【摘要】：鹽堿土是我國(guó)重要的后備耕地資源,其具有高鹽高堿的極端環(huán)境,蘊(yùn)藏著豐富多樣的微生物群落。本文以采自我國(guó)西北、西南、華北、東北地區(qū)及沿海地區(qū)等不同地域的32個(gè)鹽堿土樣品為研究對(duì)象,通過(guò)理化性質(zhì)檢測(cè)分析不同鹽堿土土壤特性,再應(yīng)用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)不同地域鹽堿土的微生物群落多樣性進(jìn)行解析,最終通過(guò)典范對(duì)應(yīng)分析方法解析我國(guó)不同地域鹽堿土微生物群落分布的環(huán)境驅(qū)動(dòng)因素,為鹽堿土生態(tài)功能和土壤改良研究提供參考。同時(shí),研究還利用培養(yǎng)方法分離東北地區(qū)鹽堿土樣品中已知的和未知的細(xì)菌菌株,為鹽堿土微生物資源挖掘提供指導(dǎo)。本論文主要研究結(jié)果如下:(1)通過(guò)對(duì)20個(gè)不同地域,不同類(lèi)型的鹽堿土的理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表明,同一地域相同類(lèi)型的鹽堿土理化性質(zhì)較為相似,而不同地域不同類(lèi)型鹽堿土具有明顯不同的土壤陰離子含量,東北蘇打鹽堿土、華北平原鹽堿土、西部荒漠鹽堿土和濱海鹽堿土分別以HCO_3~-/CO_3~(2-)、SO_4~(2-)、SO_4~(2-)/Cl~-和Cl~-為優(yōu)勢(shì)土壤陰離子類(lèi)型。(2)通過(guò)對(duì)19個(gè)不同地域和類(lèi)型的、具有土壤理化性質(zhì)結(jié)果的鹽堿土樣品的真菌ITS序列高通量測(cè)序結(jié)果表明,西部?jī)?nèi)陸鹽堿土樣品真菌群落物種豐富度和多樣性均較低,濱海鹽堿土樣品真菌群落則具有較高的物種豐富度和多樣性。19個(gè)樣品中共檢測(cè)到子囊菌門(mén)(Ascomycota)、擔(dān)子菌門(mén)(Basidiomycota)、接合菌門(mén)(Zygomycota)、球囊菌門(mén)(Glomeromycota)和壺菌門(mén)(Chytridiomycota)等5個(gè)真菌門(mén)下的29個(gè)綱、100個(gè)目、230個(gè)科的447個(gè)真菌屬。真菌子囊菌門(mén)在16個(gè)鹽堿土中最優(yōu)勢(shì),擔(dān)子菌門(mén)在3個(gè)樣品中最優(yōu)勢(shì)。不同鹽堿土樣品中真菌群落結(jié)構(gòu)差異明顯,基于OTUs的加權(quán)unifrac分析發(fā)現(xiàn)沿海地區(qū)的樣品具有明顯聚類(lèi)關(guān)系,而其他地域未顯示出規(guī)律的聚類(lèi)關(guān)系。典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)結(jié)果發(fā)現(xiàn)檢測(cè)的理化性質(zhì)不是驅(qū)動(dòng)本次研究注釋到的真菌群落差異分布的環(huán)境因素。(3)通過(guò)對(duì)32個(gè)不同鹽堿土樣品的古菌16S rDNA序列高通量測(cè)序結(jié)果表明,不同鹽堿土古菌群落以廣古菌門(mén)(Euryarchaeota)、奇古菌門(mén)(Thaumarchaeota)、烏斯古菌門(mén)(Woesearchaeota_.DHVEG-6)、深古菌門(mén)(Bathyarchaeota)和鹽納古菌門(mén)(Nanohaloarchaeota)為優(yōu)勢(shì)古菌門(mén)�；贠TUs的加權(quán)unifrac分析顯示32個(gè)鹽堿土樣品古菌群落形成兩大分枝。方差分解分析(VPA)顯示土壤因子(貢獻(xiàn)率52.15%)較其它環(huán)境因素(貢獻(xiàn)率20.57%)更能影響和推動(dòng)鹽堿土古菌群落結(jié)構(gòu)的演替變化。而CCA分析進(jìn)一步證明HCO_3~-、Cl~-、SO_4~(2-)等土壤陰離子類(lèi)型和濃度是古菌群落結(jié)構(gòu)演替和遷移的主要驅(qū)動(dòng)因素。(4)通過(guò)對(duì)32個(gè)不同鹽堿土樣品的細(xì)菌16S rDNA序列高通量測(cè)序結(jié)果表明,不同鹽堿土細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成較為多樣,以變形菌門(mén)(Proteobacteria)、放線菌門(mén)(Actinobacteria)、厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)、和藍(lán)細(xì)菌門(mén)(Cyanobacteria)為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群。VPA分析顯示土壤因子(貢獻(xiàn)率51.04%)較其它環(huán)境因素(貢獻(xiàn)率21.24%)更能影響和推動(dòng)鹽堿土細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的演替變化。而CCA分析進(jìn)一步證明HCO_3~-、CO_3~-、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、PO_4~(3-)等土壤陰離子類(lèi)型和濃度驅(qū)動(dòng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的演替和遷移。因此,土壤陰離子是我國(guó)不同鹽堿土土壤原核微生物群落結(jié)構(gòu)形成的主要驅(qū)動(dòng)因素。(5)不同鹽堿土土壤細(xì)菌群落中,γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)、α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、β-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、芽孢桿菌綱(Bacilli)、未知放線菌綱(Actinobacteria)和噬纖維菌綱(Cytophagia)是優(yōu)勢(shì)細(xì)菌綱,占總細(xì)菌的40.8%-89.5%,但其中富含大量未能注釋的新種OTUs,占總細(xì)菌的18.6%-38.8%。該結(jié)果說(shuō)明我國(guó)鹽堿土中蘊(yùn)含大量微生物新種資源。本論文以東北蘇打鹽堿土為例,共分離獲得細(xì)菌262株,大多數(shù)分屬于上述6個(gè)細(xì)菌綱。細(xì)菌分離菌株的16S rRNA測(cè)序結(jié)果表明,共計(jì)47株細(xì)菌菌株是潛在新種菌株,且以γ-變形菌綱菌株最多。
【圖文】：

2.2.2 真菌高通量測(cè)序文庫(kù)信息通過(guò)構(gòu)建真菌群落高通量測(cè)序文庫(kù)稀釋曲線來(lái)反映測(cè)序數(shù)據(jù)量的合理性，根據(jù)真菌ITS測(cè)序的稀釋性曲線（圖2.1），當(dāng)測(cè)序量超過(guò)30000條時(shí)，整個(gè)曲線趨于平緩，可看出該測(cè)序文庫(kù)趨于飽和，，說(shuō)明測(cè)序數(shù)量合理，本次測(cè)序基本可以反應(yīng)19個(gè)鹽堿土樣品中的真菌群落結(jié)構(gòu)。圖 2.1 真菌群落高通量測(cè)序文庫(kù)稀釋曲線Figure 2.1 Fungal community high-throughput sequencing library rarefaction curve真菌高通量測(cè)序文庫(kù)信息見(jiàn)表2.3，19個(gè)成功擴(kuò)增出真菌的土壤樣品，經(jīng)過(guò)測(cè)序優(yōu)化后，不同地區(qū)鹽堿土壤中得到原始序列范圍為60378（TC.S2）~78134（YB.3）條，經(jīng)過(guò)去除低質(zhì)量、Barcode和引物序列后

用Unifrac方法將19個(gè)樣品真菌OTU進(jìn)行加權(quán)的聚類(lèi)分析，即在考慮OTU數(shù)量和進(jìn)化關(guān)系的基礎(chǔ)上，計(jì)算各土壤樣品間的聚類(lèi)關(guān)系，不同鹽堿土樣品真菌在門(mén)分類(lèi)水平上群落結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖2.2。如圖所示，不同鹽堿土樣品的真菌群落結(jié)構(gòu)組成及各類(lèi)真菌類(lèi)群所占比例均有 定差異。19個(gè)鹽堿土樣品中共發(fā)現(xiàn)5個(gè)真菌門(mén)，分別為子囊菌門(mén)（Ascomycota）、擔(dān)子菌門(mén)（Basidiomycota）、接合菌門(mén)（Zygomycota）、球囊菌門(mén)(Glomeromycota)和壺菌門(mén)（Chytridiomycota）。16個(gè)鹽堿土壤樣品中，最優(yōu)勢(shì)群落均為子囊菌門(mén)（Ascomycota），其所占相對(duì)豐度范圍為56.17%（TC.S2）~98.33%（GHH.S）。而在YC.S3（華北）、BRZC.S（西南）和LT.S（西北）中擔(dān)子菌門(mén)（Basidiomycota）為最優(yōu)勢(shì)菌群，相對(duì)豐度分別為62.74%、61.00%和47.73%。除最優(yōu)勢(shì)菌門(mén)外，TC.S2（西南）、TN.WS（沿海）、YJ.SD（沿海）、ZP.M（沿海）、TGB.SD（沿海）、ZS.M（沿海）、YC.S1（華北）和YJ.B（沿海）中優(yōu)勢(shì)菌門(mén)（相對(duì)豐度>10%）還有擔(dān)子菌門(mén)（Basidiomycota），相對(duì)豐度分別為42.10%、14.31%、14.22%、14.17%、13.91%、13.85%、13.42%和12.67%
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S154.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2596996