東祁連山高寒草地土壤細菌多樣性的初步研究.pdf

1、本研究根據(jù)東祁連山高寒草地不同植被類型，選取具有代表性的三個灌叢樣地和三個草地樣地，即杜鵑灌叢（Rhododendron fruticosa shrub land）、高山柳灌叢（Salix cupularis fruticosa shrub land）、金露梅灌叢（Dasiphoru fruticosa shrub land）、珠芽蓼草地（Polygonum viviparum grassland）、禾草草地（Grass grassla

2、nd）和嵩草草地（Kobresia grassland），應(yīng)用微生物學(xué)方法和分子生物學(xué)方法相結(jié)合的方式，采用實驗室分離培養(yǎng)、16SrDNA分子技術(shù)、生理生化特性分析和Biolog微平板法等試驗方法，對土壤可培養(yǎng)微生物的物種多樣性、生理代謝多樣性遺傳多樣性及土壤微生物群落功能多樣性進行了初步研究。主要研究結(jié)果如下： 1、高寒草地土壤可培養(yǎng)細菌物種多樣性 通過對50種高寒草地土壤細菌的分離、培養(yǎng)及染色反應(yīng)，結(jié)果表明：這50種

3、可培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)特性以及形態(tài)特征各異，表現(xiàn)出其物種的形態(tài)多樣性。然后提取其基因組DNA，進行16SrDNA分子鑒定，確定其系統(tǒng)發(fā)育地位，其中共得到29株細菌的基因序列，初步確定其分屬于芽孢菌科（Bacillaceae），芽胞菌屬（Bacillus sp，），節(jié)桿菌屬（Arthrobacter sp．），類芽孢桿菌（Paenibacillus sp．），芽孢八疊球菌屬（Sporosarcina sp．），側(cè)孢短芽孢桿菌（Brevibaci

4、llus laterosorus），韋氏芽胞桿菌（Bacillus weihensiephanensis、），短小芽胞桿菌（Bacillus pumilus），Bacillus aquimaris，蠟狀芽胞桿菌（Bacillus cereus），簡單芽胞桿菌（Bacillus simplex）等，表現(xiàn)出其物種的遺傳多樣性。 2、可培養(yǎng)細菌的生理代謝多樣性的初探 選擇從高寒草地土壤中分離獲得的具有代表性的5株細菌菌株HX4

5、（Arthrobacter sp．），HX3（Sporosarcina sp．），NX3（Panenibacillus sp．），HY6（Brevibacillus sp．），HY1-1（Bacillus sp．），測定其運動性以及對多種碳源，氮源和大分子物質(zhì)的分解和利用能力，結(jié)果表明：HX4、HX3、HY1-1和NX3均具有運動性；5種細菌對硝酸鹽等無機氮、蛋白質(zhì)等有機氮、各種碳源以及大分子物質(zhì)的利用能力和利用程度均存在差異，證明這些

6、細菌在生理特性及對物質(zhì)的代謝方面具有多樣性，從而間接表明其對草地土壤中的植物殘體或凋落物及動物殘體的分解和利用具有一定的選擇性，同時也反映了微生物在草地物質(zhì)循環(huán)過程中存在相互分工和相互協(xié)調(diào)。 3、土壤微生物群落功能多樣性的研究 試驗中通過采用31種碳源的Biolog ECO PlateTM，系統(tǒng)分析了高寒草地6種不同樣地土壤微生物群落的功能多樣性。結(jié)果表明：（1）灌叢與草地之間比較，隨著培養(yǎng)時間的延長，灌叢與草地土壤微生

7、物群落利用各種單一碳源量呈逐漸增加的趨勢，在培養(yǎng)144h之前，灌叢>草地，培養(yǎng)至168h時，草地>灌叢；土壤微生物群落碳源利用類型的主成分分析表明，灌叢與草地土壤微生物群落利用碳源的效率差異顯著，利用的主要碳源種類是這6種羧酸類、5種氨基酸類和5種糖類，共16種碳源；土壤微生物群落代謝功能多樣性比較顯示，豐富度差異不顯著（P>0．05），shannon指數(shù)和均勻度差異顯著（P<0．05）。（2）3種不同灌叢類型之間比較，隨著培養(yǎng)時間的延

8、長，不同灌叢類型土壤微生物利用單一碳源的能力的大小順序為：會露梅灌叢）高山柳灌叢）杜鵑灌叢；土壤微生物群落碳源利用類型的主成分分析表明，不同灌叢類型土壤微生物群落代謝多樣性差異顯著，其利用的主要碳源種類是9種羧酸類、6種糖類和4種聚合物，共19種碳源；土壤微生物群落代謝功能多樣性比較顯示，豐富度指數(shù)和均勻度多樣性指數(shù)差異性顯著（P<0．05），shannon指數(shù)差異極顯著（P<0．01）。（3）3種不同草地類型之間比較，不同草地類型土壤