淹水水稻土是典型的淡水生态环境,可作为研究土壤功能微生物群落的模式环境。硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing prokaryotes,SRP)在铁、硫、碳和汞等元素的生物地球化学循环中发挥着重要作用。SRP还原作用产生的H2S能够与重金属作用生成溶解度低的金属硫化物。SRP能够通过自身的代谢过程降解环境中有机污染物,如苯、萘、菲和烷烃类化合物。因此,硫酸盐还原菌具有重要的生态学意义。　　 本论文以湖南桃源农业生态试验站红壤性水稻土为对象,通过土壤DNA的提取、多聚酶链式反应(PCR)、实时荧光定量PCR(Real-time PCR)、末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)、克隆文库的建立和测序等一系列分子生物学手段,深入研究水稻土中SRP种群丰度和群落结构对肥料施用、秸秆还田以及根际与非根际区等三种条件的响应,探讨水稻土中硫酸盐还原的生物地球化学循环过程。论文的主要内容与研究成果如下:　　 (1)采集了5种不同施肥处理的土壤:对照(Ctr1)、无机氮肥(N)、无机氮磷肥(NP)、无机氮钾肥(NK)、无机氮磷钾肥(NPK),用以研究水稻土中SRP的种群丰度和群落结构对长期不同施肥处理的响应。水稻土中SO42-的浓度在66μM至168μM之间。不同施肥措施下水稻土中SRP群落丰度没有显著性差异,变化范围在3-8×108个拷贝每克干土。SRP在整个细菌群落中所占的比例冬季为5～10％,夏季为2～8%。对SRP特异dsrAB基因的克隆文库进行分析得出,不同施肥处璎下水稻土SRP群落结构并没有显著变化.未能培养的SRP,Clostridia和Deltaproteobacteria类群的SRP是水稻土中的优势类群。　　 (2)通过厌氧模拟试验,研究了水稻土中添加水稻秸秆后,硫酸盐还原过程及SRP的群落动态变化。添加水稻秸秆提高了水稻土硫酸盐还原速率,土壤中甲酸、乙酸、丙酸和乳酸的浓度也显著增加。乙酸是SRP最重要的代谢底物,但相较于产甲烷菌SRP在竞争乙酸时却处于劣势。秸秆添加土壤中SRP的dsrAB基因拷贝数要显著高于未添加秸秆的土壤。SO42-和乙酸的浓度是影响SRP群落丰度的重要因子,但SO42-不是限制SRP群落大小的因子。添加水稻秸秆与未添加水稻秸秆的土壤在SRP群落结构上存在着显著性差异。随培养时间的不同,SRP的群落结构也存在着显著性的差异。不能培养的未知SRP在添加水稻秸秆的水稻土中大量存在,且随着培养时间的不同发生变化。　　 (3)利用温室培养模式,研究了水稻生长期根际和非根际水稻土中SRP种群丰度和群落结构组成的时间动态变化。根际与非根际水稻土中SRP的dsrAB基因拷贝数无显著差异。基于T-RFLP的对应分析(Correspondence Analysis,CA)表明,在水稻的不同生长时期,根际与非根际水稻土中SRP的群落结构均发生了明显的改变。在培养初期根际与非根际水稻土中SRP群落结构有明显差异;而在培养末期,则无显著差异。基于T-RFLP的典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)表明,土壤Eh值与SRP群落结构呈高度相关,但不同生长时期和空间位置中SRP群落结构受土壤Eh值影响的大小不同。系统发育分析表明SRP分属于Desulfobulbaceae,Peptococcaceae,Syntrophobacteraceae,Archaeoglobus/Peptococcaceae和Uncultured SRP5个类群,其中未能培养的SRP为优势类群。　　 研究SRP的种群丰度和群落结构对长期不同施肥措施、秸秆还田等农业管理措施以及对水稻根际效应的响应,为全面了解SRP在水稻土中的生态过程提供了重要的信息,为进一步研究它们在生态系统中的作用和地位打下了坚实的基础。