西双版纳地区热带雨林土壤酸杆菌_Acidobacteria_群体结构和多样性分析
基于高通量测序的黑柄乳菇菌塘细菌多样性分析
基于高通量测序的黑柄乳菇菌塘细菌多样性分析作者：秦婉琳马永远李双燕伍燕来源：《南方农业·上》2022年第06期摘要乳菇系贵州食用菌“黔菌”品牌重点打造的项目之一。
黑柄乳菇（Lactarius gerardii）属于外生菌根菌，是一种美味的野生菌，市场价格不菲。
为了解野生黑柄乳菇的菌根生境，给下一步研发黑柄乳菇的人工栽培技术奠定一些基础，以黑柄乳菇菌塘土壤为研究对象，采用高通量测序技术，结合生物信息学对来自于黔西南州不同地区的5个菌塘土壤的细菌组成及丰度进行研究。
结果表明：黑柄乳菇菌塘菌群分属于9个门27个属，菌塘中主要门有变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门;主要属有伯克氏菌属、缓生根瘤菌属、Gp1、Gp2、Gp3、假单胞菌属和WPS-1 genera incertae sedis。
五个采集点菌塘中的菌群丰富，多样性指数水准高，但因各个菌塘生境不同使得每个菌塘的优势菌属丰度有差异。
关键词黑柄乳菇;菌塘;高通量测序;细菌;菌落多样性中图分类号：S646.1;S182 文献标志码：A DOI：10.19415/ki.1673-890x.2022.11.001黑柄乳菇（Lactarius gerardii）又名茅草菌，隶属伞菌目（Agaricales）红菇科（Russulaceae）乳菇属（Lactarius），菌盖和菌柄呈黑褐色，菌褶白色延伸至菌柄，菌肉白色、质脆，受伤后会溢出白色乳浆，因此又叫黑盖奶浆菌;夏季多生长在针阔混交林地上，是一种美味的野生菌[1]。
图1（参见封三）为野生黑柄乳菇子实体，采集地点为兴义市万屯镇云屯生态公园松林下。
乳菇属在贵州比较常见，例如松乳菇（紫花菌）、多汁乳菇、红汁乳菇、靓丽乳菇等[2-3]。
近年研究表明，通过人工合成松乳菇菌体并接种到天然马尾松林下，能得到松乳菇子实体[4-9]。
松乳菇营养丰富，含多种氨基酸和微量元素，具有增强机体免疫力、抗氧化和抗肿瘤等生物活性[10-15]，松乳菇的栽培成功对开发利用黔西南地区的黑柄乳菇具有参考价值。
西双版纳人工雨林群落结构及其林下降雨侵蚀力特征
西双版纳人工雨林群落结构及其林下降雨侵蚀力特征邓云;唐炎林;曹敏;张一平;刘文杰;邓晓保;李玉武;张文富【摘要】通过与本地典型的橡胶林和季节雨林进行对比,研究了在橡胶林基础上抚育、恢复而来的人工雨林群落结构及林下降雨侵蚀力特征.通过16a的抚育管理,人工雨林Shannon-Wiener多样性指数达到3.652,接近当地季节雨林的一般情况.对6a的降雨侵蚀力计算发现,人工雨林7月林内降雨侵蚀力达962.2 MJ mm hm-2 h-1 a-1,对旷地降雨侵蚀力的削减量是橡胶林的2.08倍.人工雨林初步重现了类似热带自然雨林的群落结构和叶面积指数特征,能够有效对削减降雨侵蚀力,这有利于林内水土保持和进一步的植被恢复.因此,人工雨林的抚育、恢复模式是热带退化山地地区植被恢复与重建的一条较为可行的途径.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2012(032)024【总页数】8页(P7836-7843)【关键词】人工雨林;群落结构;降雨侵蚀力;植被恢复【作者】邓云;唐炎林;曹敏;张一平;刘文杰;邓晓保;李玉武;张文富【作者单位】中国科学院西双版纳热带植物园,勐腊666303;中国科学院西双版纳热带植物园,勐腊666303;中国科学院西双版纳热带植物园,勐腊666303;中国科学院西双版纳热带植物园,勐腊666303;中国科学院西双版纳热带植物园,勐腊666303;中国科学院西双版纳热带植物园,勐腊666303;中国科学院西双版纳热带植物园,勐腊666303;中国科学院北京研究生院,北京100049;中国科学院西双版纳热带植物园,勐腊666303【正文语种】中文自20世纪60年代开始，出于对橡胶资源的迫切需要，我国在西双版纳地区进行了大规模的橡胶种植工作。
1976—2007年间，西双版纳地区土地利用/覆盖变化剧烈，有林地面积大幅减少，覆盖率从69．0%减少到43．6%;橡胶园覆盖率则从1．3%增加到11．8%［1］，森林覆盖率和森林结构变化已成为导致本地气候变化的主要原因［2］，由于森林结构变化，森林对气候、土壤的调控作用也随之改变。
土壤中微生物的多样性分析
土壤中微生物的多样性分析土壤是一个非常复杂的生态系统，其中生物量和生物多样性非常丰富。
空气、水、土壤和微生物都是土地生态系统中最重要的组成部分。
其中，微生物在土壤中起着重要的作用，包括土壤形成、养分循环、腐殖质分解等等。
因此，分析土壤中微生物的多样性非常重要，可以帮助我们更好的理解土壤生态系统的复杂性。
土壤微生物生态系统的构成首先，我们需要了解什么是土壤微生物及其生态系统。
土壤微生物，也称土壤生物，指生活在土壤中并完全或部分地依赖于土壤生长的微生物，主要包括细菌、真菌、放线菌和古菌等。
在土壤微生物生态系统中，细菌数量最多，占土壤微生物总量的70%以上，其次为真菌和放线菌。
不同的土壤微生物之间有着复杂的关系，形成了独特的生态系统。
土壤微生物生态系统的功能土壤微生物生态系统不仅具有分解有机物、养分循环、生产植物激素等基本功能，同时还和植物紧密关联。
土壤微生物可以为植物提供有机氮、有机磷、铁、锌等元素，还可以增强植物对病原菌的防御能力，提高植物的生长速度和产出量。
土壤微生物多样性的重要性土壤微生物多样性是土壤生态系统稳定性、农业生产和生态环境的关键因素。
根据研究数据表明，土壤微生物多样性与土壤疏松度、养分循环、植物生产力和土壤生态系统健康有着密切的联系。
因此，分析土壤微生物的多样性有助于更好地保护土壤生态系统和生物多样性。
土壤微生物多样性的分析方法目前，分析土壤微生物多样性的方法有很多。
主要包括：1. PCR-DGGE：PCR-DGGE技术是一种分子生物学方法，通过将微生物DNA进行PCR扩增，然后将其分离出来，利用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离，通过读取凝胶DNA电泳条带，可以分析土壤微生物间的关系。
2. 16S/18S rDNA测序：16S/18S rDNA测序技术可以定量和描述微生物群落，该技术基于DNA序列直接分析的原理，通过对微生物DNA进行PCR扩增，然后对其进行测序，可以更精确地分析土壤微生物的多样性。
《荒漠植被土壤细菌群落结构与多样性研究》范文
《荒漠植被土壤细菌群落结构与多样性研究》篇一一、引言荒漠生态系统是地球上最脆弱的生态系统之一，其独特的地理和气候条件使得该区域的植被和土壤生态具有独特的特征。
近年来，随着环境科学和生态学研究的深入，荒漠植被土壤细菌群落结构与多样性的研究逐渐成为了一个重要的研究方向。
本文旨在探讨荒漠植被土壤中细菌群落的结构特征及其多样性，以期为荒漠生态系统的保护和恢复提供理论依据。
二、研究区域与方法本研究选取了我国某典型荒漠区域作为研究对象，通过采集该区域不同植被覆盖度的土壤样本，运用分子生物学、生物信息学等手段，对土壤中的细菌群落结构与多样性进行研究。
（一）研究区域概况研究区域位于我国西北地区，属于典型的荒漠生态系统。
该区域气候干燥，降雨稀少，植被覆盖度低，土壤贫瘠。
（二）研究方法1. 土壤样本采集：在研究区域内，按照不同植被覆盖度设置采样点，采集土壤样本。
2. 细菌DNA提取与测序：运用分子生物学技术提取土壤样本中的细菌DNA，进行高通量测序。
3. 数据处理与分析：通过生物信息学手段对测序数据进行处理和分析，包括序列比对、OTU聚类、物种注释、群落结构分析、多样性指数计算等。
三、结果与分析（一）细菌群落结构特征通过对测序数据的分析，我们发现荒漠植被土壤中的细菌群落主要由门类、纲、属等多个分类层次的微生物组成。
其中，门类水平上，放线菌门、厚壁菌门、变形菌门等为主要优势菌群。
不同植被覆盖度的土壤中，细菌群落结构存在一定差异，但总体上呈现出一定的规律性。
（二）细菌群落多样性通过对多样性指数的计算，我们发现荒漠植被土壤中的细菌群落具有较高的多样性。
不同植被覆盖度的土壤中，细菌群落的多样性存在差异，但整体上呈现出随着植被覆盖度的增加，细菌群落多样性也呈现增加的趋势。
这表明植被的生长发育对土壤中细菌群落的多样性具有一定的促进作用。
（三）环境因子对细菌群落的影响通过相关性分析，我们发现土壤中的pH值、有机质含量、盐分含量等环境因子对细菌群落的结构与多样性具有一定的影响。
中国热带土壤酸碱性
中国热带土壤分布特征及影响因素
分布特征：中国热带土壤呈酸性至强酸性，土壤类型为砖红壤，分布在我国海南岛，雷州半岛，西双版纳和台湾岛南部，大致位于北纬22°以南地区。
影响因素：热带季风气候，年平均气温为23~26℃，年平均降水为1600~2000mm，植被为热带雨林。
风化淋溶作用强烈，热带季风地区温度高降水量大，矿物风化速度加
快，淋溶作用加强，另外热带雨林环境条件气候温和湿润，排水良好，淋溶作用
明显。
易溶性无机养分大量流失，铁丶铝残留在土中，颜色发红。
土层深厚，质
地黏重，肥力差，呈酸性至强酸性
淋溶作用：是指土壤物质中可溶性或悬浮性化合物(黏粒、有机质、易溶盐、碳酸盐和铁铝氧化物等）在渗漏水的作用下由土壤上部向下部迁移，或发生侧向迁移的一种土壤发生过程。
土壤中普遍存在这一过程，淋溶作用包括淋洗作用、螯合淋溶作用和机械淋移作用等。
在淋溶过程中，土壤物质可能会经过溶解、化学溶提、螯合和机械淋移等作用。
淋溶作用导致土壤上部的物质流失和淋溶层的形成。
从土壤剖面上层向下层淋溶的土壤物质往往在下层淀积下来，形成各类淀积层。
淋洗作用还会造成某些土壤物质随地下水等从土壤剖面中完全流失。
不同恢复阶段热带森林土壤nirS型反硝化微生物群落结构及多样性特征
土壤微生物的反硝化过程是 Ｎ ２ Ｏ 排放的主要来源之一，由其主导的反硝化过程对全球温室效应及 Ｎ 循
环具有重要贡献 ［１］ 。 土壤反硝化是硝酸盐或亚硝酸盐在土壤酶的作用下，被还原生成含氮气体（ ＮＯ、Ｎ ２ Ｏ 或
Ｎ ２ ） 的地下微生物学过程。 其中，亚硝酸盐还原酶（ Ｎｉｔｒｉｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ，Ｎｉｒ） 具有催化 ＮＯ －２ 还原生成 Ｎ ２ Ｏ 等气体
ａｂｕｎｄａｎｃｅ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｏｆｌｅｘｉ ａｎｄ Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓ ａｎｄ
Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｈａｄ ａｎ ｏｐｐｏｓｉｔｅ ｔｅｎｄｅｎｃｙ． Ｔｈｅ ｇｅｎｕｓ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｎｉｒＳ⁃ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｉｎ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ｗａｓ ｒａｎｋｅｄ
关键词：ｎｉｒＳ 基因；反硝化细菌；微生物多样性； 热带森林
Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｎｉｒＳ⁃ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ａｃｒｏｓｓ ｔｈｒｅｅ
ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ Ｘｉｓｈｕａｎｇｂａｎｎａ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ
基金项目：国家自然科学基金项目（３２０６０２８１，３１６６０１９１） ；国家林业局“ ９４８” 项目（ ２０１５⁃４⁃３９） ；云南省全球变化生态学研究生导师团队建设项
目；云南省高校优势特色重点学科（０５０００５１１３１１）
收稿日期：２０２０⁃ ０４⁃ １７； 网络出版日期：２０２０⁃ １１⁃ ２７
西双版纳热带雨林优势植物假海桐的花气味及传粉昆虫多样性
多样性保护的优先区域.在西双版纳热带雨林中,假 海
桐(
Pi
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ops
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i)种群数量 巨 大,是 林 下 层 乔 木
优 势树种,在 ２０hm２ 的热带雨林动态监测样地中,假海
桐重要值 排 名 第 二,影 响 着 群 落 组 分 和 周 围 生 境 的 变
基金项目:中国科学院 １３５ 项目(编号:
２０１７XTBG－F０１)
作者简介:王朝雅(
１９９３—),女,硕士研究生,研究方向为进化生态学.
通讯作者:彭艳琼(
１９７４—),女,研究员,研究方向为进化生态学.
１
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２．
摘要:指出了假海桐(
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i)是西双版纳热带 雨 林 林 下 的 优 势 植 物,为 探 讨 其 花 气 味 及 传 粉
昆虫多样性,针 对 其 开 花 特 性、花 气 味 及 访 花 昆 虫 进 行 了 相 关 研 究.结 果 表 明:假 海 桐 开 花 早,种 群 内 花 期
持续时间长,主要集中在 ２~３ 月 份,单 花 期 ３~４d,单 株 盛 花 期 ８~１０d. 访 花 昆 虫 ５４ 种,大 蜜 蜂 (
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a)是最为优势的传粉昆虫.鉴定出花气味的 １３ 种化合物,主要 由 萜 类、脂 肪 酸 衍 生 物 和 芳 香 族 化 合
酸雨对土壤微生物多样性的影响
酸雨对土壤微生物多样性的影响一、前言酸雨是指大气中的二氧化硫、氮氧化物、氨和一氧化碳等物质与水蒸气结合形成的酸性降水，一直以来都是环境保护的重要话题。
随着人类工业化、城市化的不断加剧，酸雨问题也日益严重化，对环境和人类健康造成了严重威胁。
而土壤微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，是保持土壤生态平衡的基础，酸雨给土壤微生物的生存和多样性造成了一定的影响。
二、酸雨对土壤微生物多样性的影响1. 酸雨对土壤微生物数量的影响酸雨不仅会导致土壤酸化，而且会影响土壤微生物生存环境，从而对土壤微生物数量产生影响。
研究表明，酸雨处理后，土壤微生物总量、细菌量、真菌量、放线菌量等均会出现不同程度的下降。
其中，土壤细菌数量下降的幅度较大。
而真菌数量受酸雨的影响相对较小。
2. 酸雨对土壤微生物多样性的影响酸雨的酸度会影响土壤微生物群落的组成和多样性，尤其是土壤中的一些酸性菌株的数量会受到很大的影响。
同时，酸雨对土壤中的一些单细胞微生物，如铁细菌、硝化细菌以及几丁质分解细菌的生存和繁殖也会有很大影响，从而导致了土壤微生物的多样性降低。
3. 影响机制分析酸雨导致的环境酸化会影响土壤pH，抑制土壤中的微生物生长和代谢，从而降低了土壤微生物多样性。
在酸雨环境下，土壤中可溶性氧气含量下降，这可能会导致土壤微生物数量的下降。
同时，酸雨造成的矿物质反应过程可能会导致土壤中的氮、磷等无机营养物质含量下降，影响土壤微生物的生长和繁殖。
三、酸雨治理对土壤微生物多样性的启示为了改善土壤酸化和提高土壤微生物的多样性，应采取一系列酸雨治理措施。
其中，加强大气污染治理、减少二氧化碳排放、控制化肥的使用量等都是非常重要的手段。
此外，加强土壤管理也是保护土壤微生物多样性的关键。
比如说合理施肥、加强有机质的管理、保护优质土壤等都是可以有效改善土壤微生物生存环境的。
另外，通过生态修复、植被恢复等手段来改善环境，进而提高土壤微生物多样性也是非常重要的。
四、结论酸雨作为一种环境污染问题，对土壤微生物多样性造成了消极的影响。
环境酸碱度对土壤微生物多样性影响评估案例分析
环境酸碱度对土壤微生物多样性影响评估案例分析近年来，全球环境问题引起了广泛关注。
其中，土壤污染和生态破坏直接影响着农业生产和生态系统的健康。
土壤微生物多样性作为土壤生态系统中不可忽视的部分，对土壤质量和植物生长具有重要影响。
本文将以环境酸碱度对土壤微生物多样性的影响评估为案例进行分析，探讨不同环境条件下土壤微生物多样性的变化。
一、环境酸碱度对土壤微生物多样性的影响机制土壤酸碱度是指土壤中溶液的酸性或碱性程度，通常由pH值来表示。
土壤酸碱度的变化可以直接影响土壤中的微生物群落结构、生物活性和功能。
具体来说，酸性土壤中的微生物多样性较低，微生物数量减少，而碱性土壤则会导致某些微生物菌株的生长抑制。
环境酸碱度对土壤微生物多样性的影响机制主要包括以下几个方面：1. pH值影响微生物酶活性：不同pH值下，微生物产生的酶活性存在差异。
酶活性的变化会直接影响微生物的生长和代谢能力。
2. 酸碱度改变土壤理化性质：酸性土壤中释放出的氢离子容易与微生物结合，影响微生物的生存环境；而碱性土壤中则会使一些微生物菌株的酶活性受到抑制。
3. 急速变化的酸碱度会破坏土壤微生物群落的稳定性：一些偏好酸性生境的微生物菌株可能无法适应碱性环境的变化，导致微生物多样性的减少。
二、环境酸碱度影响土壤微生物多样性的实证研究为了更好地理解环境酸碱度对土壤微生物多样性的影响，许多研究进行了实证分析。
以下是其中几个典型案例：1. 天然林土壤微生物多样性变化研究：一项针对中国天然次生林土壤微生物多样性的研究发现，酸碱度是影响土壤微生物多样性的重要因素之一。
研究结果表明，中性到微碱性土壤中的微生物多样性最高，而极酸性和极碱性土壤中的微生物多样性较低。
2. 农耕土壤酸化与农药应用对微生物多样性的影响：一项研究调查了农耕土壤酸化和农药应用对土壤微生物多样性的影响。
研究发现，较低的pH值和农药应用会显著减少土壤中的微生物多样性，尤其是酸性条件下对微生物多样性的抑制作用更为明显。
土壤微生物群落结构与多样性的影响因素研究
土壤微生物群落结构与多样性的影响因素研究随着人类的经济发展和城市化进程不断加快，土地的利用率不断提升，各种化学和物理的改造、污染和破坏也越来越严重。
而土壤微生物则是土壤生态系统中的重要组成部分，对土壤的生态功能、生物多样性和可持续经济发展等方面起着至关重要的作用。
因此，近年来，研究土壤微生物群落结构和多样性的影响因素已经成为了该领域的研究重点。
土壤微生物群落是由大量不同种群（如细菌、真菌、放线菌和原生动物等）组成的微生物群体。
群落结构的不同特征可以用于了解土壤生态系统的生态功能和土地利用方式的影响。
通过研究土壤微生物群落的结构和多样性，可以揭示土地利用、污染和改造对土壤生态系统的影响，为土地管理和保护提供科学依据。
土壤理化性质是影响土壤微生物群落结构的最重要因素之一。
土壤pH是影响微生物活动的重要因素之一。
不同的微生物对pH变化的响应不同，而土壤的pH对土壤微生物群落结构的影响最为突出。
其中，酸性土壤有利于硝化细菌的生长而不利于霉菌的生长，而碱性土壤对革兰氏阳性和放线菌类细菌的生长有十分明显的压制作用。
此外，土壤的有机质含量也是影响微生物群落的一个重要因素。
有机质含量越高，可以提供更多的营养物质和水分，从而有利于微生物的生长，促进土壤微生物群落的生态系统功能和生物多样性。
除了理化性质，土地利用方式也是影响土壤微生物群落结构和多样性的重要因素。
不同的土地利用方式会对群落的组成和丰度产生显著的影响。
研究表明，农田、林地和草地等不同的土地利用方式对微生物群落的影响较大。
其中，农田土壤中细菌的丰度较高，而真菌和原生动物的丰度则较低。
而林地土壤中真菌和原生动物的丰度则较高，而细菌的丰度相对较低。
这说明，不同的土地利用方式对于土壤微生物群落结构和多样性的影响存在很大的差异。
除了上述因素外，季节、气候、土壤水分和其他环境因素也会对土壤微生物群落结构产生一定的影响。
例如，季节变化对土壤微生物群落的影响非常明显。
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基金项目：国家自然科学基金资助项目(No. 30800735); 福建省自然科学基金资助项目(No. 2008F3036, 2009J06014) * 通讯作者：Tel: 86-591-22868212; : ianby@
收稿日期：2009-09-18; 接受日期：2009-11tbcn
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微生物学通报
2010, Vol.37, No.1
划线至新的 LB 氨苄平板。采用载体引物 M13RV-P (5′-GGAAACAGCTATGACCATGATTAC-3′)和 M1320(5′-CGACGTTGTAAAACGACGGCCAGT-3′)进 行 菌落 PCR, 验证阳性克隆。取 8 µL PCR 产物作为模 板, 用限制性内切酶 Hspa I、Msp I 和 Hae III 37°C 酶切, 消化产物以 3%琼脂糖凝胶电泳分析限制性 酶切带型。将不同的克隆根据这 3 组酶的酶切带型 的结果进行归类。将具有不同谱覆 盖 率 (Coverage)并 进 行 多 样 性 分 析 , 多样性指数 包括带型、 克隆数、Shannon 指数及 Evenness 指数[11], 覆盖率计算公式为 Coverage = [1 − (带型仅出现 1 次的克隆子数/总克隆数)] × 100%[12]。 1.6 16S rRNA 基因序列的比较及系统发育树的 构建
(Engineering Research Center of Industrial Microbiology, Ministry of Education, College of Life Sciences, and Engineering Research Center of Fujian Modern Fermentation Technology, Fujian Normal University, Fuzhou, Fujian 350108, China)
微生物学通报
Microbiology China
tongbao@
研究报告
JAN 20, 2010, 37(1): 24−29 © 2010 by Institute of Microbiology, CAS
西双版纳地区热带雨林土壤酸杆菌
(Acidobacteria)群体结构和多样性分析
酸 杆 菌 门 (Acidobacteria) 是 新 近 基 于 分 子 生 态 学研究划分的新细菌类群, 可以分为 8 个不同的大 类群 Gp1-8, 大多为嗜酸菌, 目前对它们的了解还 很少。已有的研究表明酸杆菌广泛存在于自然界的 各种环境中, 约占土壤细菌类群的 5%−46%[1], 但也 有研究表明酸杆菌门在一些土壤菌群结构中的比例 超过了 50%, 如 Sang-Hoon Lee[2]对栗子树根系周围 的土壤样品的菌群结构分析表明酸杆菌门所占比例 高达 65%。酸杆菌是土壤菌群结构的一大重要类群, 不但在根系和自然土壤中分布广泛, 而且其比例仅 次于、甚至超过变形菌, 说明酸杆菌在自然环境中 必然有其特定的生态功能[3−4]。截止到目前, RDP-II 数据库中已有 3000 多条代表性的酸杆菌 16S rRNA 基因序列公布, 这些序列所代表的酸杆菌大多为未 知不可培养细菌, 仅有少数得到纯培养[5−6]。目前已 分离培养并被《伯杰氏系统细菌学手册》确认的酸 杆菌种仅有 7 种, 包括 Acidobacterium、Geothrix、 Holophaga 以 及 新 近 报 道 的 Edaphobacter aggregans、Edaphobacter modestus、Chloracidobacterium thermophilum 和 Terriglobus roseus[2]。国内基于酸杆 菌门的研究很少, 虽然也有报道从不同的环境样品 中鉴定出酸杆菌门细菌[7], 但尚没有酸杆菌的专门 研究报告。
王春香等: 西双版纳地区热带雨林土壤酸杆菌(Acidobacteria)群体结构和多样性分析
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study discovered the high diversity of Acidobacteria populations distributed in the soil ecosystems to adapt their specific environments. Keywords: Tropical forest, Red soil, Acidobacteria, RFLP analysis, Ecologically diverse
1 材料与方法
1.1 样品采集与处理 土样采集于中国科学院西双版纳热带植物园,
该地区属西南热带季风气候, 年降水量为 1600 mm 左右, 年平均气温为 21.4°C−22.6°C。土壤是由白垩 系砂岩发育而成的砖红壤。取样地内设 3 个取样位 点, BN-15 的采样地表有 2 cm−3 cm 厚的枯枝落叶层, BN-16 土样采于林间空地, BN-25 为树木根际区土 壤。分别采取 5 cm−8 cm 土层的土样 0.5−1.0 kg, 置 于塑料袋中, 带回实验室后于 4°C 保存, 在 1 个月内 处理分析。土壤浸出液酶活(木聚糖酶和纤维素酶) 的测定采用 3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS 法)[10]。 酶活单位的定义: 在本测定条件下, 每分钟水解底 物产生 1 µg 还原糖(以木糖或葡萄糖计), 所需酶量 定义为 1 个酶活力单位(U)。 1.2 主要试剂和仪器
Distribution and Diversity of Acidobacteria in Tropical Rain Forest Soil of Xishuangbanna
WANG Chun-Xiang TIAN Bao-Yu LV Rui-Rui LIN Wei-Ling XU Yan HUANG Qin-Geng HUANG Jian-Zhong*
王春香 田宝玉 吕睿瑞 林伟铃 徐燕 黄钦耿 黄建忠*
(福建师范大学工业微生物教育部工程研究中心 生命科学学院 福建省现代发酵技术工程研究中心 福建 福州 350108)
摘 要: 酸杆菌(Acidobacteria)广泛存在于自然界, 在许多生态系统中发挥重要作用。本文以西双版 纳热带森林的土壤为研究对象, 提取土壤的总基因组 DNA 为模板, 采用特异引物扩增酸杆菌 16S rRNA 基因, 构建对随 机克隆进行筛选、测序, 对该生态环境下酸杆菌菌群种类和组成进行了系统发育分析。结果表明该 地区热带森林土壤的酸杆菌有 5 个类群: 分别为 Gp1、Gp2、Gp3、Gp5 和 1 个未知分类的酸杆菌种。 其中 Gp1 是该土壤环境下酸杆菌门的绝对优势菌群, 约占整个酸杆菌群的 50%−80%, 其次是 Gp2, 占 12%−25%, 不同采样点酸杆菌类群的分布趋势是一致的。研究表明西双版纳热带森林土壤中的酸 杆菌类群具有适应其土壤环境的广泛的多样性。 关键词: 热带森林, 红壤, 酸杆菌, RFLP 分析, 生态多样性
测序结果为自 1492R 一端起至少 750 bp 的 DNA 序列。所测序列经 CHECK-CHIMERA 程序进 行嵌合序列鉴定以除去嵌合序列。将克隆对应的每 一个谱型的 16S rRNA 基因序列与 GenBank 和 RDP 数据库中的已知序列进行 BLAST 比较, 鉴定与克隆 序列亲缘关系最近的种属。并从数据库获得相关种 属的 16S rRNA 基因序列, 采用 Clustal X1.83 进行多 序列比对[13]。亲缘距离的计算和系统发育树的构建 分别采用 MEGA(version 4.0)软件包[14]中的 Kimura two-parameter 矩阵模型[15]和 Neighbor-joining 法[16], 设自展值为 1000 次, 构建系统发育树。本研究中得 到的非嵌合 16S rRNA 基因序列已提交到 GenBank 核 酸 数 据 库 , 序 列 号 为 FJ870595-FJ870660 、 GQ889417-GQ889421。
西双版纳是我国热带雨林面积最大、生物多样 性最丰富的地区, 季节雨林是西双版纳热带雨林的 代表类型之一。在雨林森林生态系统中, 微生物对 环境中植物多糖如木质纤维素、淀粉和蛋白质等 C、 N 源的快速分解、能量的快速流动起着重要的作 用 [8]。该地 区土壤主要 是由白垩系砂岩发育而 成的 偏酸性的砖红壤, 黄钦耿等人在 2008 年的研究表明, 酸杆菌也是该类型土壤的一个重要的微生物类群[9]。 因此, 本研究以云南省西双版纳地区的雨林土壤出 发, 采用基于 16S rRNA 基因的分子生态学手段分 析该环境下酸杆菌门菌群结构和分布多样性, 为进 一步阐释酸杆菌在土壤中的生态功能、深入理解微 生物在雨林生态系统的物质循环与能量流动中发挥 作用奠定基础。