巴丹吉林沙漠盐湖微生物多样性

【目的】研究内蒙古巴丹吉林沙漠碱性盐湖中的原核生物多样性及其与环境因子之间的关系。【方法】利用分子生物学方法构建16S rRNA基因克隆文库,对盐湖中的嗜盐碱微生物进行系统发育分析;利用R语言绘图,对不同盐湖的微生物群落结构进行对比研究。【结果】该区域盐湖含盐量很高,矿化度达165g/L-397 g/L。同时,水体呈强碱性,p H均在10以上。三个湖的盐度和p H值等理化参数有梯度变化,因此微生物多样性和群落结构存在明显差异。整体而言,细菌的多样性大于古菌。样品中含有的主要的细菌门类为γ-变形菌亚门(Gammaproteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、α-变形菌亚门(Alphaproteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia),古菌则全部属于广古菌门(Euryarchaeota)中的盐杆菌科(Halobacteriaceae)。【结论】盐度是决定细菌群落结构的主要因素,古菌群落结构则由多种环境因素综合影响。一些已知的嗜盐碱菌,如Roseinatronobacter spp.、Halohasta spp.等,可以生活在比其盐度和碱度生长范围更高的极端盐碱环境中。此外,样品中还含有大量未培养的嗜盐碱细菌和古菌,对进一步开发极端盐碱环境中的微生物资源有重要意义。     

不同风化时间碳酸岩表面古菌群落结构与功能特征

【背景】古菌群落是碳酸岩表面微生物群落的重要成员,也是碳酸岩表面生物演替的先锋生物,能够促进碳酸岩风化和加快土壤形成,在生物地球化学循环中起重要作用。【目的】揭示在不同风化时间碳酸岩表面风化残积物中的古菌群落结构及生态功能。方法】采集19-213年风化时间段废弃碳酸岩墓碑表面风化残积物样品(n=18),基于宏基因组测序技术分析其古菌群落结构与功能特征。【结果】门水平上,优势门有广古菌门(Euryarchaeota),随后为奇古菌门(Thaumarchaeota)、未鉴定古菌门(unclassified Archaea)、深古菌门(Bathyarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota);属水平上,优势属主要由甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷丝状菌属(Methanothrix)、Methanoperedens、氨氧化古菌属(Nitrosocosmicus)、亚硝化球菌属(Nitrososphaera)及其他未鉴定属组成;C/N、C/P、N/P是显著影响碳酸岩表面古菌群落的主要环境因子。进一步分析发现,碳酸岩表面古菌群落功能丰富,其中新陈代谢(metabo...     

新疆低阶煤本源生物甲烷转化中微生物群落组成及变化

【目的】探究新疆低阶煤生物甲烷转化过程微生物群落组成及多样性。【方法】采用厌氧培养方法和末端限制性片段长度多态性技术(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)分析新疆低阶煤本源微生物对甲烷转化及有机酸含量的影响,分析新疆哈密大南湖长焰煤生物甲烷转化过程中微生物群落动态变化。【结果】研究表明长焰煤和褐煤对本源微生物产甲烷影响较小,随着低阶煤生物甲烷转化时间的延长,甲烷产量呈上升趋势,转化60 d后长焰煤甲烷产量高达10.28 m L/g,挥发性有机酸(VFA)浓度则最低;微生物多样性指数变化不明显,不同转化时间微生物主要类群为放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),厚壁菌门(Firmicutes),变形菌门(Proteobacteria);甲烷菌的群落结构相对于细菌较简单,在整个低阶煤生物转化产甲烷过程中共有古菌类群为甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷盐菌属(Methanohalobium)、甲烷叶菌属(Methanolobus)、甲烷食甲基菌属(Methanomethylovorans),它们是构成群落结构的基本菌群。【结论】低阶煤生物甲烷转化过程微生物群落具有丰富的多样性,且不同时期多样性有较大差异。甲烷菌群落结构相对于细菌较简单,共有类群明显。     

青海湖3种类型高寒湿地甲烷氧化菌群落特征

【背景】甲烷氧化菌在维持湿地生态系统碳平衡方面发挥着重要作用,青海湖高寒湿地具有十分重要的生态地位,但目前有关该地区甲烷氧化菌的研究相对较少。【目的】探究不同类型高寒湿地土壤甲烷氧化菌的群落特征与驱动因素。【方法】以青海湖流域内的小泊湖沼泽湿地、鸟岛湖滨湿地、瓦颜山河源湿地为研究对象,通过高通量测序技术对土壤甲烷氧化菌进行检测。【结果】3种不同类型高寒湿地土壤甲烷氧化菌的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)。鸟岛湖滨湿地与瓦颜山河源湿地的甲烷氧化菌α多样性存在显著差异(P<0.05),而小泊湖沼泽湿地与二者的甲烷氧化菌α多样性的差异不显著(P>0.05)。LEfSe分析表明,不同类型高寒湿地共存在40个差异菌群,尤以瓦颜山河源湿地差异菌群数量最多,从门到属水平均存在显著差异。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,甲烷氧化菌菌群变化的主要驱动因子为土壤温度、土壤水分、电导率。【结论】整体而言,青海湖3种类型高寒湿地土壤理化性质及甲烷氧化菌群落多样性均存在差异,且部分菌群的相对丰度具有显著性差异(P<0.05)。     

基于高通量测序研究青藏高原茶卡盐湖微生物多样性

【目的】茶卡盐湖(Chaka Salt Lake,CSL)是青藏高原有名的天然结晶盐湖,具有独特的石盐盐湖矿床,盛产青盐。盐湖卤水环境中存在丰富的嗜盐菌资源和潜在的新种,细菌和古菌的群落结构特征和物种多样性尚不明确。【方法】采用Illumina高通量测序平台对茶卡盐湖水样和底泥混合物中的细菌和古菌群落进行16S r RNA基因(V3-V5区)高通量测序,检测4个样本的群落结构差异和微生物多样性。【结果】获得细菌和古菌总有效序列分别为117 192和110 571条。结果分析表明细菌和古菌的物种注释(Operational taxonomic unit,OTU)数目分别为421和317,获得分类地位明确的细菌种类为14门28纲170属,古菌为5门4纲34属。细菌的优势类群是厚壁菌门(Firmicutes),所占比例为68.37%,其次为变形菌门Proteobacteria(20.49%);优势种属依次为芽孢杆菌属Bacillus(41.94%)、海洋芽孢杆菌属Oceanobacillus(8.03%)、假单胞菌属Pseudomonas(7.67%)、盐厌氧菌属Halanaerobium(7.42%)和乳球菌属Lactococcus(7.38%);古菌的优势类群以广古菌门(Euryarchaeota)盐杆菌纲(Halobacteria)为主,优势菌是Halonotius(17.21%)和盐红菌属Halorubrum(16.23%)。【结论】揭示了茶卡盐湖中细菌和古菌的群落结构及物种多样性,为嗜盐菌的开发及后续微生物资源的挖掘提供了理论依据。     

青海湖河源湿地甲烷氧化菌群落对温度升高的响应

甲烷氧化菌对甲烷的氧化能力显著影响全球甲烷排放总量。研究河源湿地甲烷氧化菌群落对温度升高的响应有助于深入探究河源湿地生态系统的甲烷循环机制。采用高通量测序方法研究了温度升高后青海湖河源湿地甲烷氧化菌群落特征的变化。青海湖河源湿地甲烷氧化菌的优势菌门为变形菌门, 增温处理没有显著影响河源湿地甲烷氧化菌的群落多样性。河源湿地甲烷氧化菌的群落结构对温度升高响应明显, 增温显著增加了属水平优势菌群(相对丰度 > 0.1%)的相对丰度。LEfSe分析表明, 增温处理组与自然对照组共存在23个差异菌群, 增温显著增加了甲基球菌属的相对丰度, 显著降低了甲基杆菌属的相对丰度。河源湿地甲烷氧化菌群落功能与碳、氮代谢过程密切相关。整体而言, 河源湿地甲烷氧化菌的群落结构对温度升高较为敏感, 部分菌群的相对丰度变化显著。     

新疆巴里坤、七角井和台特玛盐湖沉积物中免培养放线菌群落组成与离子成分分析

【背景】新型病原微生物层出不穷,放线菌作为最重要的抗生素生产菌仍受制于纯培养困难和菌种资源不足,而对于盐湖沉积物中的丰富放线菌资源却鲜有报道。【目的】探索巴里坤、七角井和台特玛盐湖沉积物放线菌群落结构及其多样性,分析盐湖沉积物中化学离子成分对放线菌群落的影响。【方法】每个盐湖采集5份样品并混合,使用SDS-CTAB抽提法提取总DNA,使用放线菌特异性引物进行PCR扩增并构建16S r RNA基因文库,每个样品随机挑选220个克隆子,经过Hae III酶切筛选后对阳性克隆子进行测序分析;对每个样品的8种主要化学离子进行检测,并将沉积物化学离子成分与放线菌群落进行关联性分析。【结果】获得的381个克隆序列属于143个操作分类单元(Operational taxonomic Unit,OTU),聚类结果显示从3个盐湖中共探测到37个放线菌属(台特玛盐湖:24;巴里坤盐湖:16;七角井盐湖:14)。3个盐湖共有的放线菌属为Aciditerrimonas、Aquihabitans、Demequina、Dietzia、Ilumatobacter和Amycolatopsis。从放线菌群落结构上看,台特玛盐湖与其他两湖差异性很大,巴里坤盐湖与七角井盐湖群落相似性更高,巴里坤、七角井和台特玛盐湖未知放线菌的组成分别为47.59%、53.07%和51.53%。利用RDA(Redundancy analysis)分析盐湖沉积物化学离子与放线菌群落的关联性,结果显示与Na~+、Cl~-和K~+相比,Mg~(2+)、Ca~(2+)、SO_4~(2-)、HCO_3~-和CO_3~(2-)与盐湖放线菌类群的相关关系要更加紧密。【结论】3个盐湖中具有丰富的放线菌多样性,包含大量的未知放线菌。盐湖沉积物不同的化学离子成分影响着各自独特的放线菌群落,可为开发新的盐湖放线菌资源提供依据。     

我国8个典型水稻土中产甲烷古菌群落组成的空间分异特征

【目的】产甲烷古菌主导稻田甲烷生成,是稻田生态系统的模式微生物类群之一,具有重要的生态学意义。然而,水稻土产甲烷古菌群落组成的空间分异却鲜有报告。【方法】本研究沿20.55°N至47.43°N梯度,采集了我国不同纬度上8个典型水稻土,利用PCR-DGGE指纹图谱和系统发育树分析揭示不同地点水稻土中产甲烷古菌群落的组成;结合多个环境因子,利用生物信息学,典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)和维恩图(Venn diagram)明确产甲烷古菌的空间分异规律。【结果】研究发现p H值是驱动水稻土中产甲烷古菌群落组成分异的主要因子;此外,沿纬度梯度,8个地区的产甲烷古菌群落组成也呈现出规律性变化。【结论】本研究首次阐明了稻田中产甲烷古菌群落分布情况,并揭示其主要驱动因子。该认知不仅有助于我们更好地了解产甲烷古菌的生物地理学分布,还有助于从微生物学机制上阐明我国温度梯度带上有机质转化空间的差异。     

基于高通量测序的陕西花马池和苟池微生物群落多样性分析

目的:研究陕西花马池和苟池盐湖嗜盐细菌和古菌的群落多样性特征。方法:从两地盐湖采集卤水样品,提取总DNA后对其16S rRNA基因进行PCR扩增,通过Miseq高通量测序和生物信息学分析得到花马池和苟池微生物群落结构。结果:细菌优化序列被分入222个操作分类单位(OTU),花马池细菌优化序列经筛选后得到26 698个序列,其中厚壁菌门(Firmicutes)占主要地位,占总序列数的24.13%,其次20.02%的序列归入变形菌门(Proteobacteria);苟池细菌优化序列经筛选得到31 329个序列,拟杆菌门(Bacteroidetes)是样品中最主要的门类,占总数的60.56%。古菌优化序列经筛选后有81 286条,被归入86个OTU中,绝大多数属于广古菌门(Euryarchaeota)。在属水平上,2个盐湖共有的优势古菌群落包括Halonotius、盐红菌属(Halorubrum)、盐杆状菌属(Halorhabdus)和Halobellus等。花马池特有Halolamina、盐杆菌属(Halobacterium)、Halobellus和Halovenus。结论:研究揭示了陕西花马池和苟池嗜盐细菌和古菌群落组成,表明陕西花马池和苟池盐湖微生物群落分布具有相似性和独特性,同时存在丰富的嗜盐菌资源和潜在的新类群,为新种的挖掘及嗜盐菌的开发提供了理论数据。     

新疆天山北坡不同盐湖微生物菌群结构及其影响因子

新疆分布的众多湖泊由于干旱气候成盐作用强烈,近半数已演化到盐湖发展阶段,不同盐湖中也因此蕴含着丰富的耐盐及嗜盐微生物资源。为更好的掌握新疆盐湖微生物资源分布规律及对环境因子变化的响应规律,利用高通量测序技术对新疆天山北坡5个不同演化阶段盐湖湖底沉积物中细菌、古菌多样性和菌群结构及其主要驱动因子进行研究,探讨盐湖演化过程中原核微生物群落结构变化规律。分别采集5个盐湖湖底沉积物样本,进行理化因子测试与细菌和古菌16S rRNA扩增子测序分析,比较不同盐湖理化性质和原核微生物菌群差异,并对原核微生物丰度与环境因子进行关联分析。实验结果表明：5个盐湖湖底沉积物总盐和Na⁺含量顺序为：巴里坤湖 > 伊吾湖 > 艾比湖 > 盐湖 > 柴窝堡湖,除艾比湖外其他四个盐湖沉积物均呈碱性。Alpha多样性结果显示5个盐湖细菌richness、chao1、ACE和shannon丰富度指数均大于古菌相应丰富度指数,不同盐湖细菌丰富度指数差异较大,古菌丰富度指数差异相对较小。从5个盐湖湖底沉积物中共检测获得细菌58门、68纲、138目、253科和560属,古菌4门、8纲、12目、21科和60属,细菌以变形菌门为主,古菌以广古菌门为主。不同盐湖细菌和古菌优势属种类均不相同,巴里坤湖主要是一些嗜盐和耐盐细菌属,而伊吾湖主要是嗜盐和耐盐古菌属,PCoA分析结果也表明不同盐湖微生物在OTUs水平有其独特菌群结构类型。RDA和Bioenv分析结果表明,盐湖湖底沉积物中微生物菌群群落结构主要受Na⁺和总盐（TS）浓度的影响,对细菌菌群结构影响较大,而古菌菌群结构可能受多种理化因子共同调节。此外,盐湖特殊卤水成分会对微生物群落结构产生重大影响。     

云南不同高原湖泊噬藻体psbA基因多样性

【目的】噬藻体(cyanophage)广泛存在于自然水体生态系统中,通过侵染蓝藻进而调控蓝藻种群及群落结构,具有重要生态功能和生态地位,在控制蓝藻水华方面有巨大开发潜力。本研究旨在探究云南高原湖泊噬藻体psbA基因多样性,分析其系统进化地位,为深入了解高原湖泊生态功能、开发利用噬藻体资源奠定理论基础。【方法】以云南高原主要湖泊滇池、抚仙湖和星云湖等为研究对象,以psbA基因作为分子靶标,对湖泊水体中噬藻体遗传多样性进行研究。【结果】从不同湖泊中共获得100条环境噬藻体psbA基因序列,系统发育分析表明,湖泊的噬藻体psbA基因序列与中国东湖、中国东北稻田、日本稻田等淡水中的环境噬藻体psbA基因亲缘关系较近,与海洋环境噬藻体psbA基因亲缘关系较远;抚仙湖中的噬藻体psbA基因多样性高于滇池、星云湖和异龙湖中的噬藻体psbA基因多样性;云南高原湖泊中存在新的噬藻体类群;各湖泊秋冬季节噬藻体psbA基因遗传多样性差异不明显。【结论】云南主要高原湖泊噬藻体psbA基因遗传多样性高,与淡水环境噬藻体psbA基因亲缘关系较近,且存在独特的噬藻体类群。     

柴达木盆地尕斯库勒盐湖区邻近水体对湖泊微生物群落的贡献

【目的】探究尕斯库勒盐湖生态系统中邻近水体对湖泊微生物的贡献。【方法】采集尕斯库勒盐湖区湖水、沉积物以及邻近的泉水、河水和盐田的水样,对其进行地球化学分析;通过16S rRNA基因的Illumina MiSeq高通量测序分析样品的微生物群落组成。【结果】尕斯库勒盐湖区水体和沉积物中的优势门是变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和广古菌门(Euryarchaeota)。盐度和pH是影响尕斯库勒盐湖区群落组成的最主要环境因素。邻近水体对湖泊水体和沉积物的贡献分别为12.94%和7.53%。【结论】邻近水体对尕斯库勒盐湖微生物群落的贡献有限。     

羊卓雍措水体可培养酵母菌多样性及其与理化因子相关性

【目的】开展羊卓雍措水体可培养酵母菌多样性研究,探究影响其多样性的主要理化因子。【方法】采用膜过滤平置培养法分离纯化酵母菌,并结合rRNA ITS区域序列分析与经典分类法对酵母菌菌株进行鉴定。运用SPSS 20.0和CANOCO 5分析可培养酵母菌多样性及其与理化因子之间的关系。【结果】羊卓雍措水体可培养酵母菌为16个属25个种,优势属为Vishniacozyma,优势物种为Vishniacozyma victoriae。Pearson相关系数显示,pH、电导率、总溶解固体量、盐度与各样点可培养酵母菌种数和属数呈显著正相关;总磷与各样点及各区域可培养酵母菌属数呈显著负相关,与各样点种数呈显著负相关。冗余分析显示,pH和总磷是影响羊卓雍措水体可培养酵母菌分布的主要环境因子。【结论】羊卓雍措水体酵母菌资源比较丰富且存在明显的空间异质性,人类活动对酵母菌分布有较大影响。酵母菌分布与人类活动的关系值得进一步研究。     

基于高通量测序的花马盐湖原核微生物及其耐盐基因

【目的】揭示陕北花马盐湖沉积物原核微生物群落组成,并分析其潜在的耐盐功能基因。【方法】构建盐湖沉积物宏基因组16S r RNA文库和fosmid文库,利用Illumina HiSeq高通量测序及生物信息技术分析细菌古菌群落组成和耐盐菌株(5-5)外源宏基因组的潜在耐盐基因。【结果】获得18978条有效的16Sr RNA序列,共5221个OTUs,包括23个门,155个属,其中广古菌门(Euryarchaeota)和变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,盐杆状菌属(Halorhabdus)、盐红菌属(Halorubrum)及假单胞菌属(Pseudomonas)等16个属为优势属,以及嗜盐单胞菌属(Halomonas)、冷弯菌属(Psychroflexus)及不动细菌属(Acinetobacter)等139个属为非优势属。从4126个fosmid文库菌株中筛选出37株耐盐菌株,其中菌株5-5、2E4和2F4对不同浓度的NaCl、CuSO_4、ZnSO_4及CdSO_4具有耐受性,从5-5的外源宏基因组序列中获得61个Unigene,其中12个Unigene的同源基因编码的蛋白质如无机焦磷酸酶、转座酶、亚碲酸钾抗性蛋白及钙调蛋白等广泛参与其他生物的耐盐逆境。【结论】盐湖沉积物中蕴藏着丰富多样的细菌古菌类群以及潜在耐盐功能基因资源。     

甘肃白银铜矿矿坑土壤细菌和古菌的多样性及坡度分布特征

【背景】甘肃白银铜矿作为西部地区的重要矿区，探究其细菌和古菌多样性及坡度分布特征对明确矿区微生物多样性分布具有关键意义。【目的】通过分析白银铜矿矿坑不同坡度的土壤细菌群落多样性和古菌群落多样性，探究不同坡度土壤样品细菌及古菌多样性与理化性质之间的关系。【方法】以不同坡度的白银铜矿土样为材料，采用Illumina HiSeq测序技术，分析样品的细菌多样性和古菌多样性。【结果】α和β多样性分析表明，ACE、Chao1、Shannon和Simpson等多样性指数在样品间存在显著差异。白银铜矿矿坑土壤的细菌排名前十的纲是Gammaproteobacteria、Oxyphotobacteria、Alphaproteobacteria、Bacteroidia、Actinobacteria、Clostridia、Nitrospira、Bacilli、Mollicutes和Acidimicrobiia，相对丰度最高的是Gammaproteobacteria。在纲水平上，白银铜矿的古菌由Thermoplasmata、Nitrososphaeria、Methanomicrobia、Halobacteria、Methanobacteria、Group_1.1c和Bathyarchaeia组成，相对丰度最高的是Thermoplasmata。冗余分析(redundancy analysis,RDA)得出，pH和速效磷是影响土壤多样性的最重要因素。【结论】白银铜矿为强酸性铜矿，其土壤铜离子含量最高。从坡顶到坡底，pH呈现先降低再升高的趋势(2.18-4.75)，铜离子(20-150mg/kg)和总铁(2.5-50mg/kg)呈现先升高后降低的趋势，铵态氮(3.61-44.90mg/kg)、速效磷(0-56.79mg/kg)和速效钾(9.07-35.65mg/kg)含量低且呈现波动趋势，硫化物(1mg/kg)无明显变化。白银铜矿矿坑土壤细菌相对丰度最高的属为Acidithiobacillus，古菌相对丰度较高的属为uncultured_bacterium_f_Ferroplasmaceae和uncultured_bacterium_f_Nitrososphaeraceae。其中，细菌多样性受到pH驱动，古菌多样性受到速效磷的驱动。本研究有助于我们进一步了解白银铜矿土壤微生物群落的变化。     

青藏高原察尔汗盐湖地区可培养中度嗜盐菌的群落结构与多样性

【目的】研究青海察尔汗盐湖地区的可培养中度嗜盐菌的群落结构及多样性。【方法】采用多种选择性培养基进行中度嗜盐菌的分离、培养;通过16S r RNA基因序列扩增、测定,根据序列信息,进行系统进化树构建、群落结构组成分析及多样性指数计算。【结果】从察尔汗盐湖卤水及湖泥中分离到中度嗜盐菌421株,合并重复菌株后共83株中度嗜盐菌。菌株16S rRNA基因序列信息显示,4株中度嗜盐菌为潜在的新分类单元。83株嗜盐细菌分布于3个门的6个科16个属。其中,Bacillus属、Oceanobacillus属和Halomonas属为优势属。多样性结果显示,水样中的菌株多样性高于泥样,而泥样中的菌株优势度高于水样。【结论】察尔汗盐湖中度嗜盐菌具有丰富的遗传多样性,种群种类丰富,优势菌群集中,该盐湖地区存在可分离培养的中度嗜盐菌的疑似新物种。     

青海湖岸带土壤与沉积物的地化特征与细菌群落对水位上升的响应

【目的】探究青海湖岸带土壤与沉积物的地化特征与细菌群落对水位扩张的响应。【方法】从岸上至岸下沿垂直青海湖岸带方向,采集距离湖面不同高度土壤(土壤：S1、S2)、岸边不同水深表层沉积物(过渡区：E0、E6、E17)及湖心表层沉积物(沉积物：D1、D2)样品,土壤与沉积物水深(土壤水深表示为负数)从小到大的变化表征岸边土壤被淹水转变为沉积物的过程。采用地球化学分析和16SrRNA基因高通量测序技术,探究岸带土壤与沉积物样品中的地化特征与微生物群落构成。【结果】青海湖水位上升导致的生境转变对岸带土壤与沉积物的理化性质、营养水平、有机碳类型等地化特征产生显著影响。具体表现为,随着水位升高,岸带土壤与沉积物的pH、矿物结合态有机碳含量显著升高,而碳氮比值、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、颗粒态有机碳含量显著下降。随着水位上升,青海湖岸带被淹没土壤的细菌群落多样性下降,且群落结构发生明显变化。这种变化与环境因子变化密切相关,具体表现为,细菌群落物种丰富度指数和香农多样性指数随着水位上升呈下降趋势;活性金属结合态有机碳含量与细菌群落多样性的变化密切相关;理化...     

巴里坤盐湖退化区土壤微生物群落结构及生态功能分析

【目的】微生物是湖泊生态系统的重要组成部分,参与碳、氮和硫等元素的生物地球化学循环过程,其群落组成和功能对环境的稳定性和可持续性至关重要。然而,新疆的部分湖泊出现退化和盐渍化等问题,微生物如何响应湖泊退化值得研究。【方法】本研究基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序,对巴里坤盐湖退化区域的土壤微生物群落结构进行分析,同时对微生物的潜在生态学功能进行预测。【结果】本研究发现,假单胞菌门(Pseudomonadota)、绿弯菌门(Chloroflexota)和拟杆菌门(Bacteroidota)是巴里坤盐湖退化生境中的优势类群。在轻度退化阶段,脱硫菌门(Desulfobacterota)和弯曲杆菌门(Campylobacterota)是主要类群,但随着湖泊退化程度加剧,这些类群急剧减少甚至消失;在极度退化阶段,酸杆菌门(Acidobacteriota)和浮霉菌门(Planctomycetota)等类群逐渐占据主导地位。基于BugBase对氧的需求进行预测,结果发现好氧类群主要是放线菌门(Actinomycetota)、假单胞菌门(Pseudomonadota)和绿弯菌门(Chlorof...     

荒漠草原盐沼湿地苦豆子土壤细菌群落构建机制及其影响因素

【背景】荒漠草原盐沼湿地是陆地生态系统的重要组成部分,土壤水分和盐分变化是影响该生态系统土壤细菌群落构建的重要因素。【目的】土壤细菌群落构建是由确定性和随机性主导的连续生态过程,阐明荒漠草原盐沼湿地土壤细菌群落的构建机制对于加深微生物作为关键生态系统因子重要性的理解具有积极意义。【方法】以宁夏中部典型荒漠草原盐沼苦水湖湿地为研究对象,对近湖边（near the lake,NL）和远离湖边（far from the lake,FL）苦豆子群落土壤理化特性进行测定并结合土壤细菌高通量测序分析。【结果】NL和FL样地具有明显的水盐梯度变化,NL样地土壤pH、含水量和电导率均显著高于FL样地;变形菌门、放线菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和黏菌门是研究区域土壤细菌群落的优势菌门,变形菌门相对丰度随水盐梯度上升而升高,放线菌门和厚壁菌门相对丰度则随之下降,门下成员大多与水盐变化具有明显的相关性;此外,FL样地土壤细菌网络则具有稳定的网络关系;随着NL样地向FL样地的延伸,土壤细菌群落由随机过程主导,并且受pH、电导率和环境变量的影响。【结论】荒漠草原盐沼湿地水分和盐分的变化改变了土壤细菌群落结构;土壤细菌群落通过生态位占据等策略提高逆境下的生存能力;细菌群落构建是随机过程和确定性过程组成的连续统一体,同样受环境变化的影响。本结果揭示了荒漠草原盐沼湿地细菌群落结构和相互关系对环境变化的响应特征,同时阐明了该区土壤细菌群落的构建机制及影响因素,也为相关科学研究提供了一定理论参考。