【摘要】：南極地區(qū)極端的氣候條件使其成為地球上最嚴(yán)酷的陸地生境之一,其特殊生境條件孕育了獨(dú)特的微生物類群。本文以中國第30次南極科學(xué)考察采集的25個(gè)站位和第29次南極科學(xué)考察采集的2個(gè)典型站位的土壤樣品為研究對(duì)象。采用傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)方法和454高通量測序的技術(shù)手段,獲得了該區(qū)域可培養(yǎng)微生物的多樣性信息,分析了典型站位的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),探討了土壤理化因子和細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)性。主要結(jié)論如下:通過傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)獲得了88株細(xì)菌和41株真菌。純化后的菌株經(jīng)過16S rDNA和ITS測序比對(duì)、構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹分析了該區(qū)域的可培養(yǎng)土壤微生物多樣性。研究結(jié)果表明假單胞菌屬(Pseudomonas)和節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)為優(yōu)勢細(xì)菌類群;地絲霉屬(Geomyces)和被孢霉屬(Mortierella)為優(yōu)勢真菌類群,不同站位的細(xì)菌和真菌多樣性存在一定的差異。2個(gè)典型站位土壤樣品的高通量測序數(shù)據(jù)經(jīng)過生物信息統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果顯示,相對(duì)于環(huán)境本底站位A1,人類活動(dòng)頻繁的站位W2土壤中細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)明顯不同,表明人類活動(dòng)能夠影響土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。不同細(xì)菌類群結(jié)合土壤理化性質(zhì)的線性回歸分析表明,不同細(xì)菌類群和土壤理化因子的相關(guān)性不一樣,其受主控的理化因子也存在差異。RDA分析顯示環(huán)境因子組對(duì)微生物群落分布的差異性變化具有很好的解釋度。本研究的結(jié)果為了解南極生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和南極菌種資源的利用打下了前期基礎(chǔ)。把土壤理化因子作為中間橋梁,通過RDA分析將高通量測序結(jié)果與人類活動(dòng)對(duì)土壤群落影響相結(jié)合,能夠提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上的論證關(guān)系。同時(shí)啟示科研人員有可能通過微生物高通量測序結(jié)果和土壤因子有效預(yù)測土壤微生物多樣性受外部活動(dòng)影響帶來的的特定改變。
[Abstract]:The extreme climatic conditions in the Antarctic region make it one of the harshest terrestrial habitats on the earth, and its special habitat conditions give birth to unique microbial groups. The soil samples from 25 stations collected from the 30th Antarctic Scientific Survey in China and 2 typical stations from the 29th Antarctic Scientific Survey were studied in this paper. The diversity information of culturable microorganisms in this area was obtained by using traditional isolation and culture methods and 454 high-throughput sequencing techniques. The community structure of bacteria in typical stations was analyzed. The correlation between soil physicochemical factors and bacterial community structure was discussed. The main conclusions are as follows: 88 strains of bacteria and 41 strains of fungi were obtained by traditional culture. After 16s rDNA and ITS sequencing, phylogenetic tree was constructed to analyze the diversity of culturable soil microorganisms in this region. The results showed that Pseudomonas (Pseudomonas) and Arthrobacter (Arthrobacter) were dominant bacterial groups, while (Geomyces) and (Mortierella) were dominant fungi groups. The diversity of bacteria and fungi was different in different stations. The high-throughput sequencing data of soil samples from two typical stations were analyzed by bioinformatics, and the results showed that, Compared with the environmental background site A1, the community structure of bacteria in W2 soil with frequent human activities is obviously different, which indicates that human activities can affect the soil bacterial community structure. Linear regression analysis of different bacterial groups combined with soil physical and chemical properties showed that the correlations between different bacterial groups and soil physicochemical factors were different. RDA analysis showed that the environmental factor group had a good explanation for the variation of microbial community distribution. The results of this study lay a foundation for understanding the operation of Antarctic ecosystem and the utilization of Antarctic bacterial resources. Taking soil physical and chemical factors as the intermediate bridge, the high-throughput sequencing results were combined with the effects of human activities on soil communities by RDA analysis, which could provide the demonstration relationship on the experimental data. At the same time, it is possible for researchers to predict the specific changes caused by external activities in soil microbial diversity through high throughput sequencing of microbes and soil factors.
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S154.36

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本文編號(hào)：2196264