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设施农业是人类获取大量绿色农产品最理想的种植方式，设施农业在反季节和跨地区种植中起了重要作用，实现了蔬菜等经济作物的周年生产和均衡供应，经济、社会和生态效益可观。然而，设施农业由于长期实行高集约化、高复种指数、高投入、连作重茬的种植模式，设施土壤结构、理化及生物特性发生了很大变化，严重制约了设施农业的持续发展。本论文对杭州市郊设施土壤进行了理化性质和微生物种群分析，其中重点研究了重要土壤功能微生物--胶质芽孢杆菌，分离、纯化了胶质芽孢杆菌，并进行了功能、表型及遗传多样性分析。
采集杭州市郊三个地方--杭州蔬菜所、下沙经济技术开发区都市农业园及下沙元城大棚的设施土壤，分析这些土壤的理化性状、微生物状况。结果，大棚设施土壤pH为7.05～7.61，低于相应露地土壤pH；设施土壤电导率为0.4103～0.6892ms·cm-1，多数高于相应露地土壤的电导率，表明设施土壤都存在酸化、积盐现象，但仍在土壤耐受范围之内。微生物区系分析表明，设施土壤细菌约为107(个/g干土)，为土壤优势菌：放线菌为105(个/g干土)，真菌最少为103(个/g干土)。微生物数量变化趋势具有一定的区域性。蔬菜所土样中，细菌数量上升，放线菌下降，真菌数量变化趋势不一，微生物总数上升；而元城土样中，细菌和放线菌数量上升，真菌下降，微生物总数上升；都市农业园土样中细菌和真菌数量下降，放线菌上升，微生物总数下降。设施土壤的硅酸盐细菌总数为4.1～10.82(×104个/g干土)，高于露地土壤的硅酸盐细菌数量。
用Aleksandrov培养基从设施土壤中分离胶质芽孢杆菌，获得56个分离物。对56个分离物进行菌落和菌体形态观察，确定20个典型胶质芽孢杆菌分离物，这些分离物具有与VKP.7519相似的菌落和菌体形态。用固氮培养基及含矿物培养基比较20个分离物及8个对照菌株的固氮及溶磷解钾活性，结果在固氮培养基上，分离物YC10、NYY2、YC17、YC12、SCS14、SCS10、YC8及VKP.7519固氮活性较强，菌落直径为4.0～4.2mm；菌株KNP413、AS1.3714和VKP.7517的固氮活性最弱，菌落直径仅为1.5～2.8mm。在含矿物培养基上，YC8、NYY5、YC15、YC1、YC27、YC12、SCS17和SCS16的溶磷解钾活性最强，菌落直径5.0～5.7mm；菌株KNP413和AS1.3714的活性最弱，菌落直径最小(2.4～2.75mm)。可见，20个分离物和对照菌株的固氮和溶磷解钾活性差异较大，具有多样性。
对20个分离物和8个对照菌株进行表型多样性分析。比较所有菌株的荚膜大小和产酸性能，发现差异性很大。荚膜以分离物SCS3、SCS10、YC6、YC8、YC1、YC5、YC10和NYY2较大，其面积为717～857.2μm2；菌株VKPM7517、KNP413和AS1.3714最小，面积为200～399.2μm2。产酸性能以菌株AS1.231、AS1.153、YC8、YC15、YC27和YC12较好，pH变化量为1.41～1.54；以菌株VKPM7517、AS1.2326、AS1.3714、KNP413和YC9最差，pH变化量为0.41～0.61，可见菌株的荚膜大小和产酸性能具有多样性。胶质芽孢杆菌的耐盐性较差，0.1％盐显著抑制多数菌株的生长，菌株SCS14、1.231、1.153和VKPM7519可耐受0.2～0.3％盐。所有实验菌株具有相似的主要生理生化特征，例外的是分离物SCS3和SCS10液化明胶，SCS16、NYY5、YC17和YC10产生硫化氢，表明这些菌具有一定的表型多样性。8种抗生素显著抑制所有实验菌株的生长，表明胶质芽孢杆菌对抗生素极其敏感。
采用RAPD分析和gyr基因序列分析研究了20个分离物和8个对照菌株的遗传多样性。RAPD分析表明，20个分离物与胶质芽孢杆菌相似性为66％，而与土壤芽孢杆菌7517的相似性为42％；聚类分析表明，28个菌株在75％相似度水平基本按来源分为5个群，7株对照胶质芽孢杆菌和土壤芽孢杆菌VKPM7517分别成群。gyrB基因的同源性分析表明，20个分离物与胶质芽孢杆菌的同源性为97.4～99.2％，与VKPM7517同源性为78.9～79.8％；系统发育分析表明，VKPM7517与其余菌株先分开为两支，其余菌株又分为两支，一支由5个蔬菜所分离物聚在一起后与7个对照胶质芽孢杆菌形成，另一支由10个元城分离物、2个蔬菜所分离物及1个农业园分离物聚在一起后与1个元城分离物和1个农业园分离物形成。可见，20个分离物属于胶质芽孢杆菌，它们之间具有一定的遗传多样性和一定的区域差异性。