黄河滩地和稻田土中铁还原菌、不产氧光合细菌分布机制

摘要

【目的】探讨沿黄流域土壤中铁还原菌(ferric reducing bacteria,Fe RB)、不产氧光合细菌(anoxygenic phototrophic bacteria,An PB)的分布机制。【方法】以沿黄流域(原阳段)为研究对象,采集黄河滩地和稻田土样,利用16Sr RNA基因高通量测序和实时荧光定量分析技术,结合统计学分析,揭示Fe RB、An PB菌群结构、丰度和主要环境影响因子。【结果】二者中的优势Fe RB在科(属)水平为Hydrogenophilaceae(Thiobacillus)、Bacillaceae(Bacillus)、Clostridiaceae、Rhodobactereace(Rhodobacter)、Geobacteraceae(Geobacter),优势An PB为Rhodobactereace(Rhodobacter)、Chloroflexaceae(Chloronema)、Acetobacteraceae(Roseomonas)。An PB中Rhodobacteraceae与Fe RB中Bacillaceae、Clostridiaceae的相对丰度负相关;An PB中Sphingomonadaceae与Hydrogenophilaceae、Clostridiaceae的相对丰度亦负相关。土壤硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)与Rhodobactereace相对丰度负相关,与Geobacteraceae相对丰度正相关。二价铁(Fe2+)对Fe RB、An PB菌群组成的差异分别可解释13.5%、41.8%,p H对Fe RB、An PB菌群组成的差异分别可解释65.7%、42.8%。黄河滩地总细菌(total bacteria,BAC)、地(热)杆菌[Geo(thermo)bacter,GEO]、光合紫细菌(phototrophicpurplebacteria,PPB)的拷贝数分别为2.52(±3.43)×109、5.21(±7.58)×10^(7)、2.9(±3.70)×10^(7)copies/g干土。稻田土中BAC、GEO、PPB拷贝数依次为3.82(±1.29)×10^(10)、3.05(±2.44)×10^(8)、4.31(±0.90)×10^(8)copies/g干土。0-1 cm土层中PPB拷贝数显著高于1-2 cm、2-3cm土层。Fe2+对BAC、GEO、PPB数量分布变异的解释度为81.5%。【结论】土壤类型不同,潜在Fe RB、An PB物种组成不同,GEO、PPB丰度也不同。Fe2+对Fe RB、An PB分布起关键驱动作用。