区域景观中生境特异性对昆虫多样性的影响——以西双版纳为例

生境特异性(habitat-specific)在维持生物多样性上发挥着重要作用。本研究旨在了解在区域景观中,不同类型生境对不同类群昆虫多样性的贡献及群落结构差异,从大尺度上探讨昆虫多样性分布格局和维持机制。于2019年8—9月,在西双版纳地区利用样线调查法,调查了保护区、次生林、人工林和农田4种生境中蝴蝶、蝽和甲虫的物种数、特有物种数,分析了昆虫群落的生境特异性指数、群落结构相似性及物种丰富度与生态因子的关系。共采集昆虫2588头,其中蝴蝶94种(744头),蝽197种(1094头),甲虫129种(750头),保护区的昆虫物种数和特有物种数均高于其余类型生境。保护区昆虫群落的生境特异性指数实测值高于期望值,而其余类型生境昆虫群落的生境特异性指数实测值均低于期望值;不同类型生境间,3个类群的昆虫群落汇总的生境特异性指数不存在显著差异(F_(3,57)=2.054),甲虫生境特异性指数差异显著(F_(3,55)=3.478),蝴蝶(F_(3,38)=1.504)和蝽类(F_(3,53)=1.153)生境特异性指数差异不显著。群落结构相似性分析显示,保护区和农田的3个类群昆虫群落汇总的群落结构差异显著;次生林和人工林的蝴蝶群落结构差异显著,保护区和次生林的蝽类群落结构差异显著,甲虫昆虫群落结构差异不显著。本研究还发现,只有生境类型对昆虫群落的物种丰富度产生的影响极显著(P<0.01),而其他生态因子的影响不显著。在大尺度区域景观中,保护区对昆虫群落的多样性影响最大,生境类型与昆虫群落的物种丰富度密切相关,保护较好的天然林是维持区域昆虫群落分布格局和多样性的重要机制。

云南可培养酵母菌的生境特异性和多样性

云南植物丰富,一直素有植物王国之称,为了了解云南滇东北地区、北部地区两个不同生态环境下酵母菌的物种多样性和生境特异性。对云南昭通和楚雄的可培养酵母进行了调查。在180份样品中,总共分离得到600株酵母菌,选取菌落有差异的288株菌株进行形态鉴定和分子鉴定,并构建系统发育分析。结果显示,这些菌株归属于58个属,141个种,其中最常见的种类是Candida sp.,占8.88%,其次是Meira sp.(5.92%),Moesziomyces aphidis(4.28%),Hannaella oryzae(3.95%),Curvibasidium cygneicollum(2.96%),Saccharomyces cerevisiae(2.96%),Hanseniaspora uvarum(2.63%),Rhodotorula sp.(2.63%),Vishniacozyma foliicola(1.97%),然而,Meira sp.,Curvibasidium cygneicollum,Farysia acheniorum,Moesziomyces aphidis只在昭通样品中分离得到,而在两地不同生境中酵母类群的组成和丰度主要表现在4个优势酵母属Hannaella属、Saccharomyces属、Hanseniaspora属、Candida属。通过对云南分离到的可培养酵母菌的物种总数及分布,Shannon指数、Chao1指数和Simpson指数,以及两地物种聚类分析和组间差异分析和网络分析表明,两地酵母种类和多样性有差异显著(P<0.02),昭通样品酵母种类明显高于楚雄样品,288株酵母种群中的大多数表现出生境特异性,这意味着低丰度酵母种群更容易受到当地生境条件(物种分类)的影响。

湖北和尚洞固氮微生物群落的生境特异性及网络分析

岩溶洞穴是喀斯特地貌的重要组成部分,由于其长期黑暗、寡营养等极端条件,使其成为研究陆地深部生物圈的天然实验室。尽管近年来对洞穴微生物多样性的研究不断深入,但对洞穴中固氮微生物的认识却相对薄弱。【目的】查明洞穴中固氮微生物群落的特征以及与生物、非生物因子之间的关系。【方法】本文以湖北和尚洞为例,通过对固氮菌功能基因nifH进行高通量测序和多元统计分析,系统研究了洞穴内外3种生境(洞穴上覆土壤、洞内松散沉积物以及风化岩壁)固氮微生物群落的空间分布特征及其与环境因子之间的关系。【结果】结果表明和尚洞不同生境间固氮菌群落α多样性存在显著差异(P<0.05),以洞穴上覆土壤α多样性最高,洞穴内沉积物α多样性最低。K^(+)、NO_(2)^(-)和NO_(3)^(-)是驱动和尚洞固氮微生物群落组成的重要因子。和尚洞内固氮菌群落组成和分布具有生境特异性,除慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)在3种生境中相对丰度均较高外,上覆土壤以地杆菌属(Geobacter)占主导,洞穴沉积物以固氮菌属(Azotobacter)占主导,而风化岩壁中地杆菌属(Geobacter)、固氮菌属(Azotobacter)以及需盐红螺菌属(Halorhodospira)等主要类群占比相当。共现性网络分析结果显示洞穴固氮菌之间形成了紧密的正相关关系,暗示着固氮菌在洞穴寡营养的极端环境中以协作为主的生存策略。值得注意的是,洞穴固氮菌中有很大一部分未分类的类群,暗示着洞穴中可能蕴含着大量新的固氮类群,是挖掘微生物暗物质的热点区域。【结论】该研究结果揭示了地下黑暗寡营养的和尚洞固氮微生物群落的组成,对深入了解地下黑暗生物圈的氮循环过程、固氮菌与环境之间以及固氮菌种群之间的互作关系具有重要意义。

广西桂林新村屯洞穴细菌群落的生境特异性及网络分析

洞穴是研究深地生物圈的天然实验室,对认识深地生物圈微生物多样性及群落分布特征至关重要.以我国岩溶最为发育的广西桂林市为研究区,对新村屯洞穴内不同小生境进行了系统采样,通过Illumina高通量测序和生物信息学的分析,发现洞穴中细菌群落以放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)占优势,不同生境间细菌群落α多样性存在显著差异,以洞穴上覆土壤α多样性最高,洞穴内微生物席α多样性最低.洞穴内细菌组成按生境聚类,不同生境具有独自的指示类群,干燥石笋表面生物膜指示属为Nitrospira和Polycyclovoran;上覆土壤、微生物席、沉积物和风化结皮的指示属分别为Candidatus Udaeobacter、Vicinamibacter、Bacillus和Longimicrobium,显示出洞穴细菌群落的生境特异性.冗余分析结果证实pH和TOC(total organic carbon)对微生物群落的空间分布具有重要影响.共现性网络分析表明,洞穴细菌群落网络高度模块化,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、Candidatus Udaeobacter和嗜热油菌纲(Thermoleophilia)为排名前三的关键种,对维持细菌网络的稳定性起着重要作用.共现性网络节点之间以正相关连接占主导,表明微生物主要通过相互协作以共同抵抗洞穴中的极端条件.这些结果揭示了新村屯洞穴生态系统中微生物群落的生境特异性和微生物之间的相互作用,提升了人们对洞穴生态系统这一陆地深地生物圈的认识.

越南槐根系内生真菌组的结构及其宿主相似抑菌功能分析

【目的】分析比较越南槐野生与栽培根系内生真菌组的结构及宿主相似抑菌功能,为利用有益内生真菌组改善栽培宿主药材质量提供参考。【方法】采用组织块法分别从野生和栽培根系分离内生真菌,结合形态学和ITS序列特征鉴定内生真菌;分别采用琼脂块法和平板对峙法,以人体病原菌和丝状病原真菌为靶标菌,测定根系内生真菌组各分类单元的抑菌圈和抑制率。【结果】从越南槐野生和栽培根系分别分离鉴定得到234株36个分类单元和48株10个分类单元的内生真菌。野生根系内生真菌组的属、优势属、特有属、种、特有种的数目为栽培根系内生真菌组的3~5倍,其α多样性指数显著高于栽培根系内生真菌组(P<0.05),而两者间的β-多样性指数均极低。对于宿主相似抑菌活性分类单元的数目,野生根系内生真菌组是栽培根系内生真菌组的6~10倍,其中,分类单元Colletotrichum simmondsii对3种人体病原菌的抑菌圈直径均大于或等于阳性对照,Aspergillu.flavus、Phoma sp.、Purpureocillium lilacinum、Trichoderma asperellum、Trichoderma sp.、Talaromyces funiculosus、Fomitopsis sp.、Fusarium solani和Rhexocercospo-ridium sp.等9个分类单元对3种丝状病原真菌的抑制率均超过50%。【结论】越南槐野生根系内生真菌组具有生境特异性,生物多样性更丰富,且有强广谱的宿主相似抑菌功能,有益于在宿主根系合成结构独特、生物活性多样的代谢产物,进而赋予宿主药材独特的药效,可应用于改善栽培宿主药材质量。

土壤理化性质驱动烤烟根际细菌群落的组配及其共现性网络互作

【目的】解析土壤微生物在植物根际的组配机制对于认识和维护农田生态系统的稳定性至关重要。【方法】通过Illumina高通量测序和生物信息学分析方法明确了我国主要种植烟草生态区烤烟根际土壤细菌群落与土壤理化性质的互作关系。【结果】烤烟根际细菌类群主要为放线菌纲(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和嗜热油菌纲(Thermoleophilia)。细菌群落组成按生态区聚类,且样本空间距离和细菌群落相似度显著负相关。共现性网络分析表明,烤烟根际细菌群落间协同作用大于拮抗作用,武陵秦巴生态区、黄淮平原生态区、南岭丘陵生态区和沂蒙丘陵生态区细菌群落高度模块化,小单胞菌属(Micromonospora)为南岭丘陵生态区和黄淮生态区细菌共现性网络的网络中心,Bryobacter和气单胞菌属(Arenimonas)为南岭丘陵生态区细菌网络的模块核心,其菌群特性而非相对丰度决定了其在稳定细菌网络中的重要作用。冗余分析结果证实pH、有效铁、交换性镁和有效锰能显著影响烤烟根际细菌群落结构。【结论】烤烟根际细菌群落在pH、有效铁、交换性镁和有效锰等土壤理化性质驱动下呈现出均质化和生境特异性的特点,小单胞菌属、Bryobacter和气单胞菌属在烤烟根际细菌群落中发挥重要作用。