腾格里沙漠东南缘藓结皮微生物组基因多样性及功能

本研究对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区藓结皮土壤样品进行了宏基因组测序, 以揭示该地区藓结皮土壤中参与固碳、固氮等生态功能的微生物基因及其代谢通路。结果表明, 藓结皮土壤中细菌域微生物最多, 其次为古生菌域和真核生物域。在细菌域中, 放线菌门(Actinobacteria)数量最多, 其次是变形菌门(Proteobacteria)和蓝细菌门(Cyanobacteria)。基于eggNOG和KEGG数据库对构建的非冗余基因集进行功能预测, 藓结皮土壤中微生物基因多样性和代谢路径多样性高。藓结皮土壤中与固氮相关的代谢通路丰度低可能是藓结皮固氮量微弱的根本原因, 造成利用大气中氮气合成氨的生态功能减弱。而藓结皮已经形成的氮库主要通过硝酸盐还原途径将硝酸盐还原成铵盐, 可能用于藓结皮微生物组自身的氨基酸合成, 也可能为藓类植物的生长提供有效氮源。     

荒漠孑遗植物四合木对土壤古菌群落的影响

土壤是植物定居的场所,也是植物-微生物互作的重要界面。古菌是土壤微生物重要组份,在碳、氮、硫、铁等元素的生物地球化学循环和植物的生长发育、适应生境中发挥重要作用。植物定居对土壤古菌群落的影响研究鲜有开展,孑遗植物在研究植物-微生物-环境互作中具有独特的优势。采用扩增子高通量测序技术,研究以荒漠孑遗植物四合木为建群种或优势种的四合木-红砂-珍珠-针茅群落、四合木-针茅群落和四合木群落等三种荒漠植物群落类型中,四合木根区土壤和光板地土体土壤古菌群落特征,揭示四合木定居对土壤古菌物种数量、多样性、群落组成及功能的影响。结果表明,荒漠孑遗植物四合木定居不仅增加了根区土壤古菌的物种数量,提高了根区土壤古菌群落多样性,而且改变了土壤古菌群落组成,减少了奇古菌门Nitrososphaeraceae科未分类的属氨氧化古菌（unclassified_f_Nitrososphaeraceae）和暂定Nitrososphaera属氨氧化古菌（Candidatus Nitrososphaera）相对丰度,增加了Nitrososphaeraceae科暂定Nitrocosmicus属氨氧化古菌（Candidatus Nitrocosmicus）和广古菌门海洋古菌类群Ⅱ中未分类的属（norank_o_Marine_Group_II）相对丰度,广古菌门热原体纲未分类的属（unclassified_c__Thermoplasmata）相对丰度变化显著。植物群落演替对四合木根区土壤和光板地土体土壤古菌群落均无显著影响。Nitrososphaeraceae科氨氧化古菌是三种不同荒漠植物群落类型中土壤古菌的核心微生物组。四合木定居也显著改变土壤古菌群落的功能,减弱了高丰度功能,增强了低丰度功能,对有氧呼吸、核苷酸合成、氨基酸合成等途径影响显著。荒漠孑遗植物四合木定居改变了土壤古菌群落物种数量、多样性、组成、功能等特征。     

不同沙障材料对固沙林地面节肢动物群落结构分布的影响

为了明确沙障材料差异性对固沙林地面节肢动物群落结构的影响规律, 以腾格里沙漠东南缘2013年布设的麦草、尼龙网两种沙障模式下的固沙林地为研究样地, 于2018年春、夏、秋季, 研究了沙丘底部和顶部不同沙障模式下的固沙林地地面节肢动物群落组成及多样性分布特征。结果发现: (1)沙丘底部, 2种沙障林地地面节肢动物优势类群除了均包括蠼螋科、步甲科、叶甲科外, 麦草方格林地还包括拟步甲科和鞘翅目幼虫2个类群, 而尼龙网方格林地还包括鳞翅目幼虫1个类群; 但在沙丘顶部, 2种沙障林地地面节肢动物优势类群均为蠼螋科、步甲科、叶甲科和拟步甲科。(2)沙丘底部和顶部, 优势类群步甲科、叶甲科个体数在2种沙障林地间均无显著差异; 但优势类群拟步甲科个体数表现为麦草方格林地显著高于尼龙网方格。在沙丘底部, 蠼螋科个体数表现为2种沙障林地间无显著差异; 而在顶部, 蠼螋科个体数表现为麦草方格林地显著高于尼龙网方格。(3)沙丘底部和顶部, 地面节肢动物个体数、类群数均表现为麦草方格林地显著高于尼龙网方格, 但Shannon指数、优势度指数2种沙障林地间均无显著差异。(4)RDA和偏RDA分析结果表明, 花棒冠幅与高度、油蒿冠幅是不同微生境中地面节肢动物个体数分布产生差异的主要因素。(5)研究表明, 沙障材料对地面节肢动物群落组成、个体数和类群数分布均产生显著影响, 而且地面节肢动物群落组成分布亦受到沙丘微地形的影响, 但沙障材料对地面节肢动物多样性分布的影响较小。