本文選題：和尚洞　切入點(diǎn)：深度測(cè)序　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：中國喀斯特面積巨大,約為3.44×106 km~2,占國內(nèi)陸地面積的27.9%,因灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖分布廣泛及受現(xiàn)代季風(fēng)氣候條件的影響,使我國成為世界上洞穴資源最為豐富的國家。洞穴是一種重要的地貌類型,不僅在全球分布廣泛,而且其形成與演化負(fù)載了豐富的環(huán)境變化信息,具有較強(qiáng)的科學(xué)價(jià)值,在地球科學(xué)及微生物學(xué)領(lǐng)域日益引起學(xué)者的關(guān)注。對(duì)地球表層系統(tǒng)地下洞穴極端環(huán)境中地質(zhì)微生物多樣性及其潛在功能的研究,將為深刻理解生命與環(huán)境的相互作用奠定基礎(chǔ)。然而,長(zhǎng)期以來,國內(nèi)外對(duì)巖溶洞穴地質(zhì)微生物的研究主要聚焦在以細(xì)菌為代表的原核生物方面,對(duì)以真菌為代表的真核生物的研究較為有限。洞穴真菌多樣性的研究是巖溶生態(tài)系統(tǒng)真菌功能分析的基礎(chǔ),但傳統(tǒng)方法的局限使得對(duì)巖溶洞穴真菌多樣性的研究非常薄弱。而且,國內(nèi)目前尚無對(duì)原始巖溶洞穴真菌群落多樣性的研究報(bào)道,對(duì)該環(huán)境中真菌的多樣性及其潛在的生態(tài)功能尚無認(rèn)識(shí),研究非常滯后。對(duì)該黑暗、貧營養(yǎng)的極端環(huán)境中真菌多樣性的深度挖掘,有利于明確巖溶洞穴環(huán)境中真菌群落多樣性及其潛在的生態(tài)功能,對(duì)其深入研究具有重要的生態(tài)學(xué)意義。因此,本文選取位于湖北省宜昌市長(zhǎng)陽土家族自治縣漁峽口鎮(zhèn)招徠河村清江南岸的原始喀斯特洞穴——和尚洞為研究對(duì)象,以空氣、沉積物、蝙蝠糞、風(fēng)化巖壁及滴水五種典型生境的樣品為材料,采用微生物分子生態(tài)學(xué)及礦物學(xué)研究方法,系統(tǒng)開展了和尚洞不同生境真菌群落多樣性、功能以及典型菌株誘導(dǎo)成礦潛力的研究,獲得了洞穴免培養(yǎng)及可培養(yǎng)真菌多樣性信息,闡明了洞穴真菌的生態(tài)功能,對(duì)其潛在的地質(zhì)作用進(jìn)行了初步探討。論文主要進(jìn)展如下:第一,采用深度測(cè)序技術(shù),利用Illumina HiSeq 2500測(cè)序平臺(tái)對(duì)和尚洞五種生境樣本測(cè)序后,共獲得778 M數(shù)據(jù),1012715條序列。選取2179個(gè)OTUs中的代表性序列,用QIIME軟件注釋后共獲得已知的453個(gè)屬、72個(gè)目、19個(gè)綱及6個(gè)門的真菌。子囊菌門相對(duì)豐度為72.75%,占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),共檢測(cè)到歸屬于916個(gè)OTUs的573274條序列。其它五個(gè)門的真菌豐度相對(duì)較低,依次為:擔(dān)子菌門(10.66%、84614 reads、653 OTUs)、接合菌門(8.02%、63647 reads、54OTUs)、壺菌門(0.14%、1081reads、32 OTUs)、Rozellomycota(0.09%、706 reads、15 OTUs)和球囊菌門(0.06%、498 reads、11 OTUs)。在屬水平,相對(duì)豐度占前十的屬為:青霉菌屬(11.21%)、毛殼菌屬(6.88%)、Neogymnomyces(5.47%)、曲霉屬(2.72%)、Mallochia(1.41%)、裸子囊菌屬(1.11%)、被孢霉屬(5.92%)、毛霉屬(0.94%)、卷霉屬(0.86%)和地星屬(1.83%)。第二,和尚洞真菌群落豐富度和群落多樣性的變化規(guī)律趨于一致,由高到低依次為滴水、風(fēng)化巖壁、沉積物、蝙蝠糞和空氣。風(fēng)化巖壁和空氣樣本的真菌群落多樣性(Chao1指數(shù):P0.01)及豐富度(ACE指數(shù):P0.01;觀察物種指數(shù):P0.01)具有顯著差異;滴水樣品和蝙蝠糞樣本間真菌多樣性(香農(nóng)-維納指數(shù):P0.01;辛普森指數(shù):P0.01)具有顯著差異�？諝鈽颖竞惋L(fēng)化巖壁樣本真菌群落β多樣性(加權(quán)Unifrac分析)差異顯著(P0.01),PCoA分析一軸貢獻(xiàn)值為49.86%,二軸貢獻(xiàn)值為17.82%;NMDS分析表明空氣樣本的真菌群落與其它四類樣本明顯分開,與PCoA結(jié)果一致。LEfSe分析在五種生境中發(fā)現(xiàn)25個(gè)真菌指示類群,其中7個(gè)指示類群其效應(yīng)值較高(LDA score5,P0.05):風(fēng)化巖壁中的糞殼菌綱和肉座菌目、滴水中的擔(dān)子菌綱和傘菌綱、空氣中的Penicillium.mallochii和Ascomycota.sp.以及在蝙蝠糞中的爪甲團(tuán)囊菌目(Onygenales)。揭示和尚洞空氣真菌豐度洞底比洞口高;基于深度測(cè)序發(fā)現(xiàn)糞殼菌綱在巖壁環(huán)境中相對(duì)豐度最高,是巖壁真菌指示類群,提出糞殼菌綱是巖壁環(huán)境棲居真菌主要種群的新認(rèn)識(shí)。第三,分析洞穴真菌群落共存模式,在真菌綱水平的網(wǎng)絡(luò)中共發(fā)現(xiàn)11個(gè)綱在真菌網(wǎng)絡(luò)關(guān)系中比較重要,其中擔(dān)子菌門傘菌綱形成較為獨(dú)立的一簇,與其它類群都發(fā)生廣泛聯(lián)系,中心性最強(qiáng);糞殼菌綱在網(wǎng)絡(luò)中分布比較均勻,說明該兩綱的真菌對(duì)維持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定具有重要作用。五種環(huán)境中的真菌類群在FUNGuild注釋后,獲得的營養(yǎng)類型涵蓋了12種營養(yǎng)類型類型,說明在巖溶洞穴環(huán)境中的真菌類群較為豐富、營養(yǎng)方式以及功能趨于多樣化。腐生營養(yǎng)型為和尚洞真菌的主要營養(yǎng)類型。在蝙蝠糞中,腐生營養(yǎng)型的真菌OTU豐度最高,其次為空氣、滴水樣、風(fēng)化巖壁及沉積物;病理營養(yǎng)型的真菌在空氣中較高,為17.25%;滴水中最低,為4.63%。另外,共生營養(yǎng)型真菌在滴水中最豐富,占10.48%;蝙蝠糞中最低,占3.11%。植物病原菌類型在病理營養(yǎng)型中占主體地位;未定義腐生真菌及木質(zhì)腐生真菌在五種不同生境中均占主體地位。第四,采用六種培養(yǎng)基,在和尚洞三種生境共42個(gè)樣品中分離獲得可培養(yǎng)真菌194株,經(jīng)真菌ITS分子標(biāo)記鑒定,在95%相似性閾值下劃分為41個(gè)OTUs,歸屬于3個(gè)門、15個(gè)目及33個(gè)屬。其中,風(fēng)化巖壁中獲得真菌46株,分屬于子囊菌門的4個(gè)目及7個(gè)屬;沉積物中分離獲得真菌85株,分屬于3個(gè)門、13個(gè)目及28個(gè)屬;蝙蝠糞中共獲得63株,分屬于子囊菌門的4個(gè)目和7個(gè)屬。子囊菌門在和尚洞三種生境中均是優(yōu)勢(shì)類群,其中青霉菌屬相對(duì)豐度最高,在沉積物、風(fēng)化巖壁和蝙蝠糞中分別占40%、54%及52%。MA、CZA、PDA和SDA培養(yǎng)基中分離獲得的菌株較多,分別占24%、23%、22%和20%。沉積物樣品CFU最高,為(3.6±0.001)×103 CFU·g-1;其次為蝙蝠糞樣品,為(9.81±0.07)×102 CFU·g-1;風(fēng)化巖壁樣品CFU最低,為(1.79±0.03)×102 CFU·g-1。另外,在分離獲得的33個(gè)屬中,有16個(gè)屬與巖溶洞穴已報(bào)道的36個(gè)真菌屬一致;有23個(gè)屬與之前在碳酸鹽洞穴中報(bào)道的真菌屬一致;發(fā)現(xiàn)至今尚未在世界范圍巖溶洞穴中報(bào)道的10個(gè)獨(dú)特真菌屬:Metacordyceps、Stilbella、Paraphaeosphaeria、Myriodontium、Auxarthron、Microdiplodia、Trametes、Bjerkandera、Ceriporia以及Trichosporon。第五,對(duì)篩選的典型真菌菌株在實(shí)驗(yàn)室條件下誘導(dǎo)形成礦物的能力進(jìn)行初步探索,發(fā)現(xiàn)篩選的真菌菌株在代謝活動(dòng)中產(chǎn)生草酸,能與溶液環(huán)境中的鈣離子形成沉淀,經(jīng)SEM/EDS及XRD對(duì)沉淀物形貌和物相進(jìn)行鑒定,主要為四邊形、片狀、球形以及典型的四面體草酸鈣石。結(jié)果說明巖溶洞穴真菌參與自然條件下的巖溶作用,其活動(dòng)最終會(huì)影響碳酸鹽巖的穩(wěn)定性。論文的創(chuàng)新點(diǎn):以原始喀斯特洞穴——和尚洞為研究對(duì)象,利用高通量測(cè)序技術(shù)獲得了較為全面的巖溶洞穴真菌群落多樣性信息,揭示了洞穴不同生境真菌指示類群;提出了糞殼菌綱是巖壁環(huán)境真菌主導(dǎo)類群的新認(rèn)識(shí)。分離獲得至今尚未在世界范圍巖溶洞穴報(bào)道的10個(gè)真菌屬,為深刻理解巖溶洞穴真菌多樣性及功能提供了科學(xué)依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P642.25;X172

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊發(fā)蓉,丁驊孫;洱海湖體真菌類群分布的研究[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1986年03期

2 M. wainwright;夏道宏;時(shí)念云;;生物技術(shù)中真菌的奇異應(yīng)用[J];世界科學(xué);1991年12期

3 楊建龍;;真菌的新用途[J];今日科技;1992年08期

4 李偉兵,陳仁壽;真菌類抗癌中藥的開發(fā)利用[J];中國野生植物資源;1999年04期

5 劉新民,劉福平,林耀輝,許文江;靈芝在醫(yī)藥保健品上的應(yīng)用[J];亞熱帶植物通訊;1991年02期

6 李麗嘉;;菌根菌——植物的摯友[J];大自然;1993年04期

7 游明樂;;天然真菌與人工發(fā)酵制品對(duì)免疫系統(tǒng)的影響研究概況[J];生物技術(shù)通報(bào);2008年S1期

8 趙春青;李多川;;嗜熱真菌的分類研究概況[J];菌物學(xué)報(bào);2007年04期

9 羅桂花;真菌類遺傳學(xué)分析的知識(shí)結(jié)構(gòu)教學(xué)[J];遺傳;2002年03期

10 侯占銘;真菌類遺傳學(xué)分析教學(xué)概論[J];遺傳;1997年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 車永勝;;特殊生境真菌類群活性次生代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)[A];2008全國藥用真菌學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

2 林志彬;;極具新藥開發(fā)價(jià)值的食用菌類[A];中國藥理學(xué)會(huì)第十次全國學(xué)術(shù)會(huì)議�？痆C];2009年

3 劉杏忠;;真菌多樣性、進(jìn)化及基因組[A];2012年中國菌物學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議摘要[C];2012年

4 胡曉;肖國華;王成樹;;真菌基因組研究進(jìn)展[A];中國菌物學(xué)會(huì)第六屆會(huì)員代表大會(huì)（2014年學(xué)術(shù)年會(huì)）暨貴州省食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇會(huì)議摘要[C];2014年

5 吳力克;;發(fā)酵中藥與中藥發(fā)酵研究進(jìn)展[A];第三屆特種醫(yī)學(xué)暨山東-河南-湖北三省聯(lián)合微生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

6 楊汝德;朱俊晨;蘇捷;;藍(lán)光促進(jìn)黑曲霉產(chǎn)糖化酶的研究[A];2006中國微生物學(xué)會(huì)第九次全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 ;全國抗真菌類藥物用藥淺析[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2001年

2 徐錚奎;抗癌真菌研究開發(fā)新進(jìn)展[N];中國醫(yī)藥報(bào);2003年

3 王以燕邋農(nóng)向群;微生物類真菌農(nóng)藥基礎(chǔ)性國標(biāo)8月實(shí)施[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2008年

4 錢偉;老人飲食誤區(qū)[N];大眾衛(wèi)生報(bào);2006年

5 劉鴻澤;中藥寄生類藥物[N];中國中醫(yī)藥報(bào);2001年

6 新疆畜牧科學(xué)院 供稿;綿羊黃染病的預(yù)防和治療[N];新疆科技報(bào)(漢);2007年

7 冀平;火星有無生命一波未平一波又起[N];大眾科技報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 滿百膺;湖北清江和尚洞真菌群落多樣性及真菌誘導(dǎo)草酸鹽礦物的形成[D];中國地質(zhì)大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王敘賢;基于不同生物信息流程對(duì)天山一號(hào)冰川真菌多樣性的比較研究[D];石河子大學(xué);2016年

2 李春紅;三種真菌類中藥材的蛋白質(zhì)凝膠電泳分析[D];重慶大學(xué);2016年

3 丁壯;南極真菌物種多樣性及次級(jí)代謝產(chǎn)物研究[D];中國海洋大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：1616590