荒漠植被土壤细菌群落结构与多样性研究

论文摘要

土壤细菌等微生物群落作为生态系统的重要组成部分,对生态系统功能与过程具有重要作用。荒漠植被是我国分布面积最大的植被类型,也是我国西北地区重要的生态屏障,与其他生态系统相比,荒漠生态系统土壤细菌等微生物研究相对滞后。本文采用高通量测序手段对青海柴达木盆地和内蒙古阿拉善地区典型荒漠植被非根际土壤细菌群落结构、多样性以及与环境因子的相关性进行了系统研究。其研究成果丰富,对极端环境细菌资源库、荒漠植物生态适应、土壤状况评价以及退化生态系统修复等具有一定的理论意义与应用价值。主要研究结果如下:1)所有样品在97%相似度水平下聚类为9384个操作分类单元（OTU）,已鉴定细菌归属于51门、148纲、246目、461科、1051属、729种,主要优势门包括放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）。2)各样地间α多样性指数变化范围较大,Shannon-Wiener为4.41-6.67之间,Simpson为0.005-0.032,ACE指数为1137-3820,Chao1指数范围为752-3878,多数样地的α多样性指数在灌丛冠外与冠下土样间无显著性差异。3)不同样地间细菌群落β多样性差异显著。经LefSe分析发现,除QC2（梭梭）外,其余样地在门和纲水平均有显著性差异类群,在门水平上,AZ1（四合木）酸微菌门、GS1（驼绒藜）放线菌门、QC1（梭梭）绿弯菌门、QC5（白刺）芽单胞菌门、QC8（无植被）拟杆菌门和厚壁菌门、QC9（无植被）变形菌门为显著差异类群。4)NMDS分析显示植被类型与细菌群落有一定相关性。QC7（合头藜）样地与AZ2、QC1、QC2、QC6四个梭梭样地在灌丛冠下与冠外有显著性差异,其余样地无显著性差异。5)土壤化学性质对细菌群落影响较小,冠外土样中,TC和TN对细菌群落影响相对较大,冠下土样中pH对细菌群落影响最大。

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摘要

ABSTRACT

一、前言

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 森林、草原、湿地、苔原生态系统土壤细菌群落多样性的研究进展

1.2.2 荒漠植被细菌群落多样性的研究进展

1.2.3 微生物研究方法进展

1.3 科学问题与技术路线

1.3.1 主要科学问题

1.3.2 主要研究内容与技术路线

二、研究方法

2.1 研究区概况

2.2 实验材料

2.2.1 实验药品与试剂

2.2.2 主要仪器与设备

2.3 实验方法

2.3.1 样点设置与采样方法

2.3.2 土壤化学性质测定方法

2.3.3 土壤样品总DNA提取及测序

2.4 数据处理与分析

2.4.1 土壤化学性质数据处理

2.4.2 测序数据预处理

2.4.3 生物信息学分析

三、结果与分析

3.1 荒漠植被群落信息与土壤化学性质

3.1.1 荒漠植被群落基本信息

3.1.2 土壤化学性质

3.2 细菌OTU聚类分析

3.2.1 测序数据质量评估

3.2.2 测序深度评估

3.2.3 操作分类单元（OTU）分析

3.3 细菌群落结构组成分析

3.3.1 门水平的优势种群分析

3.3.2 纲水平的优势种群分析

3.3.3 科水平的优势种群分析

3.3.4 属水平与种水平的优势种群分析

3.4 细菌群落α与 β多样性分析

3.4.1 α 多样性指数分析

3.4.2 β 多样性指数分析

3.5 细菌群落与环境因子相关性分析

3.5.1 细菌群落与植被的相关性

3.5.2 细菌群落与土壤环境因子的相关性

四、讨论

4.1 荒漠植被细菌群落结构与多样性

4.1.1 荒漠群落细菌结构特征及优势菌群

4.1.2 荒漠群落细菌多样性特征及特有类群

4.2 荒漠植被细菌群落多样性及其影响因子

4.2.1 土壤化学性质与细菌群落的相关性

4.2.2 植被类型与细菌群落的相关性

五、结论与展望

5.1 研究结果与结论

5.1.1 荒漠植被非根际土壤细菌群落组成

5.1.2 荒漠植被非根际土壤多样性特征

5.1.3 土壤化学性质对荒漠植被非根际土壤细菌群落的影响

5.2 本实验不足与展望

参考文献

论文选题来源

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张小青

导师: 梁存柱

关键词: 荒漠植被,土壤细菌,群落结构,多样性,影响因子

来源: 内蒙古大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 内蒙古大学

基金: 科技部科技基础性工作专项:《中国植被志》编研(2015FY210200),科技部国家重点研发计划项目:“荒漠化退化草地治理技术及示范”第3课题“干草原区退化草地修复与可持续利用技术研发与示范”(2016YFC0500503)

分类号: S154.3

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