南疆野生黑果枸杞果实抗氧化成分与土壤理化性质、微生物特征的相关性

顾美英，唐光木，冯 雷，孙宁川，马海刚，廖 娜，徐万里

(1.新疆农业科学院微生物应用研究所/新疆特殊环境微生物实验室/绿洲养分与水土资源高效利用重点实验室，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐 830091)

南疆野生黑果枸杞果实抗氧化成分与土壤理化性质、微生物特征的相关性

顾美英1，唐光木2，冯 雷2，孙宁川2，马海刚2，廖 娜2，徐万里2

(1.新疆农业科学院微生物应用研究所/新疆特殊环境微生物实验室/绿洲养分与水土资源高效利用重点实验室，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐 830091)

目的黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)是一种耐盐小灌木，其果实富含花青素和多糖等抗氧化成分，经济价值高。影响黑果枸杞抗氧化成分含量的因素较多，测定南疆不同生态条件下野生黑果枸杞根际土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分的组成情况，分析三者之间的相关性，为黑果枸杞开发利用提供依据。方法采用常规测定方法、Biolog微平板和分光光度计法分别测定土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分，运用统计学方法对这三者之间的相关性进行分析。结果黑果枸杞根际土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分含量不同地区差异较大，但存在着一定的相关性。(1)根际土壤pH、电导率的变化幅度分别为8.86～8.04和16.43～0.06 ms/cm，二者与微生物活性(AWCD)、Shannon丰富度指数之间呈显著负相关；电导率与Simpson优势度指数、McIntosh均匀度呈显著正相关。(2)144 h Biolog碳源利用表明，黑果枸杞的根际土壤微生物的AWCD值阿克陶和野云沟分别为2.04和1.62，库尔楚园艺场为0.71，其余均较低。土壤养分含量与AWCD和Shannon指数呈负相关；与Simpson指数和McIntosh指数呈正相关。载荷因子分析表明，影响黑果枸杞根际土壤微生物的碳源类型为碳水化合物、羧酸类和多聚物类碳源。(3)果实中花青素、还原糖和多糖含量分别变化于46.88～11.75、 351.16～229.19和 176.34～169.52 mg/g。土壤pH、电导率、有机质、全氮与黑果枸杞果实花青素呈正相关。pH和多糖呈显著正相关；但电导率和养分与多糖呈负相关。Shannon指数与花青素和多糖含量呈显著正相关。结论提高pH、盐分含量和微生物丰富度能增加果实抗氧化成分的累积。

黑枸杞；抗氧化成分；土壤理化性质；土壤微生物碳源利用

0 引 言

【研究意义】黑果枸杞(Lyciumruthenicum)为茄科(Solanceae)枸杞属(LyciumL.)多棘刺灌木，是近些年来新挖掘出的经济型耐盐抗旱野生枸杞资源，主要分布于我国西北青海、宁夏、甘肃、新疆等地的荒漠地区。黑果枸杞发掘对干旱地区盐碱土资源利用有重要意义，因为其果实含有丰富的抗氧化活性成分具有很高的经济价值[1-3]。由于地理环境、气候、土壤等生态条件的差异，黑果枸杞植株形态、果实中抗氧化成分(多酚、花色苷及挥发性组分等)含量有较大差异[4]。青藏高原独特的地理环境(高海拔、低温等)有利于黑果枸杞生长与养分的积累，尤其是花青素的含量是其他产区的数倍[5-6]。土壤理化特性是影响黑果枸杞果实抗氧化成分含量的重要因素。分析南疆不同生态条件下，黑果枸杞根际土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分之间的相关性，将为黑果枸杞优质品种的选育、人工栽培、提高产量和品质等提供理论依据与技术支持。【前人研究进展】黑果枸杞果实含有丰富的多糖和花青素等抗氧化成分，在生物体内具有抗疲劳、降血糖、消炎、抗氧化等多种生物活性，在人类医疗保健方面有重要的营养价值和药理作用[3]。多糖和花青素的含量受诸多因子的影响，极其复杂。除受遗传因素的控制外，地理环境、土壤因子和气象条件也是影响其含量的主要因素[7]。营养条件(如糖、氮源、磷钾肥、pH、盐以及金属离子等)和栽培技术等因子也可以调控花青素的合成[8-10]、增加植株多糖的含量[11-12]。此外具有固氮、溶磷、解钾，促生、拮抗等功效的有益微生物在驱动物质转化和养分循环，提高植株有效成分的累积方面也起着不可或缺的作用[13-16]。【本研究切入点】黑果枸杞品质与土壤环境因素之间关系的研究还较少，研究运用土壤学、微生物学和分析化学等分析方法，以南疆不同地区野生黑果枸杞根际土壤理化性质-微生物特征-果实抗氧化为切入点，进行相关性研究，明确黑果枸杞抗氧化成分含量与土壤理化特性、土壤微生物特性关系。【拟解决的关键问题】测定野生黑果枸杞根际土壤理化性质、微生物特征及果实抗氧化成分，研究土壤因素-微生物-果实抗氧化品质之间的相关性，为通过合理的农业栽培措施提高黑果枸杞的产量和品质提供理论依据与技术支持。

1 材料与方法

1.1 材 料

采集的野生黑果枸杞样地分别位于南疆和静县、库尔楚、野云沟、沙雅县、库车县和阿克陶县境内。列出样地的具体地理位置和气候条件。表1

表1 南疆野生黑果枸杞样地的地理位置和气候条件
Table 1 Geographical position and the climatic conditions of wild L. ruthenicum sample sites in south of Xinjiang

样地编号Sitescode采样地点Samplingsites经纬度Longitudeandlatitude海拔Altitude(m)地理气候GeographyandclimateS1和静县八棵树E86°27′33″N42°14′22″1057位于天山中部南麓、开都河北岸的焉耆盆地。属中温带大陆性气候，四季分明，日照充足，昼夜温差大，降水量638mm，全年无霜期达181d。S2库尔楚园艺场E85°27′5″N41°55′42″936S3库尔楚水渠边E85°28′27″N41°56′46″1014位于中国塔克拉玛干沙漠边缘的库尔勒境内，属暖温带大陆性干旱气候，降水稀少，蒸发量大，光热资源丰富，总日照数3000h，无霜期平均210d，全年平均气温在11℃左右。S4野云沟一大队E85°6′2″N42°1′53″1037位于轮台县境内，属典型的大陆性气候，干旱少雨，日照充分，蒸发强烈，昼夜温差大，年降水量44～45mm，多集中在6～8月，光热资源丰富。S5沙雅县工业园E82°43′16″N41°10′26″966位于塔里木盆地北部，渭干河绿洲平原南端。属暖温带沙漠边缘气候区，日照充足，热量充沛，降水稀少，昼夜温差大。常年平均日照30312h，气温107℃，降水473mm，蒸发量20007mm。S6库车八区E83°28′7″N41°21′14″944位于天山中部南麓，塔里木盆地北缘。属暖温带大陆性干旱气候，气候干燥，年温差和日温差都很大。S7阿克陶县库山河扎口E75°52ˊ12″N39°0ˊ33〞1552位于帕米尔高原东部，塔里木盆地西部边缘。属暖温带大陆性干旱气候，全年干旱少雨雪，年均气温113℃，年均降水60mm。无霜期长达221d，昼夜温差大，光热资源丰富。

2015年8～9月，分别采集南疆不同地区野生黑果枸杞根际土壤，每个样地取3个土壤样品，每个土样至少随机采集7个点混合。采样时，挖取黑果枸杞植株，抖动去掉容易抖落的土壤，收集黏附于根系表面的土壤，视为根际土壤[18]。取样后，将土样装入无菌塑料袋，迅速运回实验室，每个样品一分为二，其中一份自然风干，用于测定土壤理化性质，另一份置于4℃冰箱中，采用Biolog微平板分析土壤微生物特征。在采集土样的同时，同步采集黑果枸杞果实样品，带回实验室，用于测定果实样品中花青素、还原糖和多糖的含量。

1.2 方 法

1.2.1 土壤养分测定

按照常规方法进行土壤pH、电导率、有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾的测定[17]。pH值测定采用电位法，电导率测定采用电导法，有机质测定采用重铬酸钾容量法，全氮测定采用半微量开氏法，速效氮测定采用碱解扩散法，速效磷测定采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法，速效钾测定采用醋酸铵浸提火焰光度法。

1.2.2 土壤微生物的测定

采用Biolog ECO微平板法进行[19]。称取10 g鲜土加入100 mL灭菌的生理盐水(0.85%)中，摇匀，静止片刻，然后将土壤样品稀释至10-3。取150 μL菌悬液接种到生态板的每一个孔中，25℃恒温培养，每隔24 h分别在590 nm波长下读数，连续培养7 d。取120 h的平均光密度值进行多样性分析。

1.2.3 果实抗氧化成分含量测定

测定黑果枸杞果实中原花青素、还原糖和多糖的含量。原花青素含量采用紫外-可见分光光度法测定[20]；总糖含量采用苯酚-硫酸法测定，还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定，总糖含量减去还原糖含量即为多糖含量[21]。

1.3 数据处理

微平板孔中溶液吸光值平均颜色变化率(average well color development, AWCD)用于描述土壤微生物代谢活性，计算公式如下：AWCD=∑(Ci﹣Ri)/n。式中：Ci为每个有培养基孔的吸光值；Ri为对照孔的吸光值；n为培养基孔数，Biolog Eco板n值为31。采用Simpson、Shannon和McIntosh 3个指数来表征土壤微生物群落功能多样性。其中Simpson指数(D)用于评估某些最常见种的优势度，Shannon指数(H)用于评估物种的丰富度，McIntosh指数(U)用于评估群落物种均匀度。

计算公式如下：

Shannon指数(H)：H=﹣∑pi(lnpi).

式中：pi为第i孔的相对吸光值与所有整个微平板的相对吸光值总和的比值(Ci﹣Ri)/∑(Ci﹣Ri)；ni为第i孔的相对吸光值(Ci﹣Ri)；N为相对吸光值的总和。

采用DPS 9.50软件对所得数据进行方差分析、平均吸光值(AWCD)、多样性指数和主成分分析、相关性分析等工作。采用单因素方差分析(one-way ANOVA)、最小显著差数法(LSD)进行多重比较差异显著性检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1不同地区野生黑果枸杞根际土壤理化性质

研究表明，南疆野生黑果枸杞样地根际土壤的pH、电导率、有机质、全氮和速效氮、速效磷和速效钾含量因样地不同而异。土壤pH是影响土壤养分、形态和有效性的主要因素之一，能影响植株根系的生长以及对矿质元素的吸收，对土壤微生物和植株品质造成明显的影响[22]。结果显示南疆黑果枸杞各样地根际土壤pH差异不显著，变化于8.86～8.04，属碱性土壤；其中库尔楚水渠边的土壤pH达8.86，属强碱性土壤。

电导率值可显示土壤溶液中盐浓度的高低，与作物生长直接相关[23]。南疆黑果枸杞各样地根际土壤电导率差异显著，在16.43～0.06 ms/cm变化。和静县、库尔楚园艺场和沙雅县的土壤电导率大于10 ms/cm，而阿克陶的电导率仅0.06 ms/cm。

土壤有机质、氮、磷、钾等是土壤的重要组成物质，对改善土壤理化性质、增加土壤微生物活性以及植物的生长和品质等方面起着重要作用，是评价土壤肥力和质量的重要指标[24-26]。不同野生黑果枸杞根际土壤有机质含量差异显著，在19.85～2.05 g/kg变化，其中和静县、库尔楚园艺场和沙雅县的土壤有机质含量大于10 g/kg，分别为19.85、15.42和16.01 g/kg，其余均低于10.00 g/kg，库车仅为2.05 g/kg。全氮含量差异显著，变化于1.35～0.32 g/kg，其中和静县、库尔楚园艺场和沙雅县的土壤全氮含量大于1.00 g/kg。速效氮、磷、钾含量各样地间差异显著。速效氮含量变化于157.90～8.10 mg/kg，速效磷含量变化于26.80～9.20 mg/kg，速效钾含量变化于640.00～58.00 mg/kg。沙雅县土壤的速效氮和速效钾含量最高，轮台县野云沟的土壤速效磷含量最高；库尔楚水渠边和阿克陶县土壤的速效氮、磷和钾的含量较低。

野生黑果枸杞对于土壤理化性质有较强的耐受范围。表2

表2 野生黑果枸杞样地根际土壤理化性质
Table 2 Physicochemical property of rhizosphere soils in the wild L. ruthenicum sample sites

样地编号SitescodepH电导率EC(ms/cm)有机质OM(g/kg)全氮TotalN(g/kg)速效氮AvailableN(mg/kg)速效磷AvailableP(mg/kg)速效钾AvailableK(mg/kg)S1835b1503a1985a135a8910b2550a23400bS2846b1035b1542a125a8910b2420a23100bS3886a051c511b053b810e1410c6600dS4827b107c788b044b6480c2680a9900cS5843b1643a1601a125a15790a1040d64000aS6846b154c205c032b6880c2120b10100cS7804c006d483b032b3640d920d5800d

2.2不同地区野生黑果枸杞根际土壤微生物特征

2.2.1平均颜色变化率和多样性指数

平均颜色变化率(AWCD)是反映土壤微生物对总体碳源的利用效率，在一定程度上能够体现土壤微生物种群的数量和结构特征[27]。研究表明，在168 h培养期间内，平均颜色变化率(AWCD)随培养时间的延长而不断升高，从24 h开始迅速提高，72～144 h左右达到稳定状态。研究选择144 h的AWCD值进行后续的统计分析。从培养144 h的结果来看，阿克陶和野云沟黑果枸杞的根际土壤微生物的AWCD值较高，分别为2.04和1.62，其次是库尔楚园艺场，AWCD值为0.71，其余土样AWCD值均较低。图1

图1 黑果枸杞根际土壤微生物AWCD值
Fig.1 Average well color development (AWCD)of rhizosphere soilmicrobial commuritiesin the wild L.ruthenicum sample sites

利用144 h 的AWCD 值计算Simpson优势度指数(D)、Shannon丰富度指数(H)、和McIntosh均匀度指数(U)，为进一步明确南疆不同地区黑果枸杞根际土壤微生物功能多样性的差异。研究表明，Simpson指数以沙雅县黑果枸杞最高，其余差异均不显著；Shannon指数以野云沟和阿克陶最高，其余均低于3.00；McIntosh指数以沙雅县最高，和静县和库车的在1.00左右，其余均低于1.00。表3

对培养144 h的AWCD值进行主成分分析，比较不同样地土壤微生物碳代谢特征的相似性。共提取出特征值大于1的主成分4个，并选取方差贡献率最高的前两个主成分PC1(贡献率为70.72%) 和PC2 (贡献率为12.29%)进行微生物群落功能多样性分析，第一主成分是变异的主要来源。研究表明，主成分分析将这7个土壤样品根际微生物群落碳源代谢功能分为3类，S1(和静县)和S5(沙雅县)、S3(库尔楚水渠边县)和S6(库车县)微生物碳源利用相似聚为一类；在与S2(库尔楚园艺场)聚为一类；S4(野云沟)和S7(阿克陶县)划分为一类。图2

表3 黑果枸杞根际土壤微生物群落功能多样性指数
Table 3 Diversity indexes of rhizosphere soil microbial communities in the wild L. ruthenicumsample sites

样地编号SitescodeAWCDSimpson(D)Shannon(H)McIntosh(U)S1026d102b264c104bS2071c097b263c092bS3041c099b270c098bS4162b098b330a093bS5015d114a293b126aS6048d100b290b100bS7204a098b338a093b

图2 黑果枸杞根际土壤微生物碳源利用主成分分析
Fig.2 Principal component analysis of rhizosphere soil microbial communities in the wild L.ruthenicum sample sites

载荷因子研究表明，与PCA1具有较高载荷值的碳源有22种，其中碳水化合物有9种、氨基酸类有2种、羧酸类有5种、酚酸类有1种、多聚物类有4种、胺类有1种；在PCA2上没有具有较高载荷值的碳源。因此在主成分分离中起主要贡献作用的是碳水化合物、羧酸类和多聚物类碳源。表4

表4 黑果枸杞Biolog-Eco板碳源在PC1和PC2上的载荷值
Table 4 Correlation analysis of different carbon source utilization with PC1 and PC2 (︱r︱﹥0.8)

碳源类型CarbonSourcePCA1PCA2碳水化合物 Carbohydratesß-甲基D-葡萄糖苷082-041D-半乳糖内酯095-007D-纤维二糖086046I-赤藻糖醇093-001葡萄糖-1-磷酸盐092-026D-甘露醇087-009N-乙酰基-D-葡萄胺085047D，L-，甘油088-029D-葡萄胺酸097-018氨基酸 AminoacidsL-丝氨酸081052L-苏氨酸094-033羧酸 Carboxylicacidsγ-羟基丁酸086-011衣康酸 075008α-丁酮酸093-032D-苹果酸089044丙酮酸甲脂090035酚酸类 Phenolicacids4-羟基苯甲酸091003多聚物 Polymers吐温80089-033吐温40093-016α-环式糊精096-008肝糖094-007胺类 Amines/amides苯乙基胺092-020

2.3不同地区野生黑果枸杞果实抗氧化成分含量

研究表明，不同样地之间，野生黑果枸杞果实中花青素含量变化为46.88～11.75 mg/g，库尔楚园艺场最高、野云沟含量最少。还原糖含量变化为351.16～229.19 mg/g，沙雅县最高、野云沟最少。多糖含量变化为176.34～169.52 mg/g，库尔楚水渠边最高，和静县最高。图3

图3 野生黑果枸杞果实抗氧化成分含量
Fig.3 The content of antioxdants in fruits of the wild L.ruthenicum samp lesites

2.4黑果枸杞根际土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分的相关性

研究表明，野生黑果枸杞根际土壤中，微生物的Biolog中 144 h AWCD与土壤理化性质中的pH、电导率和全氮与呈显著负相关。Simpson指数与电导率和速效氮呈显著正相关，和速效钾呈极显著正相关。Shannon指数与pH和全氮呈显著负相关。McIntosh指数与电导率、速效氮呈显著正相关，与速效钾呈极显著正相关。

还原糖与pH、电导率呈显著正相关，与AWCD呈极显著负相关，Shannon指数呈极显著负相关。多糖与pH呈显著正相关、与速效氮呈显著负相关，与Shannon指数呈显著正相关。花青素与土壤理化性质、微生物相关性虽然不显著，但与土壤pH、电导率、有机质、全氮和微生物Shannon指数也呈正相关。表5

表5 黑果枸杞根际土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分相关性
Table 5 Correlations of physicochemical property, microbial characteristics and antioxidant Components of rhizosphere soils in the wild L. ruthenicum sample sites

pHECOMTNANAPAKAWCDSimpsonShannonMcIntoshAWCD-069∗-063∗-045-060∗-044-009-054----Simpson005067∗044048078∗∗-043092∗∗----Shannon-070∗-053-050-065∗-016-029-023----McIntosh013069∗044050077∗-040090∗∗----procyan-idins024021029042-004009-002-017-034055∗-047reducingsugar070∗059∗041056∗034-013052-096∗∗-057∗-082∗∗-028polysac-charide075∗-050-040-030-061∗006-043-007-033063∗-044

注：**代表相关性达到极显著性水平，P<0.01；*代表相关性达到显著性水平，P<0.05

Note:**significant atP<0.01;*significant atP<0.05

3 讨 论

土壤微生物、土壤理化性质与植物是一个有机循环的整体，植物与土壤理化性质和微生物的相互作用是生态系统地上、地下结合的重要纽带[28]。野生黑果枸杞主要分布于青海、新疆、甘肃、宁夏和西藏等荒漠化盐渍地区，具有较强的耐盐碱能力。因此在盐碱环境下，黑果枸杞根际微生物特征、果实抗氧化成分和土壤理化性质之间必然存在着密切的联系。

新疆野生黑果枸杞分布区大多为盐碱土，土壤酸碱度和盐分含量对土壤中微生物群落养分的利用、胞外酶的产生和分泌都会产生影响[29-30]。罗倩等[30]对新疆盐渍土3种植被类型微生物群落碳源利用的研究结果表明，土壤pH对土壤微生物群落碳源利用有显著影响，但与可溶性总盐差异不显著[32]。研究表明，黑果枸杞根际土壤pH和电导率与微生物活性和Shannon丰富度指数呈显著负相关，总体上表明土壤pH和电导率的增加可导致土壤中微生物的数量和种类减少，这与陆爽、李凤霞等的研究结果一致[32-34]；但电导率与Simpson优势度指数和McIntosh均匀度呈显著正相关，这说明随着盐度的增加，土壤中耐盐微生物数量在增加。

根际土壤微生物功能多样性，参与土壤C、N、P等元素循环转化的生物化学过程，对植物生长发育具有多方面的调节作用，在土壤能量和营养交换、营养循环中起着重要作用[35]。研究表明黑果枸杞不同样地根际土壤微生物碳源利用方面存在差异，说明地理生态条件、土壤类型、黑果枸杞根系显著影响土壤微生物的种群结构。研究结果表明，黑果枸杞根际土壤养分含量与AWCD和Shannon指数的相关性不显著，但呈负相关；与Simpson指数和McIntosh指数呈正相关，即土壤养分含量的增加使土壤微生物群落更趋均匀，增加了某些耐盐碱的微生物菌属的活性。载荷因子分析表明，影响黑果枸杞根际土壤微生物的碳源类型较多，碳水化合物、羧酸类和多聚物类碳源均对微生物活性产生影响，因此在人工栽培中可通过调节土壤中的有机物来增加黑果枸杞根际土壤微生物多样性。

在电导率、养分含量差异较显著的情况下，野生黑果枸杞均能较好生长，说明其生长条件较宽泛、适应能力较强。因此黑果枸杞在盐渍化较重的干旱区土壤中可改善其生态条件，同时在比较肥沃的农业土壤中，也可以实现人工集约化栽培。但条件不同的土壤环境是否影响果实的品质，需进行深入分析。花青素和多糖是黑果枸杞抗氧化成分，土壤理化、生物学性质和地理生态条件不一样，相应黑果枸杞花青素和多糖的含量也有差异。相关性分析表明，pH、电导率和有机质、全氮对黑果枸杞果实花青素含量的影响不显著，但呈正相关。但土壤pH、电导率和果实中还原糖和多糖含量关系密切。体内多糖的积累是植物适应逆境的反应，它能在一定范围内维持盐碱胁迫下细胞正常的膨压和细胞正常的代谢功能。在植物体生长发育过程中起着重要的作用[36]。研究表明，pH越高多糖含量也越高；但电导率和养分含量高，与多糖含量呈负相关。Shannon指数与花青素和多糖含量呈显著正相关，说明提高微生物的种类和数量多样性能促进果实抗氧化成分的累积。提高pH、盐分含量和微生物丰富度能增加果实抗氧化成分的累积。

4 结 论

4.1 黑果枸杞根际土壤pH和电导率与微生物活性和Shannon丰富度指数呈显著负相关，电导率与Simpson优势度指数和McIntosh均匀度呈显著正相关。

4.2 黑果枸杞根际土壤养分含量与AWCD和Shannon指数的相关性不显著，但呈负相关；与Simpson指数和McIntosh指数呈正相关，载荷因子分析表明，影响黑果枸杞根际土壤微生物的碳源类型为碳水化合物、羧酸类和多聚物类碳源。

4.3 土壤pH、电导率和有机质、全氮对黑果枸杞果实花青素的影响不显著，呈正相关。但土壤pH、电导率与果实中还原糖和多糖含量关系密切，其中pH与多糖呈正相关而电导率和养分与多糖呈负相关。Shannon指数与花青素和多糖呈显著正相关。由此可以看出，提高pH、盐分含量和微生物丰富度能增加果实抗氧化成分的累积。

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RelativityStudyonAntioxidantCompositionofWildLyciumruthenicumMurr.andSoilPhysico-chemicalPropertiesandMicrobialCharacteristicsinSouthernXinjiang

GU Mei-ying1, TANG Guang-mu2, FENG Lei2, SUN Ning-chuan2, MA Hai-gang2,LI Na2, XU Wan-li2

(1.ResearchInstituteofAppliedMicrobiology/KeyLaboratoryofOasisNutrientandEfficientUtilizationofWaterandSoilResources,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China;2.ResearchInstituteofSoil,FertilizerandAgriculturalWaterConservation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

ObjectiveLyciumruthenicumMurr. is a wild saline-resistant shrub with high anthocyanins, polysaccharide and other antioxidant composition in its fruit. There are many factors influencing the content of antioxidant inL.ruthenicum. The objective of this study is to determine theL.ruthenicumrhizosphere soil physico-chemical properties, microbial characteristics and antioxidant composition of the fruits under different ecological conditions in Southern Xinjiang. The result of this study might provide a technical basis for the development and utilization ofL.ruthenicum.MethodThe soil physico-chemical properties with typical method were measured, so were the microbial community C substrate utilization with Biolog Eco-microplates, and antioxidant composition of the fruits.ResultThe rhizosphere soil physical and chemical properties, microbial characteristics and antioxidant components of fruit differed greatly in different areas, but there was a certain correlation between them. (1) The variation range of conductivity of pH in rhizosphere soil was 8.86-8.04 and 16.43-0.06 ms/cm, respectively; the two were negatively correlated with microbial activity (AWCD) and Shannon richness index. Soil EC was significantly positively correlated with Simpson dominance index and McIntosh uniformity. (2) 144 h Biolog carbon source utilization indicated that the soil microbial community of Aketao and Yeyungou had higher AWCD with 2.04 and 1.62, respectively, and in Korla horticulture farm it was 0.71. The soil nutrient content was negatively correlated with AWCD and Shannon index, and positively correlated with Simpson and McIntosh index. PCA showed that carbohydrates, carboxylic acids and polymers were the main C-substrate influencing the microbial community substrate utilization inL.ruthenicumrhizosphere soil. (3) The contents of anthocyanins, reducing sugar and polysaccharide in fruits were 46.88-11.75 mg/g, 351.16-229.19 mg/g and 176.34-169.52 mg/g, respectively. Soil pH, EC, OM, Total N and Shannon index were positively correlated with anthocyanins content. Soil pH was positively correlated with polysaccharide, while EC and soil nutrient were negatively correlated with polysaccharide.Conclusionhe results indicated that increasing the soil pH, salt content and microbial community richness could increase the antioxidant accumulation inL.ruthenicum.

LyciumruthenicumMurr.; antioxidant composition; soil physico-chemical properties; C substrate utilization of soil microbial community

Xu Wanli (1971-), male, Baoji, Shaanxi, researcher, research direction for soil fertility and improvement. (E-mail)wlxu2005@163.com

S663；S158.3

A

1001-4330(2017)10-1930-11

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.10.019

2017-06-11

国家林业公益性行业专项“西北盐碱地生态恢复关键技术研究与示范(201504402)”

顾美英(1974-)，女，江苏无锡人，副研究员，研究方向为土壤微生物生态，(E-mail)gmyxj2008@163.com

徐万里(1971-)，男，陕西宝鸡人，研究员，研究方向为土壤培肥与改良，(E-mail)wlxu2005@163.com

Supported by: The Special Fund for Forest Scientific Research in the Public Welfare "Research and demonstration of the key technologies for ecological restoration of salt alkalinity in northwest China" (201504402)