基于xoxF基因的不同生境下甲醇氧化菌群多樣性研究初探.pdf

1、甲醇是甲烷氧化過程的中間產(chǎn)物，高濃度的甲醇可能會對甲烷單加氧酶產(chǎn)生反饋抑制，從而抑制甲烷的氧化?；趍xaF和xoxF蛋白質(zhì)序列的系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示，甲醇脫氫酶蛋白質(zhì)家族組成至少有六種不同的獨(dú)立分支(mxaF和xoxF1-5)。而xoxF基因是最近新發(fā)現(xiàn)的甲基營養(yǎng)菌的甲醇脫氫酶。雖然，在海洋環(huán)境中利用xoxF基因檢測到多種甲醇氧化菌，但在濕地沉積物和草原土壤中的多樣性及分布還尚無報(bào)道。
　　為了解濕地沉積物及草原土壤中甲醇氧化菌

2、的多樣性，本文以內(nèi)蒙古高原典型濕地和草原作為研究區(qū)域，選擇重度富營養(yǎng)化的烏梁素海濕地、半干旱區(qū)錫林河水庫、錫林河圍封濕地，以及典型草原毛登牧場，采集表層土壤或沉積物作為研究對象，提取樣品總DNA并構(gòu)建xoxF5基因克隆文庫，共測序221個(gè)克隆子序列（132個(gè)OTUs）并進(jìn)行甲醇氧化菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性分析。研究結(jié)果如下:
　　(1)三個(gè)不同濕地沉積物中都檢測出α-變形菌門（豐度:12～48％，下同），β-變形菌門(7～47％)，γ-

3、變形菌門(37～54％)的甲醇氧化菌，生境不同而有所差異。在屬水平上，TypeⅠ甲烷氧化菌（Cluster6和Cluster8）是同時(shí)作為烏梁素海(WWT)，錫林河水庫(XRR)，錫林河濕地(XWT)的主要菌群（豐度分別17％，38％及22％）。其次，Hyphomicrob ium屬相關(guān)的Cluster3B是烏梁素海(WWT)和錫林河水庫(XRR)中的豐度較高（分別22％和41％）。而Methylibiumsp.Root1272親緣菌群

4、(OTU005)是錫林河濕地(XWT)特異的優(yōu)勢菌(16％)。還有，Beggiatoa相關(guān)Cluster4(17％)也是烏梁素海特異性主要菌群。這些結(jié)果顯示，甲烷氧化菌也是濕地主要甲醇氧化菌，可能為其他氮或硫循環(huán)功能的甲醇氧化菌提供碳素營養(yǎng)。
　　(2)毛登牧場草原土壤的甲醇氧化菌中包含α-變形菌門(63％)，β-變形菌門(13％)，γ-變形菌門(5％)，厚壁菌門(17％)及放線菌門(2％)。其中，α-變形菌門的Hyphomicr

5、obium相關(guān)Cluster3B(16％)和Bradyrhizobium親緣Cluster3A(23％)，以及未知的厚壁菌門的未知的Cluster5(20％)是主要功能菌群，另外γ-變形菌門的TypeⅠ甲烷氧化菌(4％)。而且與濕地相比，Bradyrhizobium與未知的Cluster5是草原特異菌群，在草原土壤中甲醇氧化菌可能對草原土壤氮循環(huán)起重要作用。
　　(3)甲醇氧化菌的多樣性分析結(jié)果是毛登草原的香農(nóng)指數(shù)最高(H'=3.