冰川前沿土壤中細(xì)菌多樣性及其與土壤理化性質(zhì)關(guān)系研究.pdf

1、近一百多年來(lái)，世界上大多數(shù)的冰川開(kāi)始退縮，冰川退縮后暴露的原生裸地可供微生物、動(dòng)物和植物生長(zhǎng)。這樣就為研究生物進(jìn)化、生物化學(xué)風(fēng)化過(guò)程以及由冰磧物到土壤的轉(zhuǎn)化提供了一個(gè)獨(dú)特的環(huán)境。
　　 本文選取了扎當(dāng)冰川和天山1號(hào)冰川東支、西支前沿不同距離的土壤作為材料，應(yīng)用分離培養(yǎng)和DGGE技術(shù)研究了它們中的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和分布，分析和探討了細(xì)菌種類(lèi)的變化及其與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系，得出了以下主要結(jié)論：
　　 1.土壤的理化性質(zhì);

2、r>　　 扎當(dāng)冰川前沿土壤的理化性質(zhì)顯示，距冰川前沿距離與全C、全N含量以及含水量之間顯著正相關(guān)，土壤的pH值與距冰川前沿的距離之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性。扎當(dāng)冰川前沿土壤在裸露了20年后，土壤的C、N含量明顯增加，pH也下降為6.69，說(shuō)明微生物對(duì)土壤的改造需要一定的時(shí)間。
　　 天山1號(hào)冰川東支和西支前沿土壤的理化性質(zhì)與距冰川前沿距離之間不存在相關(guān)性，也沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)，土壤呈現(xiàn)明顯的堿性特征。
　　 不同冰川前沿土壤

3、具有的理化性質(zhì)存在差異，但是土壤中全C和全N的含量均很低。比較不同冰川前沿土壤的性質(zhì)變化發(fā)現(xiàn)，土壤的改造過(guò)程在短期內(nèi)沒(méi)有一定的規(guī)律可循，它是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，而且由于冰川所處地理位置的不同，土壤被改造的速度也存在差異。
　　 2.可培養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量;
　　 扎當(dāng)冰川前沿樣品中可培養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量介于105-106 CFU g-1，隨著土壤裸露時(shí)間的延長(zhǎng)，可培養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量具有增加的趨勢(shì)，但是在冰川前沿20m的土壤中可培養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量

4、降低，可能是由于部分來(lái)自冰川融水的細(xì)菌無(wú)法在冰川前沿的土壤中生存而被淘汰。
　　 1號(hào)冰川東支前沿土壤中可培養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量為104-106 CFU g-1，西支為103-105 CFU g-1。東支前沿距離與可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量之間正相關(guān)；在距離西支前沿90m的范圍內(nèi)，距離與可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量之間呈正相關(guān)?？膳囵B(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量在裸露了約20年的土壤中顯著升高，隨著裸露時(shí)間的繼續(xù)增加，可培養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量趨于穩(wěn)定甚至降低，這可能是受到土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含

5、量較低的限制。
　　 3.可培養(yǎng)細(xì)菌的種類(lèi);
　　 扎當(dāng)冰川前沿土壤中共恢復(fù)出的18個(gè)菌株屬于α、β、γ-Proteobacteria，CFB和Actinobacteria5個(gè)類(lèi)群的11個(gè)屬，α-Proteobacteria、CFB和Actinobacteria為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群。隨著距冰川前沿距離的增加，Actinobacteria菌群所占的比例逐漸增加，而CFB和β-Proteobacteria菌群則呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。這可能與

6、Actinobacteria適應(yīng)有機(jī)物豐富的土壤有關(guān)，而CFB菌群則對(duì)于低鹽、寒冷的環(huán)境有獨(dú)特的偏好。
　　 天山1號(hào)冰川東支前沿土壤中分離到的21個(gè)菌株分屬于α-Proteobacteria、β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria、CFB、Actinobacteria、Firmicutes六大類(lèi)的14個(gè)屬，西支前沿土壤中分離出這六大類(lèi)的9個(gè)屬。
　　 將分離到的菌株進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)，冰川前沿土壤

7、中的細(xì)菌來(lái)源廣泛，這是由于在風(fēng)和水的作用下，土壤、冰和大氣之間存在細(xì)胞循環(huán)。
　　 4.土壤細(xì)菌群落多樣性的DGGE分析;
　　 對(duì)DGGE圖譜中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性(Shannon指數(shù))的分析表明，土壤細(xì)菌的多樣性指數(shù)，扎當(dāng)冰川前沿＜1號(hào)冰川西支前沿＜1號(hào)冰川東支前沿，這可能是受到冰川所處的地理位置及人為因素的影響。
　　 扎當(dāng)冰川前沿土壤樣品共測(cè)得18條細(xì)菌序列，分屬于α-proteobacteria、β-pr

8、oteobacteria、γ-proteobacteria、CFB、Firmicutes、Cyanobacteria、Acidobacteria這七大類(lèi)群，其中豐度和多樣性最高的為β-proteobacteria類(lèi)群。扎當(dāng)冰川前沿的各個(gè)樣品之間細(xì)菌的菌群組成結(jié)構(gòu)相似，可能是采樣地點(diǎn)距離冰川前沿的距離變化較小的原因。
　　 天山1號(hào)冰川東支前沿的土壤樣品中共得到的23條序列在系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)上聚類(lèi)為α-proteobacteria、β-

9、proteobacteria、γ-proteobacteria、δ-proteobacteria、CFB、Firmicutes、Chlorobi、Acidobacteria這七大類(lèi)群。天山1號(hào)冰川西支前沿樣品中得到13條序列，屬于α-proteobacteria、β-proteobacteria、CFB、Nitrospira、Acidobacteria這五大類(lèi)群。不同距離的土壤中細(xì)菌結(jié)構(gòu)組成差異很大。
　　 β-proteoba