不同年代序列森林中土壤线虫和微生物的群落组成与多样性特征研究
发布时间：2021-03-04 15:29
植物与土壤生物之间紧密相连,土壤生物的生命活动过程所需的能量依赖于地上植物资源的输入。不同时空尺度下植物资源输入到地下生态系统的数量与质量的改变影响着土壤生物群落的组成与多样性。线虫和微生物在土壤中具有极高的多度与丰富度,在土壤食物网中占据几个营养级并对物质循环与能量传递产生着关键性的作用。之前的少量个案研究发现土壤中线虫和微生物群落组成与多样性在植被不同年代阶段间存在显著性的差异。然而,上述研究结果是否具有普适性尚不清楚。为此,我们选取植被类型与气候类型迥异的3个自然保护区（鼎湖山、宝天曼、长白山）作为低纬度、中纬度和高纬度代表性研究区域。我们采用空间转换时间的方法在每个保护区内选择3个不同年代阶段的森林,以下简称为:前期（stage1）,中期（stage2）和后期（stage3）阶段。每个阶段森林设置3块重复样地,对每块重复样地所采集的土壤和凋落物样品进行实验处理,获得生物（线虫和微生物）与非生物（土壤和凋落物理化性质）数据后进行分析。目的是探讨不同年代序列森林中土壤线虫和微生物的群落组成与多样性动态特征,以期在较大的时空尺度下更好的理解地上与地下生态系统之间的互作关系。我们的结果...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验所在的自然保护区地理位置
不同年代序列森林中土壤线虫和微生物的群落组成与多样性特征研究12植物寄生线虫（plant-feedingnematodes）、杂食-捕食性线虫（omnivorous-predatorynematodes）和功能团[20,76,77]。图2-2土壤线虫的提取与鉴定2.3.2土壤微生物磷脂脂肪酸（PLFAs）测定与分子测序微生物生物量用气相色谱法从土壤样品中提取磷脂脂肪酸（PLFAs）的量进行估算[78]。细菌（Bacteria）生物量被估算通过革兰氏阳性菌（Gram-positivebacteria,GP）（iso15:0，antiso15:0、iso16:0、iso17:0、antiso17:0），革兰氏阴性菌（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脂肪酸被用来估算真菌（Fungi）生物量[79]；10Me16:0、10Me17:0、10Me18:0脂肪酸的和估算放线菌（Actinomycetes,ACT）生物量；总的（Total）微生物生物量通过细菌，真菌、放线菌的和估算。细菌胁迫指数（Bacteriastressindex）通过(17:0cy+19:0cy)/(16:1ω7c+18:1ω7c)计算获得。微生物群落组成与多样性测试使用OMEGA-soilDNAKit试剂盒（OmegaBio-Tek,USA）从土壤样本中提取总基因组DNA。用1%琼脂糖凝胶监测DNA浓度和纯度，根据浓度用无菌水将DNA稀释至1ng/μL，准备好的DNA样本被送到Majorbio(Shanghai,China)进行高通量分析。16SV4和ITS1的引物为515F-806R[80]和ITS1F-ITS2[81]，具体来说，特异性引物16S/18SrRNA基因用来PCR扩增。在IlluminaMiseq测序平台(Illumina,SanDiego,USA)进行测序，用2%琼脂糖凝胶回收PCR产物，利用AxyPrepDNAGelExtractionKit(AxygenBiosciences,UnionCity,CA,USA)进行纯化，Tris-HCl洗脱，2%
?叱妫˙acterial-feedingnematodes）；Fu：食真菌线虫（Fungal-feedingnematodes）；PL：植食性线虫（Plant-feedingnematodes）；Om：杂食性线虫（Omnivorousnematodes）；Pr：捕食性线虫（Predatorynematodes）。每个缩写后面的数字为线虫的CP值，CP值的范围从1到5，CP值低的线虫一般生活史周期较短，生活史策略属r-对策者，对养分富集敏感，CP值较高的线虫一般生活史周期较长，生活史策略属K-对策者，对环境变化特别是扰动较敏感。加粗数值表示对应的线虫属为优势属（平均相对丰度>10%）。(A)鼎湖山(B)宝天曼(C)长白山图4-1-1不同年代森林阶段中线虫属数的组成。注：不同颜色代表不同年代森林阶段。stage1：前期阶段；stage2：中期阶段；stage3：后期阶段。重叠区域代表3个年代阶段共有的线虫属数，没有重叠部分表示不同阶段所独有的线虫属数。4.1.2森林年代序列中线虫多度以及不同营养类群线虫多度与相对多度的动态变化总的线虫多度以及不同营养类群线虫多度在鼎湖山研究区不同年代森林间变化比较明显，宝天曼和长白山研究区整体上差异不明显。具体来说，鼎湖山研究区总的线虫多度在中期阶段显著高于前期（P=0.015;图4-1-2.A1），食真菌线虫多度在中期阶段显著高于前期和后期（中期较前期P=0.001,中期较后期P=0.005;图4-1-2.A3），杂食捕食线虫多度在中期阶段同样显著高于前期和后期（中期较前期P<0.001,中期较后期P=0.048;图4-1-2.A5），后期阶段又显著高于前期（P=0.028;图4-1-2.A5）。食细菌线虫和植食性线虫多度在不同年代森林间没有显著差异（图4-1-2.A2;A4）。宝天曼研究区总的线虫,食真菌线虫、植食性线虫和杂食捕食性线虫在不同年代森林间没有显著性差异MylonchulusPr40.550.120.250.190.320.260.380.04MononchusPr40.120.160.684.0
【参考文献】：
期刊论文
[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]植物多样性对亚热带森林土壤微生物群落的影响[J]. 宿晓琳,李英滨,杨波,李琪. 生态学杂志. 2018(08)
[3]放牧对冷蒿根际土壤细菌和真菌多样性影响的PCR-DGGE分析[J]. 王鑫朝,刘守赞,马元丹,汪俊宇,王小东,宝音陶格涛,高岩,张汝民. 内蒙古农业大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]哀牢山常绿阔叶林不同演替阶段土壤线虫群落的季节变化特征[J]. 李志鹏,韦祖粉,杨效东. 生态学杂志. 2016(11)
[5]土壤动物多样性及其生态功能[J]. 邵元虎,张卫信,刘胜杰,王晓丽,傅声雷. 生态学报. 2015(20)
[6]长白山温带森林不同演替阶段土壤化学性质及微生物群落结构的变化[J]. 岳琳艳,郑俊强,韩士杰,杨建华,耿世聪,陈志杰,张雪,谷越. 生态学杂志. 2015(09)
[7]河南宝天曼不同林龄与林型森林土壤的细菌群落结构与多样性[J]. 白晓旭,史荣久,尤业明,盛华芳,韩斯琴,张颖. 应用生态学报. 2015(08)
[8]土壤生物多样性研究:历史、现状与挑战[J]. 时雷雷,傅声雷. 科学通报. 2014(06)
[9]长白山原始红松林次生演替过程中土壤微生物生物量和酶活性变化[J]. 胡嵩,张颖,史荣久,韩斯琴,李慧,徐慧. 应用生态学报. 2013(02)
[10]鼎湖山不同演替阶段森林土壤细菌多样性[J]. 柳春林,左伟英,赵增阳,邱礼鸿. 微生物学报. 2012(12)
硕士论文
[1]不同气候带下的植物资源输入方式改变对土壤线虫和微生物群落的影响[D]. 于彬彬.河南大学 2019
本文编号：3063464
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验所在的自然保护区地理位置
不同年代序列森林中土壤线虫和微生物的群落组成与多样性特征研究12植物寄生线虫（plant-feedingnematodes）、杂食-捕食性线虫（omnivorous-predatorynematodes）和功能团[20,76,77]。图2-2土壤线虫的提取与鉴定2.3.2土壤微生物磷脂脂肪酸（PLFAs）测定与分子测序微生物生物量用气相色谱法从土壤样品中提取磷脂脂肪酸（PLFAs）的量进行估算[78]。细菌（Bacteria）生物量被估算通过革兰氏阳性菌（Gram-positivebacteria,GP）（iso15:0，antiso15:0、iso16:0、iso17:0、antiso17:0），革兰氏阴性菌（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脂肪酸被用来估算真菌（Fungi）生物量[79]；10Me16:0、10Me17:0、10Me18:0脂肪酸的和估算放线菌（Actinomycetes,ACT）生物量；总的（Total）微生物生物量通过细菌，真菌、放线菌的和估算。细菌胁迫指数（Bacteriastressindex）通过(17:0cy+19:0cy)/(16:1ω7c+18:1ω7c)计算获得。微生物群落组成与多样性测试使用OMEGA-soilDNAKit试剂盒（OmegaBio-Tek,USA）从土壤样本中提取总基因组DNA。用1%琼脂糖凝胶监测DNA浓度和纯度，根据浓度用无菌水将DNA稀释至1ng/μL，准备好的DNA样本被送到Majorbio(Shanghai,China)进行高通量分析。16SV4和ITS1的引物为515F-806R[80]和ITS1F-ITS2[81]，具体来说，特异性引物16S/18SrRNA基因用来PCR扩增。在IlluminaMiseq测序平台(Illumina,SanDiego,USA)进行测序，用2%琼脂糖凝胶回收PCR产物，利用AxyPrepDNAGelExtractionKit(AxygenBiosciences,UnionCity,CA,USA)进行纯化，Tris-HCl洗脱，2%
?叱妫˙acterial-feedingnematodes）；Fu：食真菌线虫（Fungal-feedingnematodes）；PL：植食性线虫（Plant-feedingnematodes）；Om：杂食性线虫（Omnivorousnematodes）；Pr：捕食性线虫（Predatorynematodes）。每个缩写后面的数字为线虫的CP值，CP值的范围从1到5，CP值低的线虫一般生活史周期较短，生活史策略属r-对策者，对养分富集敏感，CP值较高的线虫一般生活史周期较长，生活史策略属K-对策者，对环境变化特别是扰动较敏感。加粗数值表示对应的线虫属为优势属（平均相对丰度>10%）。(A)鼎湖山(B)宝天曼(C)长白山图4-1-1不同年代森林阶段中线虫属数的组成。注：不同颜色代表不同年代森林阶段。stage1：前期阶段；stage2：中期阶段；stage3：后期阶段。重叠区域代表3个年代阶段共有的线虫属数，没有重叠部分表示不同阶段所独有的线虫属数。4.1.2森林年代序列中线虫多度以及不同营养类群线虫多度与相对多度的动态变化总的线虫多度以及不同营养类群线虫多度在鼎湖山研究区不同年代森林间变化比较明显，宝天曼和长白山研究区整体上差异不明显。具体来说，鼎湖山研究区总的线虫多度在中期阶段显著高于前期（P=0.015;图4-1-2.A1），食真菌线虫多度在中期阶段显著高于前期和后期（中期较前期P=0.001,中期较后期P=0.005;图4-1-2.A3），杂食捕食线虫多度在中期阶段同样显著高于前期和后期（中期较前期P<0.001,中期较后期P=0.048;图4-1-2.A5），后期阶段又显著高于前期（P=0.028;图4-1-2.A5）。食细菌线虫和植食性线虫多度在不同年代森林间没有显著差异（图4-1-2.A2;A4）。宝天曼研究区总的线虫,食真菌线虫、植食性线虫和杂食捕食性线虫在不同年代森林间没有显著性差异MylonchulusPr40.550.120.250.190.320.260.380.04MononchusPr40.120.160.684.0
【参考文献】：
期刊论文
[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]植物多样性对亚热带森林土壤微生物群落的影响[J]. 宿晓琳,李英滨,杨波,李琪. 生态学杂志. 2018(08)
[3]放牧对冷蒿根际土壤细菌和真菌多样性影响的PCR-DGGE分析[J]. 王鑫朝,刘守赞,马元丹,汪俊宇,王小东,宝音陶格涛,高岩,张汝民. 内蒙古农业大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]哀牢山常绿阔叶林不同演替阶段土壤线虫群落的季节变化特征[J]. 李志鹏,韦祖粉,杨效东. 生态学杂志. 2016(11)
[5]土壤动物多样性及其生态功能[J]. 邵元虎,张卫信,刘胜杰,王晓丽,傅声雷. 生态学报. 2015(20)
[6]长白山温带森林不同演替阶段土壤化学性质及微生物群落结构的变化[J]. 岳琳艳,郑俊强,韩士杰,杨建华,耿世聪,陈志杰,张雪,谷越. 生态学杂志. 2015(09)
[7]河南宝天曼不同林龄与林型森林土壤的细菌群落结构与多样性[J]. 白晓旭,史荣久,尤业明,盛华芳,韩斯琴,张颖. 应用生态学报. 2015(08)
[8]土壤生物多样性研究:历史、现状与挑战[J]. 时雷雷,傅声雷. 科学通报. 2014(06)
[9]长白山原始红松林次生演替过程中土壤微生物生物量和酶活性变化[J]. 胡嵩,张颖,史荣久,韩斯琴,李慧,徐慧. 应用生态学报. 2013(02)
[10]鼎湖山不同演替阶段森林土壤细菌多样性[J]. 柳春林,左伟英,赵增阳,邱礼鸿. 微生物学报. 2012(12)
硕士论文
[1]不同气候带下的植物资源输入方式改变对土壤线虫和微生物群落的影响[D]. 于彬彬.河南大学 2019
本文编号：3063464
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