夏季长江口海水中自由生活和颗粒附着古菌群落的组装过程研究

长江口位于长江和东海的重要交互区域,是研究海洋微生物生态作用的典型环境,但当前对海水中不同生活方式的海洋古菌在长江口的分布和组装过程尚未见系统的研究。采集夏季长江口海水中不同生活方式的古菌样品,基于宏基因组技术分析其多样性、分布特征和环境驱动因素,利用中性模型和零模型方法对其群落组装机制进行评估。研究结果显示泉古菌门(Crenarchaeota)是长江口古菌群落中的优势菌群。在科分类水平上,不同生活方式古菌群落组成存在差异,Marine Group II在自由生活状态(FL)中更加丰富,而Bathyarchaeia在颗粒附着状态(PA)中拥有更高的相对丰度。自由生活和颗粒附着古菌之间的相似性很高,说明多数古菌具有自由生活和颗粒附着的双重生活方式。对两种生活方式下古菌群落都有显著影响的重要环境因子是温度、盐度和硅酸盐含量;亚硝酸盐显著影响自由生活的古菌群落,叶绿素a显著影响颗粒附着的古菌群落(P<0.05)。结合中性模型和零模型,发现长江口海水中古菌群落的组装由随机性过程主导,生态漂变(76%贡献度)是颗粒附着古菌群落的主要组装方式,而对自由生活的古菌群落,其组装受到扩散限制、均质扩散和生态漂变的影响。

高寒山区森林景观稳定性评价模型分析——以碧塔海保护区为例

森林景观的稳定性大小是生态脆弱区进行森林景观分析与恢复的基础。本研究以高寒山区香格里拉碧塔海自然保护区森林景观为研究对象,以森林资源二类调查小班空间属性数据库为信息源,用ArcGIS 10.0将研究区分成了5种类型,并用Fragstats3.4软件将选取的9个景观指数进行计算,最后用SPSS20.0里的主成分分析模块,构造了评价体系,从而对碧塔海保护区森林景观稳定性进行评价研究。结果表明:碧塔海自然保护区森林景观稳定性差异较大,其大小排列如下:云冷杉、落叶松、高山松、栎类、桦木。研究结果可以为碧塔海森林景观的保护与恢复提供技术参考。

纳帕海高原湿地不同干扰强度下土壤真菌的分布格局

将无干扰的原生沼泽作为对照,运用比较法研究了纳帕海高原湿地不同干扰强度下形成的湿地利用类型,即沼泽(无干扰)、沼泽化草甸(轻度干扰)、草甸(中度干扰)和垦后湿地(重度干扰)4个湿地利用类型的碳氮含量及其分布格局,揭示干扰对纳帕海不同湿地利用类型碳氮及土壤真菌分布的影响。研究表明:(1)4个湿地利用类型上下层土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、碳氮比(C:N)和p H值均有显著的差异性(p<0.01),并且随着干扰强度的增大,SOM和TN含量逐渐减少。(2)土壤真菌经PDA培养基培养后计数,在同一湿地类型上层的真菌数量大于下层,随着干扰强度的增加,真菌的数量逐渐增加。相关性分析表明:真菌的数量与p H值、SOM和TN呈极显著负相关,与C:N呈显著正相关。(3)系统发育研究表明:纳帕海湿地分布有土壤真菌Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota,其中Ascomycota是优势类群,在高原湿地土壤碳氮分解等物质循环过程中Ascomycota处于主导地位。

纳帕海湿地植物多样性及土壤有机质对猪拱干扰的响应

以纳帕海湿地猪拱干扰下的草甸湿地为对象,研究不同猪拱干扰强度对湿地群落植物多样性及土壤理化性质的影响。结果表明:1)物种数目、多样性指数(Shannon多样性指数、Margelef丰富度、Pielou均匀度指数)和地上、地下生物量均随着放牧强度的增强而下降;2)随着土壤深度的加深,轻度猪拱干扰下,土壤容重先减少后增加,中度和重度干扰则先增加后减少;3)随着放牧强度的增强,土壤有机质含量逐渐减少,且有机质含量随着土壤深度的加深而逐渐减少,同时,上层减少的趋势较下层更为明显。可见,不合理的家猪放养导致植物多样性降低,土壤结构破坏,土壤有机质含量显著下降。

内参基因加标法定量土壤微生物目标基因绝对拷贝数

【目的】通过荧光定量PCR技术对土壤微生物目标基因进行绝对定量,其定量结果的准确性容易受到DNA提取得率以及腐殖酸抑制性的影响。【方法】采用内参基因加标法,利用构建的突变质粒DNA,对供试水稻土壤样品中的微生物16S r RNA目标基因的绝对拷贝数进行荧光定量PCR检测,用来表征该样品中细菌群落总体丰度。在定量前通过双向引物扩增方法验证突变质粒中的内参基因对供试土壤的特异性。【结果】不同水稻土壤样品的DNA提取量在样品间差异较大。通过内参基因加标法对DNA提取量进行校正,显著提高了16S r RNA基因绝对定量的精确度。不同水稻土壤样品间的变异系数为17.8,与未加标处理相比降低了66.7%。在此基础上,进一步通过内参基因加标法对土壤有机质和含水率均呈现典型空间特征差异的6处亚热带湿地土壤样品中的16S r RNA基因进行绝对定量。16S r RNA基因绝对拷贝数与土壤微生物生物量碳具有显著的线性相关性(R2=0.694,P<0.001),表明内参校正后的16S r RNA基因绝对拷贝数可以准确反映单位质量土壤中微生物的丰度。【结论】内参基因加标法可以对DNA提取得率以及腐殖酸对PCR扩增的抑制性进行校正,从而提高绝对定量的准确性。基于内参基因加标法的目标基因绝对定量PCR检测,可作为土壤微生物生物量测量,以及微生物功能基因绝对丰度定量的一种核酸检测方法。

筑坝蓄水对高原湿地拉市海土壤有机质和全氮分布格局的影响

筑坝扩容导致湿地面积增加。基于筑坝前后变化,沿淹水梯度采集土壤,了解高原湿地拉市海有机质和全氮分布的现状,比较筑坝蓄水前后有机质和全氮的差异性。结果表明:筑坝蓄水后淹水区土壤有机质和全氮均比未淹水土壤有所增加,同时随着淹水强度的加强,有机质和全氮含量都表现为先增加后减少的趋势;就同一淹水梯度而言,受人为干扰较严重的土壤(弃耕地土壤)有机质和全氮含量显著低于干扰较小的土壤(草甸土壤)。方差分析表明,有机质和全氮含量在干湿交替的季节性淹水区差异不显著(P>0.05),在常年淹水区则差异显著(P<0.05)。相关性分析表明,研究区域内淹水强度与土壤有机质和全氮呈显著正相关,有机质与全氮呈显著正相关,全氮、有机质与碳氮比也呈显著正相关(P<0.01)。研究结果为科学评估筑坝蓄水对湿地生态系统的影响,为高原湿地生态系统的保护管理提供了科学依据。