幾種生境土壤（鐵錳結(jié)核）中微生物多樣性的研究.pdf

1、土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量傳遞和元素地球化學(xué)循環(huán)重要參與者，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能起著至關(guān)重要的作用。由于土壤微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的重要地位，其在土壤中的多樣性分布與功能研究受到了廣泛的重視。但是由于土壤中微生物數(shù)量巨大，種類繁多，分布極廣，加之不同類型土壤在物質(zhì)組成、理化性質(zhì)及土壤微環(huán)境上的差異性，使得微生物在土壤中的多樣性分布及功能具有很大的不可預(yù)測(cè)性，人們對(duì)土壤中微生物多樣性和功能的了解還十分有限。
　　本研

2、究從水平和垂直尺度兩個(gè)方面研究了不同緯度及海拔條件下土壤中細(xì)菌和古菌的群落多樣性、分布情況及其影響因素。在水平尺度上，供試亞熱帶和溫帶地區(qū)四種典型土壤及鐵錳結(jié)核中細(xì)菌的豐度、多樣性及群落組成存在顯著差異，土壤中細(xì)菌豐度(1.15×108～6.67×1011)和多樣性(以shannon指數(shù)為例，為4.11～4.48)遠(yuǎn)高于鐵錳結(jié)核（2.08×105～4.90×105和2.36～3.80），與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)，與鐵錳氧化物含量呈負(fù)相關(guān)

3、。土壤中的細(xì)菌以酸桿菌為主，相對(duì)含量介于28.6％和51.6％之間，變形菌次之，相對(duì)含量介于17.7％和29.0％之間;鐵錳結(jié)核中細(xì)菌以變形菌為主，相對(duì)含量達(dá)到了62.8％～90.5％，而酸桿菌在鐵錳結(jié)核中的相對(duì)含量只有2％～10％。與土壤環(huán)境相比，鐵錳結(jié)核的寡營(yíng)養(yǎng)和高金屬氧化物含量的極端環(huán)境是導(dǎo)致這種差異的主要因素，說明了變形菌對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)以及棲息地環(huán)境的選擇作用對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的重要影響。在鐵錳結(jié)核中還檢測(cè)出很多與已知的

4、具有氧化還原鐵和錳能力的變形菌克隆子，它們?cè)阼F錳結(jié)核的形成過程中可能發(fā)揮著一定的作用。土壤中古菌的豐度(1.87×105～1.08×106)顯著高于鐵錳結(jié)核(3.59×102～4.17×103)，且不同類型土壤之間及鐵錳結(jié)核之間，古菌豐度差異并不明顯，古菌豐度與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)，與氧化鐵含量呈負(fù)相關(guān);同一樣地的土壤和鐵錳結(jié)核中古菌群落組成相似。這一分布特點(diǎn)不同于細(xì)菌在土壤和鐵錳結(jié)核中的分布情況，說明古菌比細(xì)菌更適應(yīng)像鐵錳結(jié)核這種金屬含

5、量很高并且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又很匱乏的極端環(huán)境。供試土壤中主要的古菌種群為奇古菌，相對(duì)含量介于73.9％和94.2％之間，棕壤、黃褐土和紅壤鐵錳結(jié)核中主要的古菌種群也為奇古菌，相對(duì)含量達(dá)到了80.9％～95.1％，與其對(duì)應(yīng)土壤相似，黃棕壤鐵錳結(jié)核中古菌群落組成與其它三種鐵錳結(jié)核差異顯著，主要古菌類群為廣古菌，相對(duì)含量為92.9％，這種差異可能與供試黃棕壤鐵錳結(jié)核在其形成過程中所處的水分環(huán)境與其它鐵錳結(jié)核不同有關(guān)。
　　本文在垂直尺度上，研究

6、了神農(nóng)架地區(qū)海拔560米到3093米8個(gè)海拔梯度山地土壤中細(xì)菌和古菌的多樣性及群落結(jié)構(gòu)分布特點(diǎn)，結(jié)果表明:細(xì)菌豐度隨海拔上升呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，古菌的豐度變化沒有明顯趨勢(shì)，土壤微生物多樣性沿海拔梯度的分布沒有明顯趨勢(shì)，并受土壤pH影響顯著。神農(nóng)架山地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)呈顯著地帶性差異，并受土壤pH顯著影響，主要細(xì)菌種群為變形菌和酸桿菌，相對(duì)含量達(dá)到57.6％～78.2％，其中酸桿菌相對(duì)含量為25.5％～53.3％，變形菌的相對(duì)含量為25

7、.0％～36.2％，主要古菌種群為奇古菌，相對(duì)含量達(dá)到59.8％～79.4％，廣古菌其次，相對(duì)含量也達(dá)到了16.8％～37.2％，不同類群微生物沿海拔梯度的分布格局不同，但都受到土壤pH的顯著影響，酸桿菌和海洋底棲生物類群MBGA(Marine Benthic Group A)的分布隨海拔升高呈先減后增的格局，β-和γ-變形菌的分布呈先增后減的單峰格局，其它種群在中高海拔地區(qū)隨海拔升高呈現(xiàn)單調(diào)遞減格局。有機(jī)質(zhì)、鐵鋁氧化物、含水率、銨態(tài)氮