青藏高原冻土区土壤垂直剖面中微生物的分布与多样性

【目的】冻土区储存着大量的有机碳,全球气候的变化导致冻土不断融解退化,土壤微生物对冻土有机碳的分解作用在一定程度上将会加重全球温室效应。在研究中,为了解冻土区土壤微生物的分布与多样性,对青藏高原冻土区垂直剖面中的微生物组成进行研究。【方法】采用分子生物学方法,对剖面土壤样品中的古菌与细菌的16S r RNA基因和真菌的ITS序列进行PCR扩增,并分别构建其基因文库,通过序列的同源性比较进行系统发育学分析和多样性指数分析。【结果】垂直剖面土壤中古菌序列分别属于泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota)两个门,它们分别占克隆序列总数的29.0%和71.0%;其中泉古菌门只包括Group1.3b/MCG-A这一种类型,在古菌序列中所占的比例为29.0%,广古菌门包括4种类型,其中Methanomicrobiales序列在古菌克隆文库中所占比例较高(52.0%);分层位看,冻土活动层古菌优势类群包括Group1.3b/MCG-A、Methanomicrobiales和Methanosaetaceae,过渡层的优势类群包括Group1.3b/MCG-A和Methanomicrobiales两类,而古菌在冻土层的优势类群只有Methanomicrobiales这一种类型。细菌序列分属于10个类群,其中放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌(Firmicutes)与变形菌(Proteobacteria)为剖面主要的优势类群,分别占克隆序列总数的28.9%、16.9%和12.1%;在冻土活动层,细菌的优势类群为Proteobacteria和Firmicutes,而在冻土过渡层与冻土层,细菌优势类群仅包括Actinobacteria一种类型。所有真菌序列均属于子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),分别占克隆序列总数的75.3%和24.7%;子囊菌以Cladosporium sp.和Pseudeurotium bakeri为主要的优势类群,担子菌以Dioszegia sp.为主要的优势类群,所占比例分别为35.5%、34.4%和22.6%;真菌在冻土活动层的优势类群只包括Pseudeurotium bakeri这一种类型,而在冻土过渡层与冻土层,真菌优势类群则包括Dioszegia sp.和Cladosporium sp.两类。【结论】该剖面在垂直剖面上古菌、细菌与真菌多样性较高,冻土活动层与冻土层之间群落组成差异明显。

Distribution and diversity of microbial community along a vertical permafrost profile, Qinghai-Tibetan Plateau