天山1號冰川氣冰界面微生物遷移的初步研究.pdf

1、微生物是我們研究宇宙生命進化和地球環(huán)境演化等重大問題的“活化石”。由于冰芯中的藻類、真菌、細菌和病毒等微生物是按照時間順序被保存在冰川中的，因此冰川不僅是古氣候環(huán)境變化的信息載體，同時也是一個天然的微生物“貯藏庫”，記載了不同沉積時期大氣向冰川輸送的微生物菌群的數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化。然而，歷史記錄的解釋，只有和現(xiàn)代過程研究相結(jié)合，才能產(chǎn)生一個合理的參考系統(tǒng)，從而深入到機理的研究而不是停留在現(xiàn)象的表面。鑒于天山1號冰川這一重要的活化石冰川在微生

2、物信息仍缺乏的情況下，搞清冰川表面微生物沉降及遷移這一現(xiàn)代過程對1號冰川不僅有生物學方面的重大意義，還有著古氣候，地質(zhì)學等多方面的深遠意義。 本論文主要研究了天山1號冰川東支不同地貌位點的可培養(yǎng)的細菌和真菌群落，并進一步應(yīng)用18s rRNA可變區(qū)二級結(jié)構(gòu)信息確定一株真菌的系統(tǒng)進化位置，獲得了以下結(jié)論： 一、在不同位點微生物數(shù)量變化很大，七個不同位點的樣品分別針對培養(yǎng)氣冰界面正在降落中的微生物——冰川表面的微生物——被融水

3、帶到冰川下游的微生物——冰川深層沉積的微生物。低溫培養(yǎng)結(jié)果如下：新鮮的降雪未能培養(yǎng)出任何菌株，說明雖然其他位點中發(fā)現(xiàn)和其他冰川及天山凍土完全相同的菌株已充分說明微生物是伴隨遠源沙塵顆粒遷移到冰川上空的，但微生物到底是否會降落到冰川表面或降落的數(shù)量則是由多種因素決定的。冰川表面新雪培養(yǎng)出相對較少的細菌，而真菌的數(shù)量和種類卻相對較多，表明對應(yīng)于細菌的主要沉降方式為附著于沙塵表面的干沉降方式，真菌主要以濕沉降方式到達冰川表面。冰凌和冰川融水中

4、代表冰川下游地帶，其中保存著隨冰川表面雪粒溶化后從表層雪一直遷移到冰雪交界面的微生物種群，因此嗜冷菌種類特定并且數(shù)量豐富。冰磧物和老冰舌在此作為歷史記錄對照進行恢復(fù)培養(yǎng)，培養(yǎng)出相對更多的微生物。Endophyticbacterium和Leifsonia等幾個屬的細菌并不是冰川地帶的常見種，出現(xiàn)在冰凌中，證明其到達冰川表面隨融水遷移到達下游并積存起來。 二、從最初培養(yǎng)出的單菌落直至大約4個月的4℃?zhèn)鞔囵B(yǎng)的過程中，無論是分泌紅色，

5、黃色或橙色的細菌和酵母，還是霉菌，都漸漸傾向于減少色素的分泌并在外觀上趨于一致。證明它們在高原環(huán)境條件下需要利用有色色素(藻青蛋白，外壁色素偽枝藻素和類胡蘿卜素)進行紫外屏蔽，而培養(yǎng)條件要比其原生條件緩和的多，反映出微生物對外界靈敏的反應(yīng)變化。 三、天山1號冰川東支共分離培養(yǎng)出34株細菌和13株真菌，經(jīng)ARDRA分析后測序，將他們歸類如下： Cryobacterium、Flavobacterium、．4cinetobacter、

6、Arthroacter、Hymenobacter、Lactobacillus、Subtercola和Leifsonia等八個屬的細菌。真菌為Ulospora、Sporormia、Cladosporium、Rhodosporidium、Cryptococcus、Phoma 和Filobasidium等七個屬，可見雖然分離出的真菌菌株數(shù)相對少得多，但是多樣性卻很高，可能因為真菌的孢子相對而言更容易移動。 四、一株Cladospori