微生物的ARDRA检测

ARDRA（扩增性rDNA限制性酶切片段分析）是新发展起来的一项生物检测技术，可在原位下获取其有关生物性状。本文阐述了ARDRA技术的原理和方法，介绍了该技术在微生物多样性和系统发育研究中的应用，并对ARDRA技术的应用前景提出展望。     

青藏铁路可可西里区段沿线的夏季鸟类

2009年7～8月对青藏铁路沿线格拉段青海境内尤其是可可西里保护区段的夏季鸟类进行了调查.结合历史记录,该地区共计50种鸟类.其中留鸟29种,夏候鸟20种,迷鸟1种,国家一级保护动物3种,为黑颈鹤Grus nigricollis、胡兀鹫Gypaetus barbatus、金雕Aquila chrysaetos;国家二级保护动物7种,为猎隼Falco cherrug、燕隼F. subbuteo、红隼F. tinnunculus、游隼F. peregrinus、秃鹫Aegypius monachus、鸢Milvus migrans、大鵟Buteo hemilasius.铁路沿线的鸟类中,优势种为棕颈雪雀Montifringillla ruficollis和地山雀Pseudopodoces humilis,分别占发现总数量(349只)的23.2%和12.0%;常见种包括渡鸦Corvus corax(7.4%)、赤麻鸭Tadorna ferruginea(7.2%)、白斑翅雪雀M. nivalis(6.9%)、棕背雪雀M. blandfordi(6.3%)以及斑头雁Anser indicus(6.0%).     

应用ARDRA技术研究Frankia菌多样性

应用原核生物16SrDNA特异性引物rD1和fD1,对分自4个分类接种群的12株纯培养Frankia菌总DNA进行扩增,得到1条长约1500bp的扩增产物.选用2种内切酶HinfI,MspI对扩增产物进行酶切,得到稳定的酶切图谱.对图谱的分析结果表明,Frankia菌间存在极其丰富的遗传多样性.     

利用PLFA、CLPPs和ARDRA标记分析甲胺磷对土壤微生物群落的影响

利用磷脂脂肪酸(PLFA)、群落水平生理活性(CLPPs)和扩增核糖体DNA限制性分析(ARDRA)标记,综合评估低浓度和高浓度甲胺磷连续施用2和4 yr后对土壤微生物群落结构、功能和遗传多样性的影响。结果表明,甲胺磷胁迫使土壤微生物生物量减少而细菌(革兰氏阴性菌)数量增加,同时使微生物群落功能多样性下降而遗传多样性提高;处理2 yr后高浓度甲胺磷胁迫对微生物群落的影响较低浓度胁迫更为明显,处理4 yr后两个浓度胁迫则具有相似的显著影响,表明不同浓度甲胺磷的长期胁迫均能对微生物群落造成严重破坏。     

兰坪铅锌尾矿区豆科根瘤菌遗传多样性ARDRA分析

通过16S rDNA扩增产物限制性片段长度多态性分析(ARDRA),对兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌的遗传多样性进行了研究。采用限制性内切酶Hae Ⅲ、Hind Ⅲ、Hinf Ⅰ和Taq Ⅰ对16S rDNA扩增产物进行了酶切分型,根据ARDRA酶切图谱的不同,进行树状聚类。结果表明:49株根瘤菌在40%的相似水平上按氮含量不同及铅锌含量的采集地不同分别聚为OTU1、OTU2和OTU33个群,说明根瘤菌的遗传多样性及分布与土壤中的氮含量和铅锌含量有关。代表菌株的16S rDNA测序结果分析表明,它们在系统发育树上属于Rhizobium sp.、Sinorhizobium sp.和Bradyrhizobium sp.3个系统发育分支,进一步说明兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌多样性较丰富。     

应用DGGE技术分析青藏铁路沿线的土壤细菌种群多样性

选择青藏铁路沿线不同海拔高度的10个地点采集土壤样品,直接提取样品中的总DNA,以巢式PCR扩增细菌16S rDNA片段,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分离PCR扩增的16S rDNA片段,研究土壤细菌的种群多样性.结果表明,青藏铁路沿线高海拔地区具有较为丰富的细菌种群多样性,植被类型是影响青藏铁路沿线土壤细菌种群多样性的重要因素,也是影响土壤细菌种群结构相似性的重要因素,而海拔高度等是次要的影响因素;具有相似植被类型的土壤样品,其细菌种群多样性随海拔的升高而下降.     

中国东海海洋微生物种群多样性初步研究

以东海海洋微生物群落为研究对象,用稀释平板分离法,从海泥和海水中得到542株分离物。随机选取58株发酵培养,将所有发酵菌株的16S rDNA基因扩增,并用限制性内切酶HinfI对PCR产物进行ARDRA(Amplified rDNA restriction analysis)多态性分析,共得到16种不同的操作分类单元(Operational Taxonom ic Un it,OTU)。其中OTU5和OTU7所包含的菌株分别占总分离物的32.7%和19.0%,为优势分离物。优势分离物的ER IC-PCR基因组指纹图分析表明,前者的19株分离物共有12种不同的指纹图类型,而后者的11株分离物有4种。结果显示,东海海域的海水和底泥具有明显的微生物种群多样性特征。     

药用植物凤丹(Paeonia suffruticosa)根际土壤细菌群落16S rRNA基因的ARDRA分析

凤丹(Paeonia suffruticosa Andr.)为芍药科多年生植物,是一种重要的传统中药资源。在其生长发育的周期中与土壤微生物尤其是根际土壤微生物有密切的关系。通过构建16S rRNA基因克隆文库及文库的限制性片段长度多态性分析(ARDRA),对中国药用植物凤丹5大主要分布区域的根际土壤细菌群落多样性进行了研究。采用限制性内切酶HinfI和Csp6I对克隆文库中随机挑选的1000个白色克隆子进行了酶切分型,根据酶切图谱的不同,将其分为324个OTUs,并对38个优势OTUs进行了测序和系统发育分析。16S rRNA基因序列分析结果表明,凤丹根际土壤细菌种群主要包括:变形菌门(包括alpha、beta、gamma、detla亚门)、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门及厚壁菌门等11类细菌,此外还包含了3个未归类的细菌。变形菌门和酸杆菌门为文库中的主要菌群,分别占克隆总数的47.34%和14.36%,其中Pseudomonas sp.、Burkholderia sp.和Arthrobacter sp.为优势菌属。研究结果表明,我国药用植物凤丹5大主要分布区域的根际土壤细菌种群不仅具有丰富的多样性,还存在丰富的潜在新菌种。     

ARDRA对植物根瘤内共生放线菌Frankia多样性的研究

应用原核生物16SrDNA特异性引物rD1和fD1,通过ARDRA（amplified ribosomal DNA restriction analysis）法直接扩增自中国云南、东北地区赤杨属3种植物和沙棘属1种植物根瘤内FrankiaDNA,得到一长约1500bp的扩增产物,选用两种内切酶HaeⅢ、AfaⅠ联合对扩增产物进行酶切,得到稳定的酶切图谱,将所测48个感染赤杨的Frankia样本区分为3个不同的组,所测43个感染沙棘的Frankia样本区分为3个不同的组,显示根瘤内Frankia存在丰富的遗传多样性。     

西北黄土高原柠条种植区土壤微生物多样性分析

柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)是我国黄土高原区重要的饲用豆科灌木植物。为揭示土壤微生物与柠条种植之间的关系,采用未培养技术提取样品宏基因组DNA,分别构建柠条根表、根际和自然土16SrDNA文库,分析各文库微生物群落的变化。结果显示,随距离柠条根部渐远,微生物数量呈现递减趋势。聚类分析发现,变形杆菌纲是根表土壤区系中的优势微生物种群(70.3%),尤其存在大量α-Proteobacteria类的能诱使植物形成根瘤的根瘤菌和对植物有促生作用的γ-Proteobacteria类微生物;而在根际和自然土中,酸杆菌属(Acidobacteria)和古菌(Archaea)数量较多。柠条根际的多样性指数最高,而根表和自然土微生物类群具有较高的优势度,表现出从根表、根际植物相关微生物到自然土单一简单微生物类群的过渡。说明植物根系和土壤环境与微生物类群具有相互选择性。     

青藏铁路沿线温性草原区芨芨草(Achnatherum splendens)群落特征

芨芨草群落是青藏铁路沿线一类重要的温性草原植被类型,对青藏铁路两侧及其四周的水土保持起着非常重要的作用。对青藏铁路西格段海晏县附近的芨芨草草原的空间分布特征、物种丰富度和生物量等特征进行了分析。结果显示,研究地区芨芨草群落由芨芨草斑块和针茅斑块镶嵌而成,两类斑块的数量、大小和斑块间大小变化幅度等特征在空间上表现出一定的规律;芨芨草斑块大小在样线上所占的比例比针茅斑块为小,且有随远离铁路而减小的趋势,而物种丰富度则出现相反的变化趋势;芨芨草斑块的盖度和单位面积上地上生物量显著高于针茅斑块。斑块的大小和数量在一定程度上反应了芨芨草群落的退化状况。人为活动往往会加剧芨芨草群落的斑块片段化。针对芨芨草群落的特征和现状,建议加强对这些区域内人为活动的限制力度以减少对芨芨草群落的干扰。     

唐古拉山以北地区生态资产核算

生态系统核算可以为生态文明建设提供定量性的决策依据,包括生态资产核算和生态系统服务核算两个方面,生态资产指生产和提供生态系统产品和服务的生态系统。以唐古拉山以北地区(简称唐北地区)为研究对象对其生态资产进行了核算,建立生态资产实物量及变化核算表、损益表,提出了生态资产综合指数。2015年唐北地区草地生态资产面积为21800.01 km²,其中良级比重最高达68.46%,湿地生态资产面积为4763.01 km²,其中优级比例最高为59.72%,野生动植物共有138种,其中重点保护动物10种。2015年唐北地区生态资产综合指数为79.77,比2000年降低了3.60%。2000—2015年,湿地、草地生态资产分别增加了164.23、2.82 km²。2000—2015年湿地生态资产存量增加202.90 km²,其中由湿地恢复导致面积增加最大为200.50 km²,存量减少38.63 km²,其中湿地退化是导致存量减少的主要原因,面积为36.23 km^...     

基于视觉廊道的青藏铁路沿线旅游动态景观评价

青藏铁路作为一种重要的"线性"廊道,不仅起着重要的区域连接作用,促进着区域经济和社会发展,还具有旅游观光和体验的功能。基于游客视角对青藏铁路沿线10个自然景观段进行了青藏铁路沿线旅游动态景观评价研究。详细界定了铁路沿线动态景观评价的对象,构建了"游客眼"——青藏铁路沿线动态景观评价模型。动态景观评价是基于旅游列车在行进过程中以旅游者的眼睛感受到的景观质量高低——景观基底(包括地貌景观多样性、动植物点缀度、人文景观丰富度等),在列车行进过程中哪些景观能被游客捕捉到受到景观视域(包括相对坡度、景观在视域内出现几率、距离的远近等)的制约,哪些景观能被游客留下深刻印象要受到景观美感(包括色彩、奇异罕见景观、水体配置等)的影响。搭建了青藏铁路沿线旅游动态景观评价指标体系,青藏铁路沿线旅游动态景观评价指标体系包括沿线景观基底指标、景观视域评价指标和景观动态美感指标3个类指标和9个基础指标,动态景观评价指标的选择和权重确定主要采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP),动态景观评价主要是基于模糊综合评判方法。通过对青藏铁路沿线10个自然景观段的各指标量化打分以及计算,结果发现:青藏铁路沿线不同景观带给游客的感受差异很大,10个旅游景观段的景观质量从高到低排序为:念青唐古拉宽谷盆地高寒草原草甸景观段、昆仑高山荒漠与荒漠草原景观段、可可西里—长江源宽谷高寒草原景观段、唐古拉极高山高寒草甸景观段、青海湖盆地草甸草原景观段、怒江源宽谷高寒草甸景观段、拉萨河谷灌丛草原景观段、柴达木盆地东北亚高山荒漠草原景观段、湟水谷地温性草原景观段、柴达木盆地盐湖戈壁荒漠景观段。其中旅游动态景观质量极高的有1个,旅游动态景观质量较高的有6个,旅游动态景观质量一般的有2个,旅游动态景观质量低的有1个。客观评估青藏铁路沿线各景观段的景观,有助于游客预知和了解青藏铁路途中旅游景观质量,对于地方相关部门指导青藏铁路旅游业的发展和景观管理、打造、开发、决策提供了参考依据。     

青藏铁路沿线温性草原区芨芨草（Achnatherum splendens）群落特征

芨芨草群落是青藏铁路沿线一类重要的温性草原植被类型,对青藏铁路两侧及其四周的水土保持起着非常重要的作用。对青藏铁路西格段海晏县附近的芨芨草草原的空间分布特征、物种丰富度和生物量等特征进行了分析。结果显示,研究地区芨芨草群落由芨芨草斑块和针茅斑块镶嵌而成,两类斑块的数量、大小和斑块间大小变化幅度等特征在空间上表现出一定的规律;芨芨草斑块大小在样线上所占的比例比针茅斑块为小,且有随远离铁路而减小的趋势,而物种丰富度则出现相反的变化趋势;芨芨草斑块的盖度和单位面积上地上生物量显著高于针茅斑块。斑块的大小和数量在一定程度上反应了芨芨草群落的退化状况。人为活动往往会加剧芨芨草群落的斑块片段化。针对芨芨草群落的特征和现状,建议加强对这些区域内人为活动的限制力度以减少对芨芨草群落的干扰。     

海拔和坡向对唐古拉山土壤胞外酶活性的影响

土壤胞外酶够将大分子有机质分解成可以被微生物利用的小分子化合物,在土壤有机质分解与转化过程中起着重要的作用。因此,土壤中酶促反应往往成为陆地生态系统中土壤有机质分解的限速步骤。然而,土壤酶活性的地理分布格局,尤其是其随着不同海拔和坡向的分布特征和驱动机制,仍不明确。为探讨土壤胞外酶的空间分布特征及影响因素,我们沿海拔梯度（2980-5120 m）在青藏高原唐古拉山的南北坡选取了6个样点,测定了参与碳、氮、磷循环的6种水解酶的活性和土壤理化性质,并结合植被和气象数据进行分析。结果显示,随海拔梯度的升高,年均温度（MAT）、土壤碳氮比（C：N）降低,年均降水量（MAP）、紫外线辐射（UV）、归一化植被指数（NDVI）、土壤碳含量（TC）、土壤氮含量（TN）升高;南坡的MAP、UV、NDVI、TC、TN显著高于北坡,而C：N显著低于北坡。不同类型的土壤胞外酶对海拔和坡向的响应不同,碳获取酶α-葡萄糖苷酶（AG）、β-葡萄糖苷酶（BG）、β-木糖苷酶（BX）,以及氮获取酶N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性均随海拔梯度的升高而升高,且都在南坡显著高于北坡;磷获取酶酸性磷酸酶（AP）和氮获取酶亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性在不同海拔和坡向的分布上并没有显著差异。模型平均和相对重要性分析表明,NDVI、RB和TC是驱动碳获取酶（AG、BG、BX）活性随海拔梯度和坡向分布格局的主要因子;NDVI是驱动参与氮获取酶（NAG）活性变化的主要因子。我们的研究结果表明,不同海拔和坡向上植被和土壤特征的差异驱动了土壤胞外酶活性的空间分布,从而可能对碳循环和养分循环产生不同的影响,为预测土壤胞外酶的空间地理格局提供了科学依据。     

青藏铁路温性草原区铁路运营对啮齿动物群落结构的影响

以青藏铁路海晏段的温性草原区为研究地点,通过铗日法确定距离铁路不同距离的区域中啮齿动物的种群密度和群落结构,分析啮齿动物群落结构与植物群落结构之间的关系,探讨温性草原区铁路运营对啮齿动物群落结构的影响。结果表明,研究区域内所捕获的啮齿动物有甘肃鼠兔、五趾跳鼠、长尾仓鼠和灰仓鼠;从1984 年铁路投入运营以来,没有发现铁路运营带来新物种的入侵;啮齿动物的种群密度和群落结构在距离铁路不同距离的样带之间有明显的不同,在铁路路基附近的种群密度、物种数、多样性指数均明显高于距离铁路0.5 km和1 km的区域,而均匀性指数在路基附近最小;在距离铁路不同距离的区域中植物群落的特征没有明显差异,啮齿动物群落特征与植物群落特征之间没有明显的相关性。引起铁路路基附近啮齿动物种群密度、物种数、多样性指数偏高的原因可能是铁路修建与运营为啮齿动物提供了合适的生存环境与额外的食物资源。因此,铁路建设及运营对啮齿动物的群落结构有一定程度的影响。     

Clonal and genetic diversity of Carex moorcroftii on the Qinghai-Tibet plateau

Carex moorcroftii Falc. ex Boott is a rhizomatous clonal sedge dominating vast alpine steppe and meadow vegetations in the hinterland of the Qinghai-Tibet plateau. To reveal the genetic and clonal structure of this species, nine populations were investigated using ten inter-simple sequence repeat (ISSR) markers. As compared to other rhizomatous Carex species, C. moorcroftii had lower genetic diversity (H_s = 0.10) at population level and higher genetic differentiation (G_st = 0.66) and lower gene flow (N_m = 0.26) between populations. Clonal diversity in C. moorcroftii in terms of Simpson index (D = 0.65) was comparable to that in other clonal species while lower than that in Carex species from the arctic and subarctic areas. The ratio of clonal diversity to genetic variation in C. moorcroftii was closely correlated with latitude, enabling a speculation about the northern migration of this species on this plateau.     

青藏高原高寒草甸不同海拔梯度下土壤微生物群落碳代谢多样性

土壤微生物群落功能多样性对维持生态系统功能和稳定性具有非常重要的意义。为探究青藏高原高寒草甸不同海拔梯度下土壤微生物碳源利用差异以及影响机制,运用Biolog微平板技术,研究了西藏当雄县草原站4300—5100 m的6个不同海拔梯度下土壤微生物群落碳源代谢多样性。研究结果表明:(1)不同海拔下高寒草甸土壤微生物碳源的利用程度均随培养时间的延长而升高;微生物代谢活性和群落多样性指数均随海拔升高呈现先上升后下降的单峰变化趋势,整体表现4800 m4950 m4400 m4650 m5100 m4300 m;(2)主成分分析表明不同海拔显著影响了土壤微生物群落碳源代谢多样性,其中碳水化合物类、氨基酸类和胺类碳源是各海拔土壤微生物的偏好碳源;碳水化合物类、羧酸类、氨基酸类和胺类碳源的利用强度受海拔影响较大;(3)分类变异分析表明,土壤、植物和气候因素是影响不同海拔碳源利用变异的主要影响因子,可解释不同海拔的碳源利用差异的79.0%;排除环境因子之间的多重及交互作用,偏曼特尔检验表明土壤含水量、植被丰富度和年均降水量是影响不同海拔微生物碳源利用多样性的最重要的环境因子。综上,研究表明青藏高寒草甸不同海拔土壤微生物碳源代谢多样性呈现显著的海拔差异趋势,其海拔差异主要受到土壤含水量、植被丰富度和年均降水量的影响。