若尔盖高寒湿地和升金湖亚热带湿地土壤微生物群落结构和多样性的比较

摘要

湿地是重要的陆地生态系统之一，也是全球重要的土壤有机碳库。若尔盖高寒湿地(Zoige wenand，zw)作为世界上为数不多的低纬度永冻土区域，其特征是低温(年均温1℃)、高海拔(~3 400 m)和高有机碳(soilorganie carbon，SOc)含量。本文的目的在于通过与若尔盖纬度相似的升金湖亚热带湿地(Shengjinhu wetland，SW)土壤微生物群落结构和多样性进行比较，更多地认识和了解若尔盖高寒湿地土壤微生物群落结构和多样性特征。所取的土壤样品一部分用来分析常规的土壤理化性质，如土壤含水量、pH、SOC、总氮(TN)、氨态氮和硝态氮等；一部分用非培养分子生物学方法[磷脂脂肪酸(PLFA)，末端限制性片断长度多态性(T—RFLP)，定量PCR(teal—time PCR)和克隆文库]来进行微生物生物量、群落结构和多样性的检测，得到的结果如下：与WW相比，ZW有着较高的SOC(11．3倍)、pH和TN(3．4倍)，但氨态氮和硝态氮含量都显著偏低。PLFA和T—RFLP图谱的PCA分析结果都发现两个湿地土壤微生物群落结构存在显著差异。SW土壤总微生物生物量、细茼生物量、放线茵生物量、G+和G-相对丰度以及G+／G-的比值都显著高于ZW，但是真菌生物量在两个样地没有显著差异。定量PCR结果表明ZW土壤细茵基因组合量(553 ng·g-1d．w．soil)显著高于Sw(251．61 ng·g-1d．w．soil)。根据T—RFLP图谱，ZW土壤细茵多样性指数显著高于SW。分别对SW和ZW进行克隆文库分析，发现SW主要的细茵类型有：变形茵纲(66．6％，proteobacteria)(其中14．3％alphaproteobactevia，33．3％betaproteobacteria，19％deltaproteobacteria)，酸纲菌门(11．9％，acidobacteda)，放线菌纲(9．5％，actinobacteria)，拟杆菌门(4．8％，bacteroidetes)，硝化螺旋茵门(4．8％，nitrospira)以及未分类的细菌(2．4％，unclassified groups)。ZW主要的细茵类型有变形茵纲(55％，pro-teobaeteria)(其中17．5％alphaproteobaeteria，17．5％betaproteobacteria，17．5％dehaproteobacteria，2．5％gammaproteobacteria)，拟杆菌门(20％，baeteroidetes)，厚壁茵门(7．5％，firmicutes)，绿弯茵门(5％，chloroflexi)，放线菌纲(5％，acti-nobacteria)，硝化螺旋菌门(2．5％。nitrospira)以及未分类的细茵(5％，unclas．sifted groups)。相比于SW，ZW有着较低的细菌生物量和更高的细菌多样性，这个结果和我们的假设相反。一种可能的解释是，温度是若尔盖高寒湿地关键限制因子，抑制了细菌的生长，从而导致较低的细茵生物量。引入Tilman的资源竞争理论，得出在一个生境中。一种资源(如温度)逐渐成为限制因子，其微生物多样性是逐渐增加的。这种理论能否广泛地应用于微生物多样性的研究，还需要更多实验数据的验证。