细菌富化培养 将预先纯化培养在 固体斜面上
的供试菌株用无菌水洗脱 , 分别接种到 和 培养基
上 , 置于 ℃培养箱中富化培养 周 线虫消毒及富化培
养 供试线虫用
, · 一 ‘硫酸链霉素和
· 一 ’放线菌
酮混合液表面消毒 , 离心去上清液 , 用无菌水重复清
洗 一 次 然后将线虫接种到前述富化的细菌培养基上 线
虫 以细菌为食源 , 在 ℃恒温箱中培养 一 周 培养过
程中发现 , 尽管细菌在 和 培养基上均生长 良好 , 但
食细菌线虫在 培养基上的取食和生长发育很差 , 而在
产多糖丰富的 培养基上取食快 、 活性高 、 繁殖旺盛 , 故
线虫的快速富化培养在 培养基上进行
悉生培养用培养基的选择
预备试验表明 , 供试细菌在马铃薯蔗糖琼脂固体培养基
和马铃薯蔗糖液体培养基 中均生长 良好 , 而且液
体培养环境较固体均匀 , 便于取样和细菌计数 , 故采用 进
行悉生培养试验 不过 , 考虑到高浓度的培养基会延长细菌
生长周期 , 而且细菌大量增殖后的代谢产物也可能对线虫有
不利影响 , 故最终选择较低浓度的 原液的 和
倍
悉生培养试验设计与测定方法
本研究采用简化的悉生培养系统 首先准备一批洁净
的 三角瓶作为培养瓶 , 准确加人 , 用棉塞封
口 , 湿热灭菌 ℃ , 取出三角瓶 , 待冷却后进行接
种 试验共设不同浓度 和接种供试生物处理组合 个 ,
设 个重复 倍浓度 中只接种细菌 代号为 巧
倍浓度 接种细菌和线虫 代号为 , 倍
, 国家自然科学基金资助项目
‘ , 通讯联系人
一 衍
一 一 收稿 , 一 一 接受
应 用 生 态 学 报 卷
浓度 只接种细菌 代号为 巧 倍浓度 中接
种细菌和线虫 代号为 细菌的接种量为 一 ‘
液体培养基 线虫接种量为 条
· 一 ’, 为三龄幼虫和成
虫的混合物 , 其中成虫 占 分别采用 种振荡培养方
式 , 即间歇振荡 每 隔 手摇 次 和摇床连续振荡
此外 , 单独设立一组线虫接种量试验 , 即在间歇
振荡 、 倍浓度 条件下 , 接种 和 条
· 一 ’ 个水
平的线虫 代号分别为 和 整个试验过程在
℃恒温下进行 , 保持无杂菌污染 定期破坏性取样 , 在分光
光度计上 用 比浊法测定培养液 值来表示细菌数量
由于待测液中线虫活动会影响 值 , 所 以在 比色测定
值时 , 将比色皿静置 , 此时线虫均能沉降下来 , 不会影
响比色
种浓度 下细菌的生长量高于间歇振荡培养 细菌的增长
曲线也发生了变化 在 倍浓度 中 , 对数增长期出现在
一 左右 , 较间歇振荡延长 , 之后便进人稳定期 而在
倍浓度 中细菌呈波动性增长 , 一 为明显的对
数增长 , 一 几无变化 , 一 又平缓增加 , 直至再次
进人稳定期 但与间歇振荡培养相反 , 在 种浓度 下 , 接
种线虫反而抑制了细菌的增长 , 且培养基浓度越高抑制作用
越明显 在 倍浓度 中 , 接种线虫处理细菌 值比未
接种处理下降了 一 平均值 而在 倍浓度
中 , 接种线虫处理细菌 值下降了 一 平均
值 图 中不同时段细菌 均值线直观地表现出了这种
差别
卜
结果与分析
图 、 表明 , 种振荡培养方式下细菌生长适应期均出
现在 一 左右 此期不论是 单接细菌还是加线虫处理 , 细
菌数量都极低 , 处理间无明显差别 在间歇振荡条件下 图
, 细菌的对数增长期出现在 一 , 其间接种线虫处理明
显促进 了细菌增殖 从图 平行于 轴的 均值线 一
各处理的平均值 可以进一步看出 , 基质浓度越高 , 线虫
对细菌的增殖作用越明显 , 倍浓度 中接种线虫处理
细菌的 值比单接细菌处理增加 了
,
, 而 倍浓度
中达到 之后细菌生长进人平衡期 , 接种和不接
种线虫处理无明显分异
间歇振荡条件下 , 线虫对细菌的刺激作用还与其接种量
有关 同在 倍浓度 中 , 在 一 细菌对数增长期
内 , 随线虫接种量的增大细菌的数量呈增高趋势 图 从
条平行于 轴的 均值线可知 , 和 条
· 一 线虫接
种量处理细菌的数量分别 比对照增加了 和 ,
在整个 培养期 内 种处理细菌 值的平均值也是
摇床连续振荡改善了通气状况 图 , 整个培养期内
培养时间
图 间歇振荡条件下线虫接种量对细菌生长的影响
只接种细菌处理 。 和 接种
线虫密度分别为 和 条
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连续振荡条件下不同浓度 中线虫对细菌生长的影响
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图 间歇振荡条件下不同浓度 中线虫对细菌生长的影响
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和 和 倍浓度 分别接种细菌处理
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和 和 倍浓度 中接种细菌和线虫处理
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本试验在间歇振荡与连续振荡培养条件下 , 得到食细菌
线虫对细菌种群影响的 种截然不同的结果 刺激与抑制
间歇振荡培养条件下 , 接种线虫促进了细菌的增殖 , 主要与
线虫对细菌的适度牧食引起的刺激作用有关 虽然土壤线虫
为水膜动物 , 但研究表明 , 线虫在与其体宽相近厚度的水膜
中前进最快 , 而在远大于其体宽的液体中 , 只能作剧烈的水
平摆动 , 难以前进和猎获食物 ‘” 培养液的间歇振荡虽然
在一定程度上促进了线虫的移动 , 但线虫大部分时间沉降在
培养容器底部 , 其牧食活动受到限制 , 形成了适度牧食 叩
条件 , 产生适度牧食响应 呀
·
‘ , 即线虫的取食不仅没有抑制细菌种群 , 相反促进
期 陈小云等 不同悉生培养条件下食细菌线虫对细菌种群的影响
细菌的增长 其机理是在适度牧食条件下 , 一方面线虫对细
菌的直接摄食消耗较低 , 另一方面线虫还可能通过 种途径
促进细菌的增殖 一是被线虫摄食的细菌通过其肠道后大部
分仍可保持活性 , 而且在肠道 内获得更丰富的营养物质 , 因
而排出后生长加快 二是线虫的分泌物和排泄物富含营养和
某些生物活性物质 , 对培养液 中细菌 的增殖具有促进作
用〔’一 〕, 最终线虫对细菌的刺激作用超过对细菌的抑制 , 表
现为细菌种群的净增长 线虫对细菌的促进作用随着基质
浓度和线虫接种量的提高而增强的现象 , 则可能与此条件下
线虫代谢物质总量增多有关
连续振荡培养条件下 , 线虫的移动以 及线虫与细菌接触
的机会大大增加 , 对细菌的牧食作用强烈 此时线虫的代谢
刺激作用依然存在 , 但被掩盖 , 导致过度牧食作用
二 , 从而造成细菌种群的负增长 当线虫种群水平 接
种量 增加时 , 其牧食强度更高 , 抑制作用更为明显 基质浓
度的影响也与营养丰富条件下线虫可牧食的细菌数量及机
会增加有关 在加人外源
、
营养源的土壤培养条件下 , 有
关线虫减少细菌数量的报道也很多
线虫对细菌的影响主要发生在细菌对数增长期 , 这一现
象与有关报道一致 , 是由对数增长期细菌数量多 、 活性高 、
有害代谢产物少所决定的 而在适应期 , 细菌种群过低 , 线虫
难以牧食细菌 , 不足以对细菌产生明显影响 到稳定期以后 ,
细菌产生大量有害次生代谢产物 “ , 影响线虫的活性
本研究初步明确了食细菌线虫对细菌种群的调控方式
和作用潜力 , 为了深人揭示线虫 一 细菌的牧食调控机制 , 有
必要进一步研究食细菌线虫对细菌活性及代谢产物的影响 ,
此项工作正在进行中
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参考文献
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作者简介 陈小云 , 女 , 年生 , 硕士 , 研究方向为土壤生
态学 , 发表论文 篇
一 , 一 州