東川泥石流源區(qū)板巖表生細(xì)菌生物多樣性及可培養(yǎng)細(xì)菌促進(jìn)板巖風(fēng)化效應(yīng)的研究.pdf

1、東川泥石流源區(qū)板巖(slate)是一種淺變質(zhì)巖，具有板狀構(gòu)造，板巖的風(fēng)化作用能夠破壞巖體構(gòu)造。本文采集云南省昆明市東川區(qū)泥石流板巖與流通區(qū)樣品，采用Illumina Miseq高通量測序技術(shù)研究泥石流樣品中細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)與多樣性及其影響因素，同時利用可培養(yǎng)方法分離篩選細(xì)菌并研究其風(fēng)化板巖的能力，通過16S rDNA測序鑒定巖石風(fēng)化細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果不僅可以闡明泥石流源區(qū)和流通區(qū)不同樣品細(xì)菌種群多樣性及其關(guān)鍵影響因子，同時也可以豐富巖石

2、風(fēng)化細(xì)菌資源庫和基因庫并為巖石-細(xì)菌相互作用機(jī)制提供實驗依據(jù)。
　　Illumina Miseq高通量測序結(jié)果表明，源區(qū)E2樣品的OTU(OperationalTaxonomic Units)數(shù)目(585)＞流通區(qū)樣品F(277)＞源區(qū)樣品E3(232)＞源區(qū)樣品D2(158)，供試樣品的Chao和Ace指數(shù)說明的樣品細(xì)菌種群多樣性與OTU變化趨勢是相同的，E2樣品的Shannon指數(shù)值最大，Simpson指數(shù)值最小，說明該樣品的

3、細(xì)菌種群多樣性最高，D2樣品的Shannon指數(shù)值最小，Simpson指數(shù)值最大，說明該樣品的細(xì)菌種群多樣性是最低的，F(xiàn)樣品和E3樣品的種群多樣性次之。系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明，樣品中Firmicutes(68.90％)、Proteobacteria(12.67％)、Actinobacteria(11.08％)為優(yōu)勢菌門，樣品D2表生細(xì)菌種群中有11個優(yōu)勢的屬，E2樣品有23個優(yōu)勢的屬，E3樣品有12個優(yōu)勢屬，F(xiàn)樣品則有11個屬，共同的優(yōu)勢

4、屬為Lactococcus、 Arthrobacter、 Bacillus、Pseudomona、Carnobacterium、Lysinibacillus、Solibacillus、和Streptococcus共8個。Actinobacteria和Proteobacteria都與環(huán)境因子Fe、Ca呈顯著負(fù)相關(guān)，F(xiàn)irmicutes與Fe、Ca呈顯著正相關(guān)，與pH呈負(fù)相關(guān)。
　　從源區(qū)和流通區(qū)采集的樣品中分離得到302株細(xì)菌，通過

5、供試菌株對板巖的風(fēng)化試驗表明，對Fe、Si、Al、Ca四種元素都具有釋放效果的菌株有207株，占總測定菌數(shù)的68.54％,菌株的釋Ca能力比較強(qiáng)。將供試菌株的釋Ca能力按照高(＞800μM)、中（400-800μM）和低(＜400μM)風(fēng)化能力分為三個級別。在302株菌株中，高風(fēng)化能力菌株有238株(78.8％)，中風(fēng)化能力菌株有59株(19.5％)，低風(fēng)化能力菌株有5株(1.7％)。D2樣品的高風(fēng)化能力的菌株占60.5％，E2樣品中高

6、風(fēng)化能力占80.0％，E3樣品中高風(fēng)化能力菌株占90.7％，F(xiàn)樣品中高風(fēng)化能力的占88.3％。16S rDNA測序結(jié)果表明，巖石風(fēng)化細(xì)菌屬于Actinobacteria(60.9％)、Proteobacteria(16.2％)、Firmicutes(22.9％)等三個門，包含有Arthrobacter、 Pseudomonas、Bacillus、 Acinetobacter、 Rhizobium、 Terrabacter、Ensifer

7、、 Pantoea、Enterobacter、Sphingomonas、Staphylococcus、Microbacterium、Micrococcus共13個分類菌屬。其中四個樣品中共有的優(yōu)勢屬為Arthrobacter和Bacillus，D2樣品中特有的屬為Micrococcus，E2樣品中特有的屬為Pantoea、Enterobacter、Staphylococcus、Microbacterium。F樣品中特有的屬為Rhizob