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南疆沙尘暴空气微生物多样性研究

夏库拉·巴克特亚尔  
【摘要】:随着工业化发展和人类活动影响,沙尘暴活动更加频繁发生在干旱及半干旱地区,对当地及经过地区居民身体健康、经济发展和生态系统造成严重影响。因此,分析和检测沙尘暴中空气微生物显得尤为重要。本研究以南疆沙尘暴空气微生物为研究对象,利用可培养方法和高通量测序技术,结合环境因子信息,分析沙尘暴不同时期空气微生物多样性和群落结构变化。主要研究结论如下:(1)通过可培养方法从南疆沙尘暴中共获得209株菌株,其中细菌144株,真菌65株,分别隶属于厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门、变形菌门和子囊菌门。细菌优势门为:放线菌门(Actinobacteria,41.67%)和厚壁菌门(Firmicutes,46.53%);优势菌属为:芽孢杆菌属(Bacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)、马西莉亚属(Massilia)和短杆菌属(Brevibacterium);可培养沙尘暴真菌均属于子囊菌门,优势菌属为:枝孢属(Cladosporium)、青霉菌属(Penicillium)、链格孢属(Alternaria)。通过典范对应分析(CCA,Canonical Correlation Analysis)发现,不同环境因子对南疆地区空气细菌多样性的影响大小为:气压温度海拔湿度风速;不同环境因子对南疆地区空气真菌多样性的影响大小为:海拔气压风速湿度温度。(2)采用高通量测序技术检测沙尘暴空气细菌,结果表明,从沙尘暴前中后期12个空气微生物样品共获得740364条有效序列,共产生156个OTU,分属于9门87属。其中,优势门为变形菌门(Proteobacteria,80.52%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,20.96%)。优势属为假单胞菌属(Pseudomonas)和鞘氨醇宝盒菌属(Sphingobium)、不动杆菌属(Actinobacteria)。沙尘暴不同时期空气微生物多样性和群落结构差异显著。冗余分析(RDA,Redundancy analysis)分析结果表明:湿度和气压与沙尘暴空气细菌多样性呈正相关,与经度、维度、海拔和温度呈负相关。(3)利用高通量测序技术分析沙尘暴空气真菌,结果发现,从沙尘暴前中后期8个空气微生物样品共获得555548条有效序列,共产生257个OTU,分属于6门121属。其中,优势门为子囊菌门(Ascomycota,58.68%),担子菌门(Basidiomycota,30.99%);优势属为链格孢属(Alternaria)和栓菌属(Trametes)、毛孢子菌属(Trachosporon)和耐冷酵母(Guehomyces)。冗余分析(RDA,Redundancy analysis)分析结果表明:湿度、气压、经度与沙尘暴空气真菌多样性呈正相关,与海拔、维度、温度呈负相关。本研究揭示了沙尘暴不同时期空气微生物多样性和群落结构变化,可为沙尘暴预警工作和荒漠化治理提供一定的理论依据。


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