不同類型冰川雪中微生物多樣性及其與環(huán)境關(guān)系的研究.pdf

1、冰川作為占據(jù)地球陸地總面積10％的生態(tài)環(huán)境，因其長期的低溫、強(qiáng)輻射和寡營養(yǎng)，對生存于其中的生物具有極大的挑戰(zhàn)，是極端環(huán)境的一個(gè)重要代表。近年來，冰雪微生物作為極端低溫環(huán)境中的主要生命形式已成為生命現(xiàn)象多樣性和氣候環(huán)境變化等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域所關(guān)注的熱點(diǎn)之一。然而，由于冰川分布于不同區(qū)域，各個(gè)研究者大多著眼于自己所研究區(qū)域，對不同氣候環(huán)境條件下，不同類型冰川冰雪微生物多樣性的對比性研究尚少。而且，相對于深冰芯微生物研究而言，對同樣具有重要意義的

2、表面雪層中的微生物研究更少。 本研究以海洋性冰川區(qū)的玉龍雪山和大陸性冰川區(qū)的東天山的冰川雪為材料，利用分子標(biāo)記手段變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù)，DAPI熒光顯微計(jì)數(shù)技術(shù)、恢復(fù)培養(yǎng)技術(shù)、16S rDNA和18s rDNA基因克隆技術(shù)等，通過對雪樣中微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的研究，分析了不同類型、不同深度冰川雪中微生物多樣性的差異及其與氣候環(huán)境因子的關(guān)系，主要結(jié)果如下： 1.大陸性的東天山冰川雪中細(xì)菌數(shù)量高于海洋性的玉龍

3、雪山。東天山雪樣細(xì)菌總數(shù)在1.03x104～1.74x104cells/ml(mean±standard error，1.36x104±0.21×104cells/ml，n=3)之間，玉龍山冰川雪中細(xì)菌在1.4x103～3.13×103cells/ml(mean±standard error，2.1×103±0.53x103 cells/ml，n=3)之間。細(xì)菌總數(shù)和可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)與氣候環(huán)境替代指標(biāo)Ca2+，Mg2+和Na+等離子濃度變化

4、趨勢一致，提示微生物是隨粉塵顆粒進(jìn)入冰川雪坑中。但是，除粉塵之外還有其它因素影響著冰雪微生物的含量。 2.恢復(fù)培養(yǎng)以及變性梯度凝膠電泳(DGGE)的結(jié)果顯示，東天山雪樣中細(xì)菌種類多于玉龍雪山的樣品。從東天山冰川雪樣中檢測到的細(xì)菌分別屬于α-，β-，γ-proteobacteria，CFB，HGC和LGC 6個(gè)系統(tǒng)發(fā)育群；從玉龍山雪樣中檢測到5個(gè)系統(tǒng)發(fā)育群的細(xì)菌，分別為α-Proteobacteria，β-proteobacte

5、ria、HGC、LGC和CFB類。由于水汽和塵埃的源區(qū)及傳輸途徑不同，致使冰川雪中細(xì)菌的種類與玉龍山冰川有很大的差別。通過恢復(fù)培養(yǎng)和DGGE手段得到的細(xì)菌種類不同，在可培養(yǎng)菌株中占優(yōu)勢的革蘭氏陽性菌在DGGE檢測到的細(xì)菌類群中比例較少。因而需要將分子方法與傳統(tǒng)的培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合，才能更充分、更全面地研究冰川微生物。 3.東天山冰川和玉龍山冰川雪樣中的真核微生物組成顯著不同，通過DGGE方法檢測到玉龍山雪坑中真核微生物主要為Fun

6、gi和Cercozoan；東天山雪坑中真核微生物分屬于Viridiplantae，F(xiàn)ungi、Cercozoan、Alveolata和Metazoa等五大類。冰川中的真核微生物群落結(jié)構(gòu)的不同，說明氣候環(huán)境變化對冰川真核微生物的分布也有重要影響。 4.玉龍雪山不同深度雪樣中的細(xì)菌和真核微生物變化不明顯，但東天山不同深度雪中細(xì)菌和真核微生物的結(jié)構(gòu)組成有明顯變化，且細(xì)菌變化與離子濃度關(guān)系密切，而不同的真核微生物的變化與細(xì)菌類群和離子