不同年代序列森林中土壤線蟲和微生物的群落組成與多樣性特征研究
發(fā)布時間：2021-03-04 15:29
植物與土壤生物之間緊密相連,土壤生物的生命活動過程所需的能量依賴于地上植物資源的輸入。不同時空尺度下植物資源輸入到地下生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量與質(zhì)量的改變影響著土壤生物群落的組成與多樣性。線蟲和微生物在土壤中具有極高的多度與豐富度,在土壤食物網(wǎng)中占據(jù)幾個營養(yǎng)級并對物質(zhì)循環(huán)與能量傳遞產(chǎn)生著關(guān)鍵性的作用。之前的少量個案研究發(fā)現(xiàn)土壤中線蟲和微生物群落組成與多樣性在植被不同年代階段間存在顯著性的差異。然而,上述研究結(jié)果是否具有普適性尚不清楚。為此,我們選取植被類型與氣候類型迥異的3個自然保護(hù)區(qū)（鼎湖山、寶天曼、長白山）作為低緯度、中緯度和高緯度代表性研究區(qū)域。我們采用空間轉(zhuǎn)換時間的方法在每個保護(hù)區(qū)內(nèi)選擇3個不同年代階段的森林,以下簡稱為:前期（stage1）,中期（stage2）和后期（stage3）階段。每個階段森林設(shè)置3塊重復(fù)樣地,對每塊重復(fù)樣地所采集的土壤和凋落物樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理,獲得生物（線蟲和微生物）與非生物（土壤和凋落物理化性質(zhì)）數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析。目的是探討不同年代序列森林中土壤線蟲和微生物的群落組成與多樣性動態(tài)特征,以期在較大的時空尺度下更好的理解地上與地下生態(tài)系統(tǒng)之間的互作關(guān)系。我們的結(jié)果...
【文章來源】：河南大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】：103 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
試驗(yàn)所在的自然保護(hù)區(qū)地理位置
不同年代序列森林中土壤線蟲和微生物的群落組成與多樣性特征研究12植物寄生線蟲（plant-feedingnematodes）、雜食-捕食性線蟲（omnivorous-predatorynematodes）和功能團(tuán)[20,76,77]。圖2-2土壤線蟲的提取與鑒定2.3.2土壤微生物磷脂脂肪酸（PLFAs）測定與分子測序微生物生物量用氣相色譜法從土壤樣品中提取磷脂脂肪酸（PLFAs）的量進(jìn)行估算[78]。細(xì)菌（Bacteria）生物量被估算通過革蘭氏陽性菌（Gram-positivebacteria,GP）（iso15:0，antiso15:0、iso16:0、iso17:0、antiso17:0），革蘭氏陰性菌（Gram-negativebacteria,GN）（17:0cy，18:1ω7c、19:0cy、16:1ω9c、16:1ω7c）以及15:0,17:0和18:1ω5c的脂肪酸的和；18:2ω6c脂肪酸被用來估算真菌（Fungi）生物量[79]；10Me16:0、10Me17:0、10Me18:0脂肪酸的和估算放線菌（Actinomycetes,ACT）生物量；總的（Total）微生物生物量通過細(xì)菌，真菌、放線菌的和估算。細(xì)菌脅迫指數(shù)（Bacteriastressindex）通過(17:0cy+19:0cy)/(16:1ω7c+18:1ω7c)計算獲得。微生物群落組成與多樣性測試使用OMEGA-soilDNAKit試劑盒（OmegaBio-Tek,USA）從土壤樣本中提取總基因組DNA。用1%瓊脂糖凝膠監(jiān)測DNA濃度和純度，根據(jù)濃度用無菌水將DNA稀釋至1ng/μL，準(zhǔn)備好的DNA樣本被送到Majorbio(Shanghai,China)進(jìn)行高通量分析。16SV4和ITS1的引物為515F-806R[80]和ITS1F-ITS2[81]，具體來說，特異性引物16S/18SrRNA基因用來PCR擴(kuò)增。在IlluminaMiseq測序平臺(Illumina,SanDiego,USA)進(jìn)行測序，用2%瓊脂糖凝膠回收PCR產(chǎn)物，利用AxyPrepDNAGelExtractionKit(AxygenBiosciences,UnionCity,CA,USA)進(jìn)行純化，Tris-HCl洗脫，2%
?叱媯˙acterial-feedingnematodes）；Fu：食真菌線蟲（Fungal-feedingnematodes）；PL：植食性線蟲（Plant-feedingnematodes）；Om：雜食性線蟲（Omnivorousnematodes）；Pr：捕食性線蟲（Predatorynematodes）。每個縮寫后面的數(shù)字為線蟲的CP值，CP值的范圍從1到5，CP值低的線蟲一般生活史周期較短，生活史策略屬r-對策者，對養(yǎng)分富集敏感，CP值較高的線蟲一般生活史周期較長，生活史策略屬K-對策者，對環(huán)境變化特別是擾動較敏感。加粗?jǐn)?shù)值表示對應(yīng)的線蟲屬為優(yōu)勢屬（平均相對豐度>10%）。(A)鼎湖山(B)寶天曼(C)長白山圖4-1-1不同年代森林階段中線蟲屬數(shù)的組成。注：不同顏色代表不同年代森林階段。stage1：前期階段；stage2：中期階段；stage3：后期階段。重疊區(qū)域代表3個年代階段共有的線蟲屬數(shù)，沒有重疊部分表示不同階段所獨(dú)有的線蟲屬數(shù)。4.1.2森林年代序列中線蟲多度以及不同營養(yǎng)類群線蟲多度與相對多度的動態(tài)變化總的線蟲多度以及不同營養(yǎng)類群線蟲多度在鼎湖山研究區(qū)不同年代森林間變化比較明顯，寶天曼和長白山研究區(qū)整體上差異不明顯。具體來說，鼎湖山研究區(qū)總的線蟲多度在中期階段顯著高于前期（P=0.015;圖4-1-2.A1），食真菌線蟲多度在中期階段顯著高于前期和后期（中期較前期P=0.001,中期較后期P=0.005;圖4-1-2.A3），雜食捕食線蟲多度在中期階段同樣顯著高于前期和后期（中期較前期P<0.001,中期較后期P=0.048;圖4-1-2.A5），后期階段又顯著高于前期（P=0.028;圖4-1-2.A5）。食細(xì)菌線蟲和植食性線蟲多度在不同年代森林間沒有顯著差異（圖4-1-2.A2;A4）。寶天曼研究區(qū)總的線蟲,食真菌線蟲、植食性線蟲和雜食捕食性線蟲在不同年代森林間沒有顯著性差異MylonchulusPr40.550.120.250.190.320.260.380.04MononchusPr40.120.160.684.0
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Climate and litter C/N ratio constrain soil organic carbon accumulation[J]. Guoyi Zhou,Shan Xu,Philippe Ciais,Stefano Manzoni,Jingyun Fang,Guirui Yu,Xuli Tang,Ping Zhou,Wantong Wang,Junhua Yan,Gengxu Wang,Keping Ma,Shenggong Li,Sheng Du,Shijie Han,Youxin Ma,Deqiang Zhang,Juxiu Liu,Shizhong Liu,Guowei Chu,Qianmei Zhang,Yuelin Li,Wenjuan Huang,Hai Ren,Xiankai Lu,Xiuzhi Chen. National Science Review. 2019(04)
[2]植物多樣性對亞熱帶森林土壤微生物群落的影響[J]. 宿曉琳,李英濱,楊波,李琪. 生態(tài)學(xué)雜志. 2018(08)
[3]放牧對冷蒿根際土壤細(xì)菌和真菌多樣性影響的PCR-DGGE分析[J]. 王鑫朝,劉守贊,馬元丹,汪俊宇,王小東,寶音陶格濤,高巖,張汝民. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(06)
[4]哀牢山常綠闊葉林不同演替階段土壤線蟲群落的季節(jié)變化特征[J]. 李志鵬,韋祖粉,楊效東. 生態(tài)學(xué)雜志. 2016(11)
[5]土壤動物多樣性及其生態(tài)功能[J]. 邵元虎,張衛(wèi)信,劉勝杰,王曉麗,傅聲雷. 生態(tài)學(xué)報. 2015(20)
[6]長白山溫帶森林不同演替階段土壤化學(xué)性質(zhì)及微生物群落結(jié)構(gòu)的變化[J]. 岳琳艷,鄭俊強(qiáng),韓士杰,楊建華,耿世聰,陳志杰,張雪,谷越. 生態(tài)學(xué)雜志. 2015(09)
[7]河南寶天曼不同林齡與林型森林土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與多樣性[J]. 白曉旭,史榮久,尤業(yè)明,盛華芳,韓斯琴,張穎. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2015(08)
[8]土壤生物多樣性研究:歷史、現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 時雷雷,傅聲雷. 科學(xué)通報. 2014(06)
[9]長白山原始紅松林次生演替過程中土壤微生物生物量和酶活性變化[J]. 胡嵩,張穎,史榮久,韓斯琴,李慧,徐慧. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2013(02)
[10]鼎湖山不同演替階段森林土壤細(xì)菌多樣性[J]. 柳春林,左偉英,趙增陽,邱禮鴻. 微生物學(xué)報. 2012(12)
碩士論文
[1]不同氣候帶下的植物資源輸入方式改變對土壤線蟲和微生物群落的影響[D]. 于彬彬.河南大學(xué) 2019
本文編號：3063464
【文章來源】：河南大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】：103 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
試驗(yàn)所在的自然保護(hù)區(qū)地理位置
不同年代序列森林中土壤線蟲和微生物的群落組成與多樣性特征研究12植物寄生線蟲（plant-feedingnematodes）、雜食-捕食性線蟲（omnivorous-predatorynematodes）和功能團(tuán)[20,76,77]。圖2-2土壤線蟲的提取與鑒定2.3.2土壤微生物磷脂脂肪酸（PLFAs）測定與分子測序微生物生物量用氣相色譜法從土壤樣品中提取磷脂脂肪酸（PLFAs）的量進(jìn)行估算[78]。細(xì)菌（Bacteria）生物量被估算通過革蘭氏陽性菌（Gram-positivebacteria,GP）（iso15:0，antiso15:0、iso16:0、iso17:0、antiso17:0），革蘭氏陰性菌（Gram-negativebacteria,GN）（17:0cy，18:1ω7c、19:0cy、16:1ω9c、16:1ω7c）以及15:0,17:0和18:1ω5c的脂肪酸的和；18:2ω6c脂肪酸被用來估算真菌（Fungi）生物量[79]；10Me16:0、10Me17:0、10Me18:0脂肪酸的和估算放線菌（Actinomycetes,ACT）生物量；總的（Total）微生物生物量通過細(xì)菌，真菌、放線菌的和估算。細(xì)菌脅迫指數(shù)（Bacteriastressindex）通過(17:0cy+19:0cy)/(16:1ω7c+18:1ω7c)計算獲得。微生物群落組成與多樣性測試使用OMEGA-soilDNAKit試劑盒（OmegaBio-Tek,USA）從土壤樣本中提取總基因組DNA。用1%瓊脂糖凝膠監(jiān)測DNA濃度和純度，根據(jù)濃度用無菌水將DNA稀釋至1ng/μL，準(zhǔn)備好的DNA樣本被送到Majorbio(Shanghai,China)進(jìn)行高通量分析。16SV4和ITS1的引物為515F-806R[80]和ITS1F-ITS2[81]，具體來說，特異性引物16S/18SrRNA基因用來PCR擴(kuò)增。在IlluminaMiseq測序平臺(Illumina,SanDiego,USA)進(jìn)行測序，用2%瓊脂糖凝膠回收PCR產(chǎn)物，利用AxyPrepDNAGelExtractionKit(AxygenBiosciences,UnionCity,CA,USA)進(jìn)行純化，Tris-HCl洗脫，2%
?叱媯˙acterial-feedingnematodes）；Fu：食真菌線蟲（Fungal-feedingnematodes）；PL：植食性線蟲（Plant-feedingnematodes）；Om：雜食性線蟲（Omnivorousnematodes）；Pr：捕食性線蟲（Predatorynematodes）。每個縮寫后面的數(shù)字為線蟲的CP值，CP值的范圍從1到5，CP值低的線蟲一般生活史周期較短，生活史策略屬r-對策者，對養(yǎng)分富集敏感，CP值較高的線蟲一般生活史周期較長，生活史策略屬K-對策者，對環(huán)境變化特別是擾動較敏感。加粗?jǐn)?shù)值表示對應(yīng)的線蟲屬為優(yōu)勢屬（平均相對豐度>10%）。(A)鼎湖山(B)寶天曼(C)長白山圖4-1-1不同年代森林階段中線蟲屬數(shù)的組成。注：不同顏色代表不同年代森林階段。stage1：前期階段；stage2：中期階段；stage3：后期階段。重疊區(qū)域代表3個年代階段共有的線蟲屬數(shù)，沒有重疊部分表示不同階段所獨(dú)有的線蟲屬數(shù)。4.1.2森林年代序列中線蟲多度以及不同營養(yǎng)類群線蟲多度與相對多度的動態(tài)變化總的線蟲多度以及不同營養(yǎng)類群線蟲多度在鼎湖山研究區(qū)不同年代森林間變化比較明顯，寶天曼和長白山研究區(qū)整體上差異不明顯。具體來說，鼎湖山研究區(qū)總的線蟲多度在中期階段顯著高于前期（P=0.015;圖4-1-2.A1），食真菌線蟲多度在中期階段顯著高于前期和后期（中期較前期P=0.001,中期較后期P=0.005;圖4-1-2.A3），雜食捕食線蟲多度在中期階段同樣顯著高于前期和后期（中期較前期P<0.001,中期較后期P=0.048;圖4-1-2.A5），后期階段又顯著高于前期（P=0.028;圖4-1-2.A5）。食細(xì)菌線蟲和植食性線蟲多度在不同年代森林間沒有顯著差異（圖4-1-2.A2;A4）。寶天曼研究區(qū)總的線蟲,食真菌線蟲、植食性線蟲和雜食捕食性線蟲在不同年代森林間沒有顯著性差異MylonchulusPr40.550.120.250.190.320.260.380.04MononchusPr40.120.160.684.0
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Climate and litter C/N ratio constrain soil organic carbon accumulation[J]. Guoyi Zhou,Shan Xu,Philippe Ciais,Stefano Manzoni,Jingyun Fang,Guirui Yu,Xuli Tang,Ping Zhou,Wantong Wang,Junhua Yan,Gengxu Wang,Keping Ma,Shenggong Li,Sheng Du,Shijie Han,Youxin Ma,Deqiang Zhang,Juxiu Liu,Shizhong Liu,Guowei Chu,Qianmei Zhang,Yuelin Li,Wenjuan Huang,Hai Ren,Xiankai Lu,Xiuzhi Chen. National Science Review. 2019(04)
[2]植物多樣性對亞熱帶森林土壤微生物群落的影響[J]. 宿曉琳,李英濱,楊波,李琪. 生態(tài)學(xué)雜志. 2018(08)
[3]放牧對冷蒿根際土壤細(xì)菌和真菌多樣性影響的PCR-DGGE分析[J]. 王鑫朝,劉守贊,馬元丹,汪俊宇,王小東,寶音陶格濤,高巖,張汝民. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(06)
[4]哀牢山常綠闊葉林不同演替階段土壤線蟲群落的季節(jié)變化特征[J]. 李志鵬,韋祖粉,楊效東. 生態(tài)學(xué)雜志. 2016(11)
[5]土壤動物多樣性及其生態(tài)功能[J]. 邵元虎,張衛(wèi)信,劉勝杰,王曉麗,傅聲雷. 生態(tài)學(xué)報. 2015(20)
[6]長白山溫帶森林不同演替階段土壤化學(xué)性質(zhì)及微生物群落結(jié)構(gòu)的變化[J]. 岳琳艷,鄭俊強(qiáng),韓士杰,楊建華,耿世聰,陳志杰,張雪,谷越. 生態(tài)學(xué)雜志. 2015(09)
[7]河南寶天曼不同林齡與林型森林土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與多樣性[J]. 白曉旭,史榮久,尤業(yè)明,盛華芳,韓斯琴,張穎. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2015(08)
[8]土壤生物多樣性研究:歷史、現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 時雷雷,傅聲雷. 科學(xué)通報. 2014(06)
[9]長白山原始紅松林次生演替過程中土壤微生物生物量和酶活性變化[J]. 胡嵩,張穎,史榮久,韓斯琴,李慧,徐慧. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2013(02)
[10]鼎湖山不同演替階段森林土壤細(xì)菌多樣性[J]. 柳春林,左偉英,趙增陽,邱禮鴻. 微生物學(xué)報. 2012(12)
碩士論文
[1]不同氣候帶下的植物資源輸入方式改變對土壤線蟲和微生物群落的影響[D]. 于彬彬.河南大學(xué) 2019
本文編號：3063464
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