青藏高原高寒草甸土壤中硝化和反硝化微生物功能群对不同放牧强度的响应

发布时间：2021-10-05 17:18

　　青藏高原拥有独特的地理环境,使其对全球气候变化非常感敏。近年来,由于各种人为干扰因素（如过度放牧）使其主要植被类型（高寒草甸）退化严重。放牧是青藏高原地区草地利用的主要方式之一,不仅会改变地上植物群落结构和多样性,同时影响地下物质循环和能量流动。尤其改变土壤氮循环从而影响地上初级生产力。土壤微生物作为氮循环的关键驱动者,对调节植物可利用氮含量以及阻止生态系统中不必要的氮流失起着重要作用。因此,了解管理措施如何影响地下微生物群落,对预测人为干扰引起的生态效应问题意义重大。本研究采用构建克隆文库和实时荧光定量PCR相结合的方法,研究了青藏高原高寒草甸土壤中硝化和反硝化微生物的群落结构及其丰度对不同放牧强度（禁牧处理NG、季节性放牧SG、全年连续放牧CG）的响应并揭示其与环境因子之间的关系。同时,引入微生物“功能响应群”概念,探讨硝化和反硝化的主要功能类群对不同放牧强度的响应以及驱动这些功能响应群的主要环境因子。主要实验结果如下:1.不同放牧强度对硝化和反硝化微生物丰度的影响基于amoA基因的实时荧光定量PCR结果显示,放牧显著提高了氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）的丰度（P<... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１微生物参与的氮循环过程（Ｃａｎｆｉｅｌｄ?Ｗ虹，２０１０）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓ?ｉｎｖｏｌｖｅｄ?ｉｎ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｙｃｌｅ?ｄｒｉｖｅｎ?ｂｙ?ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ??１??

对不同放牧处理的土壌ＤＮＡ样品分别构建了?ＡＯＡ、ＡＯＢ、ｍＶｉｆ和ｍＶＳ克??隆文库，库容值反映了样品中微生物种类的覆盖程度，当库容值为１００％时，表??示构建的克隆文库能够覆盖环境样品中所包含的所有微生物类群。从图３．１可??知，本实验所构建的克隆文库覆盖度分别在（ａ）?Ａ０Ａ：?８９．１５％?－?９７．７％；?（ｂ）??ＡＯＢ：?８１．６％?－?９５．７％；?（ｃ）?ｎｉｒＫ：?９０．４５?－９８．９％；?（（１）？卜５１：８０．５％－９３．５％之间，??稀疏曲线趋于平缓，表明克隆文库能够较好地代表所取样品的微生物群落多样性。??阳性克隆子测序所得核酸序列经比对，相似度大于９７％?（ＡＯＡ和ＡＯＢ）或??２０??

硝化和反硝化微生物功能群对放牧强度的响应??反硝化细菌和基因丰度分别为２．１－５．８Ｘ１０５?ｃｏｐｉｅｓ?ｇ＿１和３．９－９．７＞＜１〇７??ｃｏｐｉｅｓ?ｇ＿ｌ（图３．３?ｂｈｗ／ｒＡ：基因拷贝数随着放牧强度增强而显著增加（尸＝０．００５），??然而，基因拷贝数却呈现下降趋势（Ｐ?＝?０．０９４）。分析结果显示，不同放牧??强度下型反硝化细菌丰度占所有反硝化细菌（ｍ＞尺型和型之和）丰度??的比例从０．２％上升到１．５％。??Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析结果表明（表３．３）?，?ＡＯＡ、ＡＯＢ和的丰度都与土??壤Ｎ０３＿浓度呈显著正相关性（及２?＝?０．６１，尸＝０．０１４；及２?＝?０．６７，尸＝０．００７；炉＝０．４６，??尸＝０．０４６），但是和ＮＣＶ浓度呈负相关（／？２?＝?０．５６，尸＝?０．０２）。土壤总碳??浓度和ｗ／ｎＳ１的丰度呈正相关，与Ａ０Ｂ以及ｍ＞尺呈负相关，但是和ＡＯＡ没有显??著相关性。此外，的丰度与土壤湿度呈正相关０．７２，?Ｐ?＝?０．００４），和??总磷以及速效磷含量呈负相关（炉＝０．４１，尸＝?０．０６６；?０．７４，尸＝?０．００３?）。??（ａ）?（ｂ）??８＇５１＂＊｜ＡＯｂ１?８５?ＩｊＨＨｎｉｒＫ??１?ａ．〇：?＞＞?＝８０：?ｍｍ

【参考文献】：
期刊论文
[1]放牧对草地土壤理化特性影响的研究进展[J]. 张成霞,南志标.  草业学报. 2010(04)
[2]反硝化功能基因——检测反硝化菌种群结构的分子标记[J]. 梁丽华,左剑恶.  微生物学通报. 2009(04)
[3]氨氧化微生物生态学与氮循环研究进展[J]. 贺纪正,张丽梅.  生态学报. 2009(01)



本文编号：3420191