收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

天山冷环境中微生物系统多样性及分布特征的研究

杨大群  
【摘要】: 低温环境是一个独特的生态系统,它被认为是天然的“菌种保藏中心”。近年来冷环境下微生物的研究取得了长足的发展,尤其是微生物生态学的研究。天山地区具有寒冷、中纬度和高海拔等特点,是研究低温微生物的理想生境。本文选取了天山2米深的雪坑、1.6米深的活动层冻土和3.0米深的永冻土作为材料,应用PCR-DGGE技术研究了其中微生物的群落结构和分布,分析和讨论了它们之间的关系及其与温室气体(CH_4和N_2O)排放的关系。得出了以下主要结果: 1、从天山永冻土中检测出44条细菌序列,在系统进化树上聚类为7大类群:酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。共包含Gemmatimonas、Carnobacterium、Bacillus、Acidobacterium、Arthrobacter、Pseudomonas、Rhodoplanes、Nordella、Herminiimonas、Denitratisoma、Ramlibacter、Flavobacterium、Thermoleiphilum和一些未确定种属的细菌。其中变形菌门包含α、β、γ和ε等4个亚门,是天山永冻土中的优势菌群。在所有检测到的细菌中与冷环境相关的细菌占22.7%(10/44)。此项研究表明天山永冻土特殊的生境孕育了丰富多样的细菌资源。 2、从天山永冻土中检测出28条古细菌序列,在系统进化树上聚类为2大类群:广古菌门(Euryarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota)。广古菌分为两大支,一是与盐细菌有相关性的广古菌Ⅰ,二是与甲烷菌有相关性的广古菌Ⅱ。泉古菌根据K(o|¨)nneke等(2005)的分类,归为“低温泉古菌”,只在较深的2.5米和3.0米的冻土中检测到。其中广古菌为永冻土中的优势菌群。在所有检测到的古细菌中与冷环境相关的古细菌占67.9%(19/28)。此项研究开启了高山寒区低温古菌的搜寻,为阐明生命低温起源和进化机制提供了更丰富的研究素材。 3、从天山活动层冻土中检测出34条细菌序列,在系统进化树上聚类为4大类群:变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。共包含Burkholderia、Xanthomonas、Sphingomonas、Pararubellimicrobium、Rudanella、Pedobacter、Dyadobacter、Nocardioides和一些未确定种属的细菌。其中变形菌门细菌为活动层冻土中的优势菌群。在所有检测到的细菌中与冷环境相关的细菌占61.8%(21/34),说明了在活动层冻土存在反复性冻融的情况下冷适应细菌能够更好的被保存下来。 4、从天山雪样中检测出40条细菌序列,在系统进化树上聚类为3大类群:变形菌门(Proteobecteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。共包含Janthinobacterium、Polaromonas、Acinetobacter、Pseudomonas、Rhodobacter、Nocardioides、Flectobacillus、Hymenobacter和一些未确定种属的细菌。其中变形菌门细菌为雪样中的优势菌群。在所有检测到的细菌中与冷环境相关的细菌占47.5%(19/40)。DGGE图谱表明雪样中的细菌种类与大气中的尘埃有着密切的关系,说明了大气的生物输送对雪样细菌的分布起着重要作用,可能成为一种反映气候环境变化的指标。 5、比较雪样、活动层和永冻层中微生物的群落结构特征,发现它们互相之间几乎没有生物交换。微生物来源方式不同和样品年代的不同可能是造成这一结果的主要原因。 6、在永冻层的上限(1.5米)处,发现存在着许多反硝化细菌(假单胞菌)和产甲烷菌,并且氨态氮和硝态氮的比值(NH_4-N:NO_3/NO_2-N)最大,表明浅层冻土中的微生物具有释放温室气体CH_4和N_2O的潜在能力,全球气候变暖已经开始影响到永冻土中的微生物,微生物也即将对全球气候变暖产生重要的反馈作用。 7、冻土和积雪中存在着一些病原菌。如肉杆菌(Carnobacterium)、伯克氏菌(Burkholderia)和黄单胞菌(Xanthomonas),随着冻土和积雪的融化,这些病原菌将会被释放。 以上研究表明天山地区冷环境中存在着丰富的低温微生物资源,天山低温微生物多样性的研究拓展了低温生物学领域的研究范围,揭示了原核生物在高山环境生物地球化学作用中的分布与功能,为进一步的应用研究提供了理论依据和科学支撑。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 舒良树,郭召杰,朱文斌,卢华复,王博;天山地区碰撞后构造与盆山演化[J];高校地质学报;2004年03期
2 马华东;涂其军;张玉萍;夏国彬;;新疆天山成矿带金矿床特征及可持续发展[J];资源环境与工程;2008年02期
3 马华东;涂其军;张玉萍;;新疆天山金矿可持续发展建议[J];陕西地质;2008年01期
4 李顺成;刘启元;陈九辉;郭飚;赖院根;王继;;横跨天山的宽频带流动地震台阵观测[J];地球物理学进展;2005年04期
5 张成和;丁天府;;试论新疆天山地区石炭纪海相火山岩型铁矿成矿条件[J];西北地质;1984年03期
6 王圣杰;张明军;李忠勤;王飞腾;李慧林;李亚举;黄小燕;;近50年来中国天山冰川面积变化对气候的响应[J];地理学报;2011年01期
7 朱杰辰,孙文鹏;新疆天山地区震旦系同位素地质研究[J];新疆地质;1987年01期
8 王绍芳;郭宪璞;;天山地质考察记[J];大自然;1995年01期
9 胥颐;天山地震活动区的深部构造特征[J];新疆地质;1996年02期
10 王琼,王海涛;基于二维地震时间序列的PPAR模型在天山地区的应用研究[J];防灾减灾工程学报;2003年04期
11 王登红;李纯杰;陈郑辉;陈世平;肖克炎;李华芹;梁婷;;东天山成矿规律与找矿方向的初步研究[J];地质通报;2006年08期
12 张进;李锦轶;朱志新;;伊犁盆地南部乌孙山晚新生代变形特征及意义[J];新疆地质;2009年02期
13 徐俊荣,仇家琪;天山地区影响稳定积雪形成的初始气候条件研究──以天山积雪雪崩研究站为例[J];干旱区地理;1996年04期
14 李永安,吴绍祖,孙东江;中国天山地区二叠—三叠系界线磁性特征的初步研究[J];新疆地质;1997年03期
15 方世虎,郭召杰,宋岩,吴朝东,张志诚,王美娜,范瑞东;准噶尔盆地南缘侏罗纪沉积相演化与盆地格局[J];古地理学报;2005年03期
16 刘炜;马晓军;候书贵;陈拓;秦大河;;东天山地区庙儿沟雪坑中微生物多样性、群落结构与环境关系研究[J];微生物学报;2007年06期
17 彭守涛;李忠;许承武;;库车坳陷北缘早白垩世源区特征:来自盆地碎屑锆石U—Pb年龄的信息[J];沉积学报;2009年05期
18 郑哲民;马恩波;任竹梅;;新疆天山地区雏蝗属一新种(直翅目,网翅蝗科)[J];动物分类学报;2009年04期
19 赵洪壮;李有利;杨景春;;北天山流域河长坡降指标与Hack剖面的新构造意义[J];北京大学学报(自然科学版);2010年02期
20 赵洪壮;李有利;杨景春;;北天山流域河长坡降指标与Hack剖面的新构造意义[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孔祥儒;张凤玉;闫永利;马晓冰;刘宏兵;;天山地区电性结构特征研究[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
2 席天笑;沙斌;袁修干;常华;;冷环境中手指热调节的数学模拟与研究[A];第三届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];1997年
3 杨主恩;樊祺诚;周伟新;赵瑞斌;;天山地区基底岩石的岩石化学和地球化学特征及其构造成因意义[A];中国矿物岩石地球化学学会第九届学术年会论文摘要集[C];2003年
4 狄宁;于峰;梅小龙;狄凤桐;;高寒区冷环境下重型颅脑爆炸伤救治与修复[A];2001年全国中西医结合急救医学学术会议论文集[C];2001年
5 蔡根庆;胡明考;林双幸;张子敏;马汉峰;房江奇;张胜;;新疆东天山地区铀矿资源潜力评价[A];“十五”重要地质科技成果暨重大找矿成果交流会材料三——“十五”地质行业重大找矿成果资料汇编[C];2006年
6 郭育;肖兰喜;朱元清;;天山地区地震活动的相关性及初步解释[A];1998年中国地球物理学会第十四届学术年会论文集[C];1998年
7 楼海;王椿镛;;重磁异常和卫星重力异常揭示的天山地区的构造动力学特征[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
8 胥颐;张华卿;;新疆天山地区上地幔三维速度图像及其与地震活动的关系[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年
9 郭卫英;;南天山地区两次红外增温现象与地震关系的讨论[A];中国地震学会第11次学术大会论文摘要集[C];2006年
10 江丽君;李永华;吴庆举;;中天山及邻区S波分裂研究及其动力学意义[A];中国地球物理·2009[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨大群;天山冷环境中微生物系统多样性及分布特征的研究[D];兰州大学;2008年
2 刘洁;天山上地幔对流与造山运动数值模拟[D];中国地震局地质研究所;2006年
3 马中平;天山及其邻区蛇绿岩研究与古生代洋盆演化[D];西北大学;2007年
4 李向民;天山及邻区地质演化过程中的大陆裂谷火山作用[D];西北大学;2007年
5 王清利;天山及邻区古生代构造—岩浆—成矿事件年代学研究[D];中国地质科学院;2008年
6 丁建华;新疆东天山铜、镍、金矿资源潜力评价[D];中国地质科学院;2007年
7 娄德波;新疆东天山铜镍矿资源潜力评价方法研究[D];中国地质科学院;2008年
8 陈世平;新疆哈密地区矿产资源成矿规律及评价研究[D];中国地质科学院;2006年
9 庄道泽;新疆东天山成矿地质条件与综合信息预测模型研究[D];吉林大学;2005年
10 吴华;东天山地壳演化及内生金属成矿作用[D];中国地质大学(北京);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立社;天山造山带中段(乌库公路—托克逊库米什)古生代构造特征及演化[D];西北大学;2005年
2 于宁;冷环境中机体肾上腺素水平对血管内皮细胞NOS活性的影响及其在冷适应建立中的意义[D];中国人民解放军军事医学科学院;2006年
3 陈建波;新疆地震构造特征研究[D];中国地震局兰州地震研究所;2008年
4 雷显权;天山地区现今地壳运动变形及动力学数值模拟[D];中南大学;2009年
5 常想德;证据权重法在东天山地区铜矿产资源评价中的应用[D];新疆大学;2009年
6 廖芷仪;天山地区暴雨数值模拟及资料同化的研究[D];南京信息工程大学;2012年
7 张建;分形理论在东天山金矿预测中的运用[D];新疆大学;2006年
8 戚冉;东天山晚古生代成矿地质背景分析[D];新疆大学;2008年
9 姜辉;地震应力触发模型在新疆地区的应用研究[D];中国地震局兰州地震研究所;2009年
10 何为;东天山地区风化矿物黄钾铁矾的K-Ar年代学研究及其环境意义探讨[D];中国地震局地质研究所;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李光亮;寒冷,你抗得住吗?[N];中国气象报;2003年
2 吕斌;秋季应让宝宝“冻一冻”[N];大众卫生报;2007年
3 济南工人医院 张乾;让宝宝学会耐寒[N];大众卫生报;2005年
4 记者 张苗;东天山地区5处古游牧文化大型聚落遗址保护规划出台[N];哈密报(汉);2008年
5 中国社会科学院考古研究所2005届博士毕业生 郭物;新疆天山地区公元前一千纪的考古学文化研究[N];中国文物报;2005年
6 廖伯逊 梁柱生;戴天山,最早是犀牛的家园?[N];四川日报;2006年
7 秦亚洲;中国天山冰芯,记录人类“污染档案”[N];新华每日电讯;2006年
8 王可;卒中病人须知[N];农村医药报(汉);2007年
9 费戈;旅行冻伤怎么办[N];中国国门时报(中国出入境检验疫报);2000年
10 本报记者  刘声东 王雁翔 特约记者 梁永利 特约通讯员  贾启龙;以实磨剑锋[N];解放军报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978