冻土微生物对预测冻土和气候之间潜在反馈机制至关重要。为明确不同冻融阶段对冻土细菌群落的影响，揭示冻土性质变化与细菌群落之间的响应关系，选择黑龙江典型季节冻土表层土为研究对象并进行理化性质测定，采用16S rRNA高通量测序技术分析细菌群落结构和功能组成，通过冗余分析等方法探究土壤理化性质与细菌群落结构和功能之间的相关关系。结果表明：(1)不同冻融阶段对土壤pH和总磷含量影响不显著，完全冻结期土壤中机质和总氮含量显著高于冻融循环期(P<0.05)。(2)共获得OTU序列985111条，属于42个菌门，优势菌门中，放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在完全解冻期显著高于冻融循环期和完全冻结期(P<0.05),变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度在不同冻融阶段未表现出显著性差异。不同冻融阶段对细菌Alpha多样性和Beta多样性影响显著，其中冻融循环期显著增加了细菌群落的多样性，完全冻结期则使Beta多样性发生显著变化。此外，完全冻结期对细菌丰度之间的正相关性以及群落的稳定性影响较...

微生物残体碳是土壤稳定碳库的重要组成部分,对土壤有机碳(soil organic carbon, SOC)的贡献可达50%以上.然而,由于缺乏大尺度观测证据,目前学术界对多年冻土微生物残体碳分布特征及其驱动因素的认识十分有限.本研究基于野外样带调查和室内分析相结合的方法,揭示了青藏高原多年冻土微生物残体碳的空间分布特征,对比了冻土层与活动层微生物残体碳对SOC的贡献差异.在此基础上,结合气候、土壤变量和微生物属性测定,探究了多年冻土微生物残体碳含量空间变异的驱动因素.结果显示,多年冻土总微生物残体碳、真菌和细菌残体碳含量均呈现自研究区西部向东部递增的趋势.平均而言,冻土层总微生物残体碳含量为2741.0±815.3 mg/kg(平均值±标准误差),占SOC的比例为13.2%±1.1%;真菌残体碳的含量及其对总微生物残体碳的贡献均显著高于细菌.冻土层总微生物残体碳和真菌残体碳的含量与贡献均显著低于活动层;冻土层细菌残体碳含量显著低于活动层,但其对SOC的贡献与活动层无显著差异.结构方程模型分析的结果显示,多年冻土含水率和微生物的生物量是影响多年冻土微生物残体碳含量空间变异的直接因素,气候...

冻土是气候变化的敏感区,冻土中细菌对于预测冻土和气候之间的潜在反馈机制至关重要,研究冻土区土壤中细菌的多样性和种群结构将有助于及时检测环境变化并采取有效的应对措施。以黑龙江省表层冻土为研究对象,运用Illumina MiSeq高通量测序分析技术,系统分析黑龙江表层冻土细菌群落结构组成和功能特征,探究影响因素。结果表明,得到的785640条原始序列可划分为30个门,109个纲,209个目,326个科,512个属,598个种。优势菌门主要包括Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi、Bacteroidetes、Verrucomicrobia,在P<0.01水平上,Proteobacteria与Actinobacteria、Chloroflexi极显著负相关,与Acidobacteria极显著正相关,Actinobacteria与Acidobacteria极显著负相关,与Chloroflexi极显著正相关,Acidobacteria和Chloroflexi之间则无显著相关性。属水平上,Aetherobacter属在各...

在气候变暖及人类活动的双重干扰下,疏勒河上游冻土发生了显著退化,如活动层厚度加大、植被退化等,而冻土退化对微生物的影响一直是科研人员关注的热点话题。以疏勒河上游不同季节(4月、6月、9月)、不同退化程度冻土为研究对象,研究了可培养细菌多样性特征。通过16S r DNA基因测序及构建系统发育树表明,研究区域可培养细菌归类为27个属,分属于α-变形菌门,γ-变形菌门,放线菌门,厚壁菌门和拟杆菌门,其中放线菌门为优势类群。从属水平来讲,可培养细菌以节杆菌属和微球菌属为主,其含量随冻土退化程度加深分别呈下降和升高趋势。土壤细菌多样性与环境因子的相关性分析表明,可培养细菌多样性与土壤含水量、总氮极显著正相关,与有机碳显著正相关。这些结果表明,伴随着冻土退化而发生的地上植被逆向演替过程中,青藏高原不同类型冻土间已产生较大的环境异质性如土壤碳氮及含水量,进一步可能导致冻土微生物多样性分异。研究结果为利用微生物综合评价青藏高原不同类型冻土的生态环境提供了数据基础。

为研究冻土中细菌群落的多样性,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析技术,对青海果洛地区的冻土样品进行了研究。结果表明:冻土中含有丰富的细菌类群,且样品间细菌群落结构存在差异。4个冻土样品中,细菌分属于2个门,即拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)。在属分类水平属于6个细菌类群,噬几丁质杆菌属(Chitinophagaceae bacterium)、不粘柄菌属(Asticcacaulis)、阿菲波菌属(Afipia)、生丝微菌属(Hyphomicrobium)、土微菌属(Pedomicrobium)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas),其中Chitinophagaceae bacterium和Sphingomonas为优势类群。Chitinophagaceae bacterium对于加速果洛地区冻土中的C,N循环具有重要意义。Sphingomonas具有耐受极端贫营养条件的特性使其在果洛地区冻土这种特殊环境中能够生存并成为优势类群。

生物降解与土著微生物群落结构、功能及其变化密切相关.目前,对于东北冻土土壤中的适冷降解菌了解不足.新建成的中俄输油管道穿越中国东北的多年冻土区,为相关研究提供了契机.实验利用454高通量测序分析了加格达奇冻土活动层土壤在受控原油污染前后的微生物群落结构.结果显示:污染后的Proteobacteria和Firmicutes相对丰度显著升高,优势类群包括Alicyclobacillus、Sphingomonas、Nevskia以及Bacillus.群落以芳烃降解菌或者耐受油污环境的细菌为主.这种变化与原油(尤其是芳烃)组分的生态毒害作用有关.较高浓度的原油污染下,群落中可耐受油污环境的细菌丰度相对更高.

以青藏高原腹地不同植被类型多年冻土区土壤细菌为研究对象,分析了可培养菌群数量、多样性和生理代谢功能的变化及其与环境因子间的关系.结果显示:从沼泽草甸到高寒荒漠,土壤水分、总碳、总氮含量逐渐降低,pH值升高,可培养细菌数量在2.97×106～2.88×107 CFU.g-1,与含水量、总碳、总氮显著正相关;Actinobacteria(51.4%)和γ-Proteobacteria(31.7%)为优势菌群,α-prote-bacteria仅在沼泽草甸中有分布,β-protebacteria、Bacterioidetes丰度与含水量、总碳、总氮间显著正相关;自沼泽到荒漠,菌群代谢活性和Shannon功能多样性指数降低,pH与Shannon指数显著负相关,继氨基酸类碳源之后,多聚物逐渐成为被细菌群落主要利用的碳源种类.研究表明,伴随冻土退化地上植被逆向演替的过程,青藏高原多年冻土地下土壤微生物群落丰度、遗传和代谢功能多样性均发生了不同程度的响应.

【目的】对比分析中国典型高纬度冻土区和高海拔冻土区土壤可培养细菌的多样性。【方法】采用NM、TSA、R2A 3种培养基分离培养不同冻土区土壤可培养细菌,用通用引物扩增分离的细菌16S rRNA基因,根据系统发育分析进行鉴定。【结果】从6个样品中得到冻土土壤可培养细菌的菌落数量为4.70×103-2.57×105 cfu/g(土壤干重),根据不同的菌落形态分离出144株可培养细菌。纯培养物的16S rRNA基因部分序列分析表明:我国高纬度冻土区土壤样品中的细菌分别属于Firmicutes分支(59.52%)、Gammaproteobacteria分支(38.10%)、Betaproteobacteria分支(2.38%),其中假单胞菌属(Pseudomonas)、芽胞杆菌属(Bacillus)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)的菌株为该区域的三大优势菌群。我国高海拔冻土区土壤样品中分离细菌属于Gammaproteobacteria分支(89.22%)、Firmicutes分支(8.82%)和Bacteroidetes分支(1.96%)。优势菌群为假单胞菌属(Pseudomona...

冻土是陆地生态系统中最容易受到全球气候变化影响的碳库,既发挥着碳源又起着碳汇的作用。人们非常关注贮存于冻土中有机碳的最终归宿,是因为全球气候变暖会加快冻土的解冻,释放更多的温室气体(二氧化碳和甲烷)到大气中,从而进一步加剧温室效应。据估计每年从北半球冻原陆地生态系统释放进入大气的甲烷约占全球自然界释放甲烷总量的25%。研究证实冻土生物源甲烷的产生和消耗分别由耐(嗜)低温的产甲烷菌(methanogens)和甲烷氧化菌(methanotrophs)介导。鉴于冻土甲烷循环对全球甲烷平衡的显著作用以及在冻土生物地球化学循环中的重要功能,对介导冻土甲烷循环的产甲烷菌和甲烷氧化菌的研究将有助于更好地评估冻土生态系统对全球气候变化的响应和影响,就冻土甲烷循环过程、产甲烷菌、甲烷氧化菌的群落结构、活动、生态功能及其对气候和环境变化的响应机制的最新研究进行综述,以期为我国开展冻土甲烷循环机理研究提供支持。