五台山亚高山土壤真菌海拔分布格局与构建机制

生物多样性的海拔分布格局与维持机制是生物多样性与生态系统功能研究的热点领域。尽管微生物驱动着地球上许多重要的生物地球化学循环,但与大型生物体相比,对微生物多样性海拔梯度分布格局知之甚少。运用Illumina Miseq高通量测序技术,全面分析了五台山亚高山生态系统(海拔2000—3058 m范围内)土壤真菌群落组成和多样性变化特征。结果表明,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、接合菌门(Zygomycota)、壶菌门(Chytridimycota)为主要的优势菌门。非度量多维尺度分析(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)表明真菌群落组成和结构在海拔梯度上存在显著的差异(P<0.05)。典范对应分析(CCA)显示pH、植物丰富度、总碳含量与土壤真菌群落结构存在显著相关性(P<0.05)。局域海拔尺度上,土壤真菌多样性与植物多样性(α和β多样性)呈显著正相关关系(P<0.05)。方差分解分析(VPA)和偏Mantel分析表明土壤真菌群落构建过程中,环境因子和空间变量都起作用,并且环境因子占绝对的优势。土壤真菌群落之间的Bray⁃Curtis距离与海拔距离呈显著正相关关系(P<0.05),说明环境选择是亚高山土壤真菌海拔分布格局的决定因素。总之,五台山亚高山沿海拔梯度土壤真菌群落结构和多样性产生明显的变化,群落构建主要由确定性过程和随机过程驱动,但确定性过程占主导地位。土壤pH、植物丰富度、总碳含量是影响土壤真菌群落结构的重要因素。

华北落叶松树皮表面细菌群落多样性及其分布格局

附生在树皮表面的微生物,对于宿主植物的健康和环境适应性发挥重要作用,树皮微生境中微生物群落结构和多样性及其维持机制有待关注。【目的】本文对庞泉沟自然保护区不同海拔梯度的华北落叶松树干的背阴面与向阳面的树皮表面细菌群落的分布特征和适应机制进行了研究。【方法】通过PCR-DGGE和高通量测序技术研究细菌群落特征,对树皮表面细菌群落的空间分布特征进行了非度量多维尺度(NMDS)排序分析,通过冗余分析(RDA)研究细菌群落与树皮表面理化性质的关系,单因素方差分析(One-way ANOVA)比较树皮背阴面与向阳面细菌群落组成,基于零偏差分析研究背阴面与向阳面细菌群落构建的驱动因素。【结果】不同海拔梯度间的细菌群落结构有显著性差异(ANOSIM;P<0.05),树皮表面的微环境因子p H和总碳(TC)与群落结构显著相关(P<0.05);向阳面树皮表面的光合自养型细菌(隶属于蓝细菌门的未命名的目)的相对丰度显著高于背阴面,而根瘤菌目的相对丰度呈相反的趋势,光照可能是引起细菌群落结构发生变化的驱动因子;零偏差分析结果表明,华北落叶松树皮背阴面、向阳面细菌群落的多样性格局主要受环境过滤的影响。【结论】环境因子主导的确定性过程是驱动该地区华北落叶松树皮表面细菌群落结构和多样性的主导因素。

亚高山湖群中真菌群落的分布格局和多样性维持机制

真菌群落的组成和多样性对维持亚高山湖泊生态系统平衡具有重要影响.本文以包括琵琶海(PPH,0、2和4 m)、马营海(MYH,0、2、4和6 m)和公海(GH,0、2、4、6和8 m)在内的亚高山湖群中不同深度的水生真菌群落为研究对象,通过高通量测序的方法探究真菌群落的分布格局和多样性维持机制(确定性过程VS随机过程).结果表明,不同湖泊水质差异明显,GH中p H、电导率、铵态氮、总碳和无机碳含量均显著高于其他两者.真菌群落主要由子囊菌门(Ascomycota,0. 82%～21. 05%)、担子菌门(Basidiomycota, 1. 26%～11. 79%)、壶菌门(Chytridiomycota, 0. 42%～4. 26%)和隐真菌门(Rozellomycota,0. 11%～0. 33%)等组成.囊担子菌纲(Cystobasidiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、壶菌纲(Chytridiomycetes)和粪壳菌纲(Sordariomycetes)为所有湖泊共有.不同湖泊真菌群落的α-多样性和优势类群差异显著(P <0. 05),而在每个湖内不同深度之间没有显著的差异.相似性分析结果表明,不同湖之间真菌群落的β-多样性明显不同(r=0. 99,P <0. 01),同时MYH(r=0. 98,P <0. 01)和GH(r=0. 25,P <0. 05)不同深度真菌群落的β-多样性也差异明显,但是PPH(r=0. 23,P> 0. 05)不同深度真菌群落的β-多样性没有显著的差异.冗余分析和方差分解分析结果表明,在小区域范围内(3个湖之间)以及局域范围内(MYH不同深度)真菌群落的β-多样性格局是环境选择和扩散限制共同影响的结果,但是环境选择的相对作用更强,其中水体p H、溶解氧、总碳和电导率是主要的影响因子.零模型分析结果表明,种间相互作用驱动了GH中真菌群落β-多样性格局的维持.总之,亚高山湖群中真菌群落的β-多样性格局主要是由确定性过程驱动的.

宁武亚高山湖泊细菌群落的时空格局及驱动机制

受人类活动和气候变化的影响,亚高山湖泊生态系统日趋退化,导致微生物群落生物多样性和结构改变.本研究以宁武亚高山湖泊公海(GH)水体细菌群落为研究对象,通过Q-PCR和DGGE技术分析了不同季节和不同深度的水体中细菌群落多样性分布格局,探究细菌群落的时空动态及其多样性维持机制.结果表明,温度(T)、酸碱度(p H)、溶解氧(DO)、电导率(EC)、盐度(SAL)和铵态氮(NH4+)在每个月的不同采样深度间均有显著差异.细菌群落丰度具有明显的时空动态,其中8月的丰度最高,11月最低;在水体中层(2、4和6 m)的丰度较高,表层和底层(0 m和8 m)相对较低.细菌群落α多样性指数在各月份和不同深度间均有显著性差异,从4~12月整体上呈现先减少后增加的趋势.相似性分析(PERMANOVA)结果表明,不同深度之间细菌群落的空间分布格局明显不同(P<0.001).冗余分析(RDA)和方差分解(VPA)结果表明在不同深度下,细菌群落多样性格局是环境选择和扩散限制共同作用的结果,但是环境选择的相对作用更强,其中水体无机氮(NO3-、NO2-和NH4+)浓度是主要的影响因子.总之,宁武亚高山湖泊公海中细菌群落多样性有明显的时空分布格局,环境选择作为主要因素驱动了细菌群落的多样性格局.