東祁連山高寒草地土壤細(xì)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(gè)灌叢樣地和三個(gè)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(shí)驗(yàn)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(yàn)方法，對(duì)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(jìn)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(xì)菌物種多樣性 通過(guò)對(duì)50種高寒草地土壤細(xì)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(xì)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(jìn)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(xì)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(jiǎn)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(xì)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(xì)菌菌株HX4

5、（Arthrobacter sp．），HX3（Sporosarcina sp．），NX3（Panenibacillus sp．），HY6（Brevibacillus sp．），HY1-1（Bacillus sp．），測(cè)定其運(yùn)動(dòng)性以及對(duì)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(yùn)動(dòng)性；5種細(xì)菌對(duì)硝酸鹽等無(wú)機(jī)氮、蛋白質(zhì)等有機(jī)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(xì)菌在生理特性及對(duì)物質(zhì)的代謝方面具有多樣性，從而間接表明其對(duì)草地土壤中的植物殘?bào)w或凋落物及動(dòng)物殘?bào)w的分解和利用具有一定的選擇性，同時(shí)也反映了微生物在草地物質(zhì)循環(huán)過(guò)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(yàn)中通過(guò)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(shí)間的延長(zhǎng)，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(shì)，在培養(yǎng)144h之前，灌叢>草地，培養(yǎng)至168h時(shí)，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(shí)間的延

8、長(zhǎng)，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?yàn)椋簳?huì)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