2种立地条件下沙棘林地土壤中细菌多样性比较

摘要

cqvip:利用高通量测序技术对陕西省中部和北部2个中国沙棘林地(永寿县马坊镇马坊林场和榆林市榆阳区转龙湾乡)表层(5~20 cm)土壤中细菌的特征区域进行检测,对比分析了2个林地土壤细菌群落结构和组成,并分析弗兰克氏菌科各细菌属的相对丰度与年平均降雨量和主要土壤营养因子之间的关系,以阐明环境条件对沙棘林地表层土壤中弗兰克氏菌群落的影响。结果表明,转龙湾林地土壤中细菌菌群丰富度指数(Ace指数和Chao1指数)高于马坊林地,而2个地区的细菌群落多样性指数(Shannon指数和Simpson指数)差异不大。从马坊和转龙湾林地土壤中分别获得89467条和85279条测序序列,可归类为2658条和2887个操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),其对应的细菌分属于26个门66个纲144个目275个科474个属和30个门75个纲164个目322个科584个属;2个林地在门和纲组成上的一致性分别达到83%和78%;在细菌目和科的分类水平上,2个林地土壤细菌群落中相对丰度较高的细菌目的组成、以及这些目所含的主要细菌科的组成高度相似,但各菌目以及同一菌目中各菌科的相对丰度在不同林地之间存在明显差异。弗兰克氏菌目(Frankiales)细菌在马坊和转龙湾2个林地中的相对丰度均比较低,分别只有0.44%和0.76%;从2个林地土壤中共获得弗兰克氏菌目下的20条OTU代表序列(其中共有序列19条),分属于7个科12个属;弗兰克氏菌科(Frankiaceae)弗兰克氏菌属(Frankia)在土壤营养条件较好、降雨量较多的马坊林地土壤中的相对丰度占该目细菌的5.57%,显著高于土壤营养条件较差、降雨量较少的转龙湾林地(相对丰度在该目中为0.77%)。据此,可计算出弗兰克氏菌属在2个沙棘林地土壤整个细菌群落中的相对丰度分别仅为0.011%和0.002%。弗兰克氏菌属的相对丰度与土壤全N和碱解N含量以及年平均降雨量呈显著正相关。综上所述,不同立地条件下沙棘林地表层土壤中细菌群落组成差别不大,但各类细菌的相对丰度差别较大;具有固N能力的弗兰克氏菌属细菌的相对丰度很低,而在降雨较为充沛、以及土壤有机质和矿质营养条件较为丰富的立地条件下,其相对丰度显著高于降雨较为稀少和土壤较为贫瘠的立地条件。