模拟干湿交替对水稻土古菌群落结构的影响

• 作者: 包丽君 贾仲君
• 来源期刊: 土壤学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 高通量测序 水稻土 16S rRNA 16S rRNA基因 干湿交替 古菌
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 191-203
• 页数: 13页
• 分类号: Q938
• 字数: 3616字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11766/trxb201603140046

摘要

干湿交替是自然界普遍存在的现象，但长期以来由于技术的限制，复杂土壤中微生物对水分变化的响应规律仍不清楚。针对我国江苏常熟湖泊底泥发育的典型水稻土，在室内开展湿润-风干以及风干-湿润各三次循环，每次循环中湿润、风干状态各维持7d，利用微生物核糖体rRNA的通用引物进行PCR扩增，通过高通量测序分析土壤古菌多样性变化，同时结合实时荧光定量PCR技术，在DNA和RNA水平研究古菌数量对干湿交替过程的响应规律。结果表明：水稻土湿润-风干过程中，在DNA水平土壤古菌数量降幅约为149倍～468倍，而在RNA水平降幅最高仅为2.06倍；水稻土风干-湿润过程中，在DNA水平古菌数量增幅在147倍～360倍之间，而在RNA水平增幅最高仅为2.95倍。表明在干湿交替过程中，DNA水平的古菌16S rRNA基因数量变化远高于RNA水平。基于高通量测序多样性的结果表明，在DNA和RNA水平，湿润土壤3次风干、以及风干土壤3次加水湿润7d恢复后，土壤古菌群落结构均发生统计显著性改变。在微生物门、纲、目、科和属的不同分类水平下，水稻土古菌主要包括3、10、13、14、10种不同的类群，在RNA和DNA水平的结果基本一致。干湿交替导致部分古菌类群发生显著变化，其中在微生物分类学目水平发生显著变化的古菌最高达到6种，主要包括产甲烷古菌和氨氧化古菌，如Methanobacteriales、Methanosarcinales、Methanomicrobiales和Nitrososphaerales等。这些研究结果表明，反复的干湿交替并未显著改变水稻土中古菌的主要类群组成，古菌类群的绝对数量和相对丰度发生了一定程度的变化，但这些变化与微生物生理作用的联系仍需进一步研究；风干土壤中古菌RNA序列极可能来自于完整的古菌细胞，暗示了这些古菌细胞能够较好地适应水稻土中水分的剧烈变化，风干状态的土壤在一定程度也可用于土壤古菌群落组成研究。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	贾仲君	中国科学院南京土壤研究所	24	775	10.0	24.0
2	包丽君	中国科学院南京土壤研究所	1	12	1.0	1.0