渾善達(dá)克沙地生物土壤結(jié)皮細(xì)菌多樣性和群落結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、分類號Q93學(xué)校代碼10129UDC579學(xué)號2012211003渾善達(dá)克沙地生物土壤結(jié)皮細(xì)菌多樣性和群落結(jié)構(gòu)研究CommunityStructureDiversityofbacteriainBiologicalSoilCrustsofHunshakeDeserts申請人：唐凱學(xué)生類別：學(xué)術(shù)型碩士學(xué)科門類：理學(xué)學(xué)科專業(yè)：微生物學(xué)研究方向：應(yīng)用與環(huán)境微生物學(xué)指導(dǎo)教師：馮福應(yīng)教授論文提交日期：二〇一六年六月摘要生物土壤結(jié)皮（Biologic

2、alSoilCrusts，BSCs）是干旱、半干旱地區(qū)最重要的景觀之一，在荒漠生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、修復(fù)和重建中舉足輕重。微生物是BSCs的主要生物組分，其多樣性和群落結(jié)構(gòu)是認(rèn)識微生物驅(qū)動(dòng)BSCs形成和發(fā)展的生態(tài)功能的基礎(chǔ)。但目前BSCs中細(xì)菌，特別是一些功能菌的多樣性和群落結(jié)構(gòu)相關(guān)研究還較少，尚需通過廣泛和大量的相關(guān)研究來為揭示一些細(xì)菌類群對BSCs的作用提供依據(jù)。本研究采集了渾善達(dá)克沙地（多倫姑娘湖附近）三種類型的BSCs（藻類結(jié)皮、地衣

3、結(jié)皮和苔蘚結(jié)皮）及其下層土壤，利用高通量Miseq平臺比較分析了細(xì)菌、不產(chǎn)氧光營養(yǎng)細(xì)菌（anoxygenicphototrophicbacteriaAPB）和固氮菌的多樣性及群落結(jié)構(gòu)，并與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析；同時(shí)利用ECO板進(jìn)行了土壤代謝功能分析。主要結(jié)果和結(jié)論如下：（1）土壤理化性質(zhì)：無論是藻類、地衣，還是苔蘚結(jié)皮，它們結(jié)皮層的含水量（WC）、有機(jī)質(zhì)（OM）、速效磷（AP）、速效氮（AN）含量均大于結(jié)皮下層土壤，pH值方面則是

4、結(jié)皮層略小于結(jié)皮下層土壤。（2）土壤代謝功能：三種類型的BSCs結(jié)皮層的碳源利用能力都要高于結(jié)皮下層土壤，且培養(yǎng)024h間為適應(yīng)期，每個(gè)樣本利用碳源的能力基本相似、都在很低的水平；24108h間樣本利用碳源能力都在迅速上升，108156h間樣本利用碳源水平趨于平緩，156h后開始出現(xiàn)降低；所有樣本都無法利用2羥苯甲酸。（3）多樣性分析：結(jié)皮層細(xì)菌多樣性Shannon指數(shù)均低于結(jié)皮下層，如藻類結(jié)皮層和下層的shannon指數(shù)分比為5.09

5、和5.66，表明結(jié)皮層的微生物多樣性要低于下層；藻類和苔蘚結(jié)皮層的pufM多樣性要高于下層，地衣結(jié)皮則相反；結(jié)皮層固氮基因nifH多樣性存在苔蘚結(jié)皮地衣結(jié)皮藻類結(jié)皮的規(guī)律。（4）微生物群落結(jié)構(gòu)：在細(xì)菌群落門水平上，所有結(jié)皮類型的結(jié)皮層和下層土壤都包括Cyanobacteria（0.37%29.22%）、Actinobacteria（22.12%50.83%）、Proteobacteria（16.63%27.82%）、Chloflexi（

6、3.92%13.81%）、Acidobacteria（6.29%16.43%）、Bacteroidetes（1.56%5.45%）等10個(gè)門。其中，Cyanobacteria、Proteobacteria、Bacteroidetes三個(gè)門類均是結(jié)皮層含量高于下層含量；Actinobacteria、Chloflexi、Gemmatimonadetes、Firmicutes四個(gè)門類是結(jié)皮下層含量高于上層含量；APB分屬于Proteobact