铁元素是地壳丰度排第四的元素，在水稻土中大量存在且性质较为活泼。生命可能出现于高温（140℃-150℃) 、高Fe(Ⅱ) 浓度和高 CO2 浓度的38亿年前的地球早期。光化学产物三价铁和氢气分别为早期生命提供电子受体和能源。铁呼吸可能作为先于氧呼吸、氮呼吸和硫呼吸的第一种微生物代谢机制。证据表明，铁呼吸广泛多样地存在微生物中。，Fe3+/Fe2+ 作为水稻土主要的氧化还原体系，其形态的转变影响水稻土的氧化还原性质[19]， 也影响水稻土细菌多样性分布。水稻土季节性淹水与排干过程影响铁元素的存在形态，Fe(III)/Fe(II) 作为水稻土主要的氧化还原体系 , 其氧化淀积和还原溶解的特性不仅能显著影响土壤的氧化还原状态、土壤的形态而且还影响微生物多样性分布。目前对铁循环相关的细菌落多样性研究多集中在Fe(III) 还原过程以及与之耦合的 CH4、N2O 排放、重金属离子迁移等过程，对还原状态下Fe(II) 对水稻土细菌群落多样性研究较少。对于土壤来说，土壤微生物是土壤中物质循环的主要动力[15]，它们使土壤中的物质循环更加合理，使得外界生物对土壤中物质的吸收更便利[20]。研究还原条件下对于土壤微生物多样性，进而找出微生物多样性影响植物生长的规律，才能更好得指导农业生产。

近现代，依托分子生物学的极速发展，为我们在土壤改良以及水稻土优化方面提供了更为便捷更为高效的的先进技术手段。其中高通量测序技术广泛使用在土壤的微生物研究中，它能够更多的降低测序所需要的成本[17]，进一步完成大范围用于土壤微生物基因的直接测序；基于第二代测序方法(NGS)的Illumina公司的Solexa、Roche公司的454和 Life Technologies公司的SOLi D、Ion Torrent 为主[5]。现有的这类型的技术可以提供大量实用的土壤微生物方面的信息，特别在与不同环境水平下各类型微生物功能多样性研究得到了飞跃，在对土壤微生物种类、构造、功能和遗传多样性的实验中能够获得大量的信息。本研究以Illumina公司的单分子簇边合成边测序和 dNTP可逆终止化学反应为原理的Solexa 技术的方法[6]，该测序方法的优势在于通量高、准确率高以及成本低等。该方法的Hi Seq 和 Mi Seq 测序平台的错误率很低，尤其是在连续碱基测序的准确率很高。现状Mi Seq 读长已经可达 2×250 bp 双向测序(PE)，并且有望可以达到 2×400 bp PE，而测序成本只为传统Sanger 测序技术的 1%。同时由于 Solexa双向测序的特点，在构建基因组 PE 文库时，插入片段大小可长至10 kb文库，这更扩展了其在基因组中的应用。Roesch、Buee、Lauber、Chu、Tripathi等在使用高通量测序技术进行一系列的土壤微生物的研究，其中有微生物物种、结构、丰度等多样性的研究使研究者更为深入的探明土壤微生物群落结构多样性[16]。

对于原核微生物高通量测序技术检测土壤中16S rDNA/r RNA核糖体亚基，在结构和功能上高度保守，其进化具有良好的时钟性质，能体现菌种之间的差异[7]。重复数量多，保守区与可变区可以交替排列，易于通过聚合酶链式反应(PCR)扩增获得，序列长度适中[8] 是在原核生物的基因组里常见的特点。所有的同类型微生物都拥有这种特定的遗传物质保守区序列，在保守序列之间同样拥有着序列差异的可变区域，它们是因为长时间的进化而产生的，由于这些原因我们把16S rDNA/r RNA核糖体亚基是最常用的分子标记在细菌系统分类学研究中[18]。这些序列中的可变序列可以用来测定以及比较，进而用以实现对土壤中微生物种类以及群落结构多样性影响的发现。

1 材料与方法

1.1 材料

土壤采集于安徽省宣城市，位于长江以南，是全国重要的水稻产区，近年来免耕稻田的种植面积不断扩大，土壤类型也比较丰富。选择安徽省宣城市平原地区免耕稻田为典型研究区域，该区属于亚热带季风气候，年均温为15.4℃，年均降水量1328 mm。本实验采集2种性质土壤样品，用铁铲随机多点取1-20cm耕作层土样，立即放入自封袋中携带回实验室，储存一份于-70℃超低温冰箱备用。另一份于避光处晾至土壤不再粘结，过1mm筛子，使土壤混合均匀，除去植物根茎等杂物。过筛后的土样一部分用于试验处理，另一部分继续晾干用于土壤理化性质测定。。