【摘要】：南極地區(qū)極端的氣候條件使其成為地球上最嚴酷的陸地生境之一,其特殊生境條件孕育了獨特的微生物類群。本文以中國第30次南極科學考察采集的25個站位和第29次南極科學考察采集的2個典型站位的土壤樣品為研究對象。采用傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)方法和454高通量測序的技術手段,獲得了該區(qū)域可培養(yǎng)微生物的多樣性信息,分析了典型站位的細菌群落結構,探討了土壤理化因子和細菌群落結構的相關性。主要結論如下:通過傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)獲得了88株細菌和41株真菌。純化后的菌株經(jīng)過16S rDNA和ITS測序比對、構建系統(tǒng)發(fā)育樹分析了該區(qū)域的可培養(yǎng)土壤微生物多樣性。研究結果表明假單胞菌屬(Pseudomonas)和節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)為優(yōu)勢細菌類群;地絲霉屬(Geomyces)和被孢霉屬(Mortierella)為優(yōu)勢真菌類群,不同站位的細菌和真菌多樣性存在一定的差異。2個典型站位土壤樣品的高通量測序數(shù)據(jù)經(jīng)過生物信息統(tǒng)計分析,結果顯示,相對于環(huán)境本底站位A1,人類活動頻繁的站位W2土壤中細菌的群落結構明顯不同,表明人類活動能夠影響土壤的細菌群落結構。不同細菌類群結合土壤理化性質的線性回歸分析表明,不同細菌類群和土壤理化因子的相關性不一樣,其受主控的理化因子也存在差異。RDA分析顯示環(huán)境因子組對微生物群落分布的差異性變化具有很好的解釋度。本研究的結果為了解南極生態(tài)系統(tǒng)的運轉和南極菌種資源的利用打下了前期基礎。把土壤理化因子作為中間橋梁,通過RDA分析將高通量測序結果與人類活動對土壤群落影響相結合,能夠提供實驗數(shù)據(jù)上的論證關系。同時啟示科研人員有可能通過微生物高通量測序結果和土壤因子有效預測土壤微生物多樣性受外部活動影響帶來的的特定改變。
[Abstract]:The extreme climatic conditions in the Antarctic region make it one of the harshest terrestrial habitats on the earth, and its special habitat conditions give birth to unique microbial groups. The soil samples from 25 stations collected from the 30th Antarctic Scientific Survey in China and 2 typical stations from the 29th Antarctic Scientific Survey were studied in this paper. The diversity information of culturable microorganisms in this area was obtained by using traditional isolation and culture methods and 454 high-throughput sequencing techniques. The community structure of bacteria in typical stations was analyzed. The correlation between soil physicochemical factors and bacterial community structure was discussed. The main conclusions are as follows: 88 strains of bacteria and 41 strains of fungi were obtained by traditional culture. After 16s rDNA and ITS sequencing, phylogenetic tree was constructed to analyze the diversity of culturable soil microorganisms in this region. The results showed that Pseudomonas (Pseudomonas) and Arthrobacter (Arthrobacter) were dominant bacterial groups, while (Geomyces) and (Mortierella) were dominant fungi groups. The diversity of bacteria and fungi was different in different stations. The high-throughput sequencing data of soil samples from two typical stations were analyzed by bioinformatics, and the results showed that, Compared with the environmental background site A1, the community structure of bacteria in W2 soil with frequent human activities is obviously different, which indicates that human activities can affect the soil bacterial community structure. Linear regression analysis of different bacterial groups combined with soil physical and chemical properties showed that the correlations between different bacterial groups and soil physicochemical factors were different. RDA analysis showed that the environmental factor group had a good explanation for the variation of microbial community distribution. The results of this study lay a foundation for understanding the operation of Antarctic ecosystem and the utilization of Antarctic bacterial resources. Taking soil physical and chemical factors as the intermediate bridge, the high-throughput sequencing results were combined with the effects of human activities on soil communities by RDA analysis, which could provide the demonstration relationship on the experimental data. At the same time, it is possible for researchers to predict the specific changes caused by external activities in soil microbial diversity through high throughput sequencing of microbes and soil factors.
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S154.36

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