浑善达克沙地生物土壤结皮及其下层土壤中固氮细菌群落结构和多样性

摘要：

[背景]荒漠化是一个重大环境问题,生物土壤结皮(Biological soil crusts,BSCs)可遏制荒漠化,其中的固氮微生物对BSCs的形成和发育有重要作用,但目前BSCs中固氮细菌群落结构和多样性尚不十分清楚.[目的]阐明浑善达克沙地中不同类型生物土壤结皮及其下层土壤固氮细菌的群落结构、多样性及其影响因素.[方法]利用稀释热法和碱解扩散法检测土壤的有机质(Organic matter,OM)和速效氮(Available nitrogen,AN)含量;利用高通量测序对nifH基因进行测序,基于nifH序列比较分析固氮细菌群落结构和多样性;利用典范对应分析(Canonical correlation analysis,CCA)分析群落、样品和土壤理化参数的相关性.[结果]固氮细菌优势菌门除在苔藓结皮(HSM)中为Cyanobacteria和Proteobacteria外,在其他类型BSCs中均只为Cyanobacteria;苔藓结皮下层土壤(HSMs)(下层土壤中只有HSMs检测到了nifH)优势菌门为Proteobacteria,优势菌纲为Alphaproteobacteria和Betaproteobacteria;优势菌属差异较大,藻结皮(HSA)中Unclassified_f_ Nostocaceae占90.99％;地衣结皮(HSL)中Scytonema 和Unclassified_f_Nostocaceae分别占45.85％和44.14％;HSM中Unclassified_f_Nostocaceae、Scytonema、Nostoc、Skermanella、Unclassified_oNostocales分别占29.21％、22.57％、15.34％、14.74％和10.60％;HSMs中Skermanella、Azohydromonas、Unclassifiedp_Proteobacteria、Unclassifiedc_Alphaproteobacteria分别占33.80％、25.66％、18.20％和10.62％;固氮细菌多样性随结皮的发育逐渐提高;OM和AN对结皮的发育起促进作用.[结论]藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮及其紧邻下层土壤中的固氮细菌群落结构和多样性差异明显,且固氮细菌类群和多样性指数随BSCs发育阶段的提高而增加.本研究为认识和利用生物土壤结皮相关固氮细菌提供了基础依据.

关键词：BSCs、固氮细菌、nifH、高通量、多样性

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资助基金：National Natural Science Foundation of China31560030;The Program for Young Talents of Science and Technology in Universities of Inner Mongolia Autonomous RegionNJYT-14-A05;Collaborative Innovation Team Project for Teachers and Students of College of Life Science of Inner Mongolia Agricultural University KJCX2016011国家自然科学基金31560030;内蒙古自治区高等学校“青年科技英才支持计划”NJYT-14-A05;内蒙古农业大学生命科学学院师生协同科技创新项目KJCX2016011

在线出版日期：2018-04-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：293-301