發(fā)布時間：2020-04-30 09:44

【摘要】：為了探究臥龍國家級自然保護區(qū)不同林下土壤微生物的種類、豐度以及群落結(jié)構(gòu)的組成,采用Illumina HiSeq測序?qū)Ω呱焦嗄�、高山草甸、針闊混交林、針葉林以及落葉闊葉林林下土壤樣品的細菌和真菌群落進行研究,利用細菌16S rRNA V4區(qū)和真菌ITS1區(qū)序列,以97%的一致性(Identity)進行OTUs(Operational Taxonomic Units)聚類,運用Uparse以及Silva132數(shù)據(jù)庫等軟件或方法獲取樣品的有效序列并進行注釋,最終確認微生物的種類及相對豐度,分析土壤理化性質(zhì)以及與微生物的相關(guān)性。(1)通過高通量測序技術(shù)檢測細菌16S rRNA V4區(qū)序列,臥龍國家級自然保護區(qū)不同植被類型林下土壤細菌的門水平上共有74個,門水平細菌主要分布于變形菌門(Proteobacteria),占39.72%、酸桿菌門(Acidobacteria),其含量占25.94%、放線菌門(Actinobacteria),占11.22%、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes),占4.42%、綠彎菌門(Chloroflexi)占4.46%、棒狀桿菌門(Rokubacteria),占2.32%、擬桿菌門(Bacteroidetes),占2.06%以及硝化螺旋菌門(Nitrospirae),占1.61%。不同植被類型林下土壤屬水平的細菌共有738個,過濾去除掉未注釋識別到的物種,相對豐度大于1%且整體豐度排名前三的屬水平細菌主要分布于Candidatus_Solibacter,占2.49%、苔蘚桿菌屬(Bryobacter),占2.53%以及鞘脂單胞菌屬(Sphingomonas),占1.13%。從ITS1區(qū)序列注釋檢測出土壤真菌門水平上共有16個,主要分布于子囊菌門(Ascomycota),占34.46%、擔(dān)子菌門(Basidiomycota),占28.22%以及被孢菌門(Mortierellomycota),占5.97%。土壤真菌屬共有453個,主要分布于Archaeorhizomyces,占11.51%、絲蓋傘屬(Inocybe),占7.41%、Tricholoma,占2.50%、Tuber,占2.08%以及乳菇屬(Lactarius),占1.79%。(2)從不同植被類型來看,相對豐度大于1%的優(yōu)勢屬中,高山灌木的細菌有Candidatus_Solibacter,占2.91%和Bryobacter,占2.72%;真菌有Archaeorhizomyces,占18.48%、Inocybe,占6.91%、Hymenogaster,占1.81%以及Clavulina,占1.66%。高山草甸的細菌有Candidatus_Solibacter,占2.68%、Bryobacter,占1.92%、Sphingomonas,占1.15%以及Haliangium,占1.17%;真菌有Archaeorhizomyces,占15.84%、Ramariopsis,占7.38%。針闊混交林的細菌有Candidatus_Solibacter,占1.89%、Bryobacter,占2.13%、Sphingomonas,占1.78%;真菌有Inocybe,占8.47%、Tuber,占6.9%、Lactarius,占3.90%、Cortinarius,占3.16%、Hymenogaster,占2.63%以及Sebacina,占2.39%。針葉林的細菌有Candidatus_Solibacter,占2.34%、Bryobacter,占3.22%以及Sphingomonas,占1.18%;真菌有Archaeorhizomyces,占6.40%、Inocybe,占4.72%及Tuber,占5.84%。落葉闊葉林的細菌有Bryobacter,占1.11%、Sphingomonas,占1.26%以及Gaiella,占1.33%;真菌有Tricholoma,占47.80%。(3)Alpha多樣性指數(shù)的組間差異分析中,細菌和真菌的多樣性逐漸減少,且ACE指數(shù)、shannon指數(shù)以及chao1指數(shù)的組間差異分析結(jié)構(gòu)都顯示針闊混交林(ZKHJ)的指數(shù)結(jié)果最大。結(jié)合稀釋曲線(Rarefaction Curve)和等級聚類曲線(Rank Abundance)的研究結(jié)果可知,不同植被類型林下土壤細菌的物種多樣性是針闊混交林高山灌木針葉林高山草甸落葉闊葉林,土壤真菌物種多樣性的為針闊混交林高山灌木針葉林高山草甸落葉闊葉林。可見,針闊混交林(ZKHJ)的微生物多樣性極為豐富,其次就是高山灌木(GSGM),而相比之下落葉闊葉林(LYKY)的微生物多樣性相對單一。(4)在Beta多樣性分析中,UPGMA聚類樹發(fā)現(xiàn),臥龍國家級自然保護區(qū)不同植被類型林下土壤微生物的相似性存在一定的差異,發(fā)現(xiàn)高山灌木(GSGM)與高山草甸(GSCD)細菌群落結(jié)構(gòu)相似性較高,針闊混交林(ZKHJ)與針葉林(ZYL)的細菌群落結(jié)構(gòu)的相似性較高,但這兩組細菌群落結(jié)構(gòu)相似的植被類型與落葉闊葉林(LYKY)的有明顯的的差別,相似性不高。(5)通過對土壤化學(xué)性質(zhì)的檢測,不同植被類型林下土壤的pH值、有機質(zhì)、速效養(yǎng)分、堿解氮以及全量養(yǎng)分都會存在差異。從整體看來,通過Mantel_test分析發(fā)現(xiàn)pH值、有機質(zhì)、速效養(yǎng)分、堿解氮以及全量養(yǎng)分等環(huán)境因子與細菌、真菌存在正相關(guān)。環(huán)境因子與微生物菌群之間存在相關(guān)性,土壤微生物與環(huán)境因子進行Spearman相關(guān)性分析,對比分析環(huán)境因子與微生物物種之間的相關(guān)性,以了解環(huán)境因子對微生物物種的影響。通過研究臥龍國家級自然保護區(qū)不同植被類型林下土壤微生物物種多樣性、豐度、群落結(jié)構(gòu)以及土壤微生物與理化性質(zhì)的相關(guān)性,對了解林下土壤的可持續(xù)利用發(fā)展和經(jīng)營管理具有重要作用,可為提高森林土壤肥力、改善土壤功能提供依據(jù)。
【圖文】：

圖 1-2 臥龍國家級自然保護區(qū)地理位置示意圖（摘自臥龍國家級自然保護區(qū)資源監(jiān)管平臺）1.5 樣地設(shè)置與土樣采集1.5.1 樣地設(shè)置根據(jù)森林的垂直地帶性分布，，在臥龍國家自然保護區(qū)的中河流域、皮條河流域和西河流域，選擇植物群落具有典型性和代表性、且人為干擾小、交通便利及方便儀器操作的森林地帶布設(shè)樣地，并在樣地中布設(shè)標準地。樣地大小為20m×20m，并在樣地的四角用 PVC 管標記，周圍繩圍，用 GPS 確定樣地地理位置和海拔高度，樣地共計布設(shè) 13 個，涵蓋區(qū)域內(nèi)六種典型植被：Ⅰ-落葉闊葉林，Ⅱ-針、闊混交林，Ⅲ-針葉林，Ⅳ-高山灌木林，Ⅴ-高山草甸，Ⅵ-常綠、落葉闊葉林，包括耿達片區(qū)、皮條河流域、中河流域等。具體設(shè)置情況見附表 1。

R 產(chǎn)物；在根據(jù) PCR 產(chǎn)物濃度將樣品等量混和，待充分混勻后使用膠電泳檢測 PCR 產(chǎn)物，使用 Qiagen 公司提供的膠回收試劑盒回收目。最后使用 TruSeq DNA PCR-Free Sample Preparation Kit 建庫試劑構(gòu)建，構(gòu)建好的文庫經(jīng)過 Qubit 和 Q-PCR 定量，在文庫合格后開始2500 PE250 進行上機測序。實驗測序流程見圖 2-3。樣品準備 PCR 擴增DNA 提取與檢測
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S714.3

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本文編號：2645636