李海云,牛世全,孔維寶,朱學(xué)泰,張愛梅,達(dá)文燕,韓彩虹,閻薇如,耿 暉(西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)
河西走廊石羊河下游地區(qū)鹽堿土中放線菌多樣性
——以民勤縣為例
李海云,牛世全*,孔維寶,朱學(xué)泰,張愛梅,達(dá)文燕,韓彩虹,閻薇如,耿 暉(西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)
為了解甘肅省河西走廊石羊河流域地區(qū)鹽堿土中放線菌種群結(jié)構(gòu)及多樣性,采用非培養(yǎng)法對河西走廊石羊河下游流域的3種不同類型土樣(原生鹽堿土、次生鹽堿土和農(nóng)田土)的總DNA進(jìn)行提取,用放線菌特異性引物對16S rRNA基因進(jìn)行擴(kuò)增,構(gòu)建放線菌16S rRNA克隆文庫.用HaeⅢ和HhaⅠ兩種限制性內(nèi)切酶對陽性克隆子進(jìn)行16S rDNA擴(kuò)增片段限制性內(nèi)切酶分析(Amplifed Ribosomal DNA Restriction Analysis,ARDRA),提取酶切帶型不同的菌液進(jìn)行測序,構(gòu)建其系統(tǒng)發(fā)育樹并進(jìn)行多樣性指數(shù)分析.結(jié)果顯示:原生鹽堿土克隆文庫中90個陽性克隆分歸于20個OTUs,分屬于微球菌科(Micrococcaceae)、中村氏菌科(Nakamurellaceae)、類諾卡氏菌科(Nocardioidaceae)、鏈霉菌科(Streptomycetaceae)、棒狀桿菌科(Corynebacteriaceae)、諾卡氏菌科(Nocardiaceae)和未知類群;次生鹽堿土克隆文庫中98個陽性克隆分歸于32個OTUs,分屬于纖維素單胞菌科(Cellulomonadaceae)、微球菌科(Micrococcaceae)、地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)、類諾卡氏菌科(Nocardioidaceae)、小單孢菌科(Micromonosporaceae)、偽諾卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)、鏈霉菌科(Streptomycetaceae)、鏈孢囊菌科(Streptosporangiaceae)、高溫單孢菌科(Thermomonosporaceae)、動孢囊菌科(Kineosporiaceae)、糖霉菌科(Glycomycetaceae)和未知類群;農(nóng)田土克隆文庫中98個陽性克隆分歸于10個OTUs,分屬于微球菌科(Micrococcaceae)、博戈里亞湖菌科(Bogoriellaceae)、地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)、中村氏菌科(Nakamurellaceae)、類諾卡氏菌科(Nocardioidaceae)和未知類群.其中,微球菌亞目(Micrococcineae)是3種不同類型土壤中的優(yōu)勢類群.多樣性指數(shù)和稀釋性曲線分析結(jié)果顯示,3種不同類型土壤中放線菌多樣性為次生鹽堿土>原生鹽堿土>農(nóng)田土.
河西走廊;鹽堿土;克隆文庫;放線菌多樣性
土壤微生物作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化過程中占主導(dǎo)作用,具有巨大的生物化學(xué)活力,能動地影響生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程,并通過自身代謝對土壤結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生重要影響.而放線菌作為一類具有重大實用價值的微生物資源,廣泛存在于不同的自然生態(tài)環(huán)境之中.在已知的微生物活性物質(zhì)中,大約70%是由放線菌產(chǎn)生[1],在當(dāng)前從常規(guī)放線菌尋找開發(fā)新化合物日益困難的情況下,不少學(xué)者已經(jīng)把目光投向?qū)O端環(huán)境放線菌的研究[2-5].這類放線菌能長期生長在高溫、低溫、高酸、高堿或高鹽等極端特異環(huán)境中,具有獨(dú)特的基因類型、特殊的生理機(jī)制,從而產(chǎn)生特殊的代謝產(chǎn)物[6],這也為開發(fā)利用極端環(huán)境條件下放線菌資源提供了物質(zhì)資源.
河西走廊地區(qū)是我國西北地區(qū)的棉糧基地.由于該地區(qū)特殊的地質(zhì)條件和不合理的耕灌制度,土體內(nèi)鹽水運(yùn)動加快,加之蒸發(fā)量大,鹽分聚表,土壤次生鹽漬化現(xiàn)象十分普遍,造成糧食產(chǎn)量大幅度降低,甚至部分耕地不得不棄耕[7].對于河西走廊鹽堿土中微生物多樣性的研究,已有的報道主要是對細(xì)菌種群多樣性的研究,如牛世全等[8]的鹽堿土微生物功能群季節(jié)動態(tài)與土壤理化因子的關(guān)系,以及河西走廊春季不同鹽堿土壤中微生物數(shù)量、酶活性與理化因子的關(guān)系[9],這些工作主要集中在功能性菌群和土壤理化因子的關(guān)系方面,而有關(guān)該地區(qū)土壤中放線菌種群多樣性的分子生態(tài)學(xué)研究還尚未見報道.基于培養(yǎng)方法很難全面反映出環(huán)境中微生物的多樣性信息,本研究通過未培養(yǎng)技術(shù)對河西走廊石羊河流域下游地區(qū)的原生鹽堿土、次生鹽堿土和農(nóng)田土中放線菌多樣性進(jìn)行分析研究,能夠更加真實地反映出鹽堿土壤中放線菌的生態(tài)分布,以彌補(bǔ)河西走廊鹽堿土中放線菌多樣性研究的不足.
1.1 研究區(qū)域概況
民勤縣(101°49′~104°12′E,38°03′~39°28′N),位于甘肅省河西走廊東北部,石羊河流域下游,南鄰涼州區(qū),西毗金昌,東、西、北3面與內(nèi)蒙古自治區(qū)接壤.處于騰格里和巴丹吉林2大沙漠之間.全縣總土地面積1.6×106hm2,其中沙漠、戈壁、剝蝕山地和鹽堿灘地等占91%,綠洲僅占9%,綠洲邊緣風(fēng)沙線長達(dá)408km.氣候?qū)贉貛Ц珊禋夂騾^(qū),多年平均降水量110mm,蒸發(fā)量為2650mm.民勤縣境內(nèi)唯一的地表水資源為石羊河,民勤綠洲是該縣主要農(nóng)業(yè)區(qū),自然植被大致劃分為荒漠和草甸2大類型,屬較典型的極干旱沙漠荒漠草原植被區(qū),生態(tài)環(huán)境十分脆弱[10-12].
1.2 材料
表1 試驗所用土壤樣品基本信息Table 1 Basic information of the tested soil samples
1.1.1 樣品來源與采集 土壤樣品采集于2012年12月甘肅省民勤縣分布的鹽堿土(表1),采用五點(diǎn)取樣法采集土樣,即去除地表土,取0~20cm的土壤樣品,每個點(diǎn)取樣量大體一致,土樣混勻后收集,采集土樣保存于滅菌的密封袋中,并記錄采集人姓名、采集時間、地點(diǎn)、地上主要植被等信息,置于冰袋上冷藏迅速帶回實驗室,在-20℃冰箱中保存?zhèn)溆?經(jīng)過試驗分析測定,土壤樣品基本信息見表1.
1.1.2 主要試劑與器材 DNA膠回收純化試劑盒(北京全式金生物技術(shù)有限公司),Premix Ex Taq DNA聚合酶(大連 TaKaRa),pMD18-T載體(大連 TaKaRa),Hae Ⅲ和HhaⅠ限制性內(nèi)切酶(大連 TaKaRa),PCR擴(kuò)增儀(美國Bio-Bad),凝膠成像系統(tǒng)(美國Bio-Bad).
1.2 方法
1.2.1 總DNA的提取純化及16S rRNA PCR擴(kuò)增 鹽堿土壤微生物總DNA的提取按照Zhou等[13]的方法并稍作改動進(jìn)行提取.將提取的粗DNA樣品,以λDNA/Hind Ⅲ為DNA Maker,用1%瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳檢測,將DNA凝膠電泳圖譜上的條帶用凝膠回收試劑盒進(jìn)行切膠回收.利用放線菌特異性引物[14](S-20:5′-CGCGG CCTATCAGCTTGTTG-3′,A-19:5′-CCGTACTCCCCAGGCGGGG-3′)對河西走廊鹽堿土壤樣品總DNA進(jìn)行16S rRNA基因擴(kuò)增,PCR反應(yīng)條件參照Stach等[14]的方法.PCR擴(kuò)增反應(yīng)總體系為25μL:上下游引物各(10mmol/μL)1μL,模板 2μL,Premix Ex Taq DNA聚合酶 12.5μL,補(bǔ)加ddH2O至25μL.反應(yīng)參數(shù):94℃變性5min;94℃ 45s,58℃ 45s,72℃90s,35個循環(huán),72℃延伸10min.PCR擴(kuò)增產(chǎn)物在1%瓊脂糖凝膠中進(jìn)行電泳檢測.并將目的片段用DNA凝膠回收試劑盒進(jìn)行切膠回收純化.
1.2.2 16S rRNA基因文庫構(gòu)建及陽性克隆篩選 經(jīng)純化后的PCR產(chǎn)物利用T4DNA連接酶與pMD18-T vector進(jìn)行連接,轉(zhuǎn)化到大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,轉(zhuǎn)化產(chǎn)物涂布在含有氨芐青霉素/IPTG/X-Gal的LB平板上,在37℃條件下培養(yǎng)16~24h,隨機(jī)挑取白色克隆子,并構(gòu)建基因文庫.用pMD-18T vector通用引物M13-47和M13-48對挑取的克隆子對應(yīng)菌液進(jìn)行PCR擴(kuò)增檢測,篩選的陽性克隆子菌液,保存在4℃條件下備用.
1.2.3 ARDRA分析與測序 用HaeⅢ、HhaⅠ限制性內(nèi)切酶對陽性克隆子菌液PCR產(chǎn)物進(jìn)行酶切,酶切體系均為20μL:10×Buffer 2μL;HaeⅢ或HhaⅠ 1μL;PCR擴(kuò)增產(chǎn)物7μL;ddH2O 10μL,37℃酶切1h.酶切產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳檢測.酶切圖譜用Quantity One軟件進(jìn)行分析,分析產(chǎn)物經(jīng)酶切后的譜型,計算每個譜型出現(xiàn)的頻率,將具有不同譜型的克隆子進(jìn)行測序.所測序列用Mothur進(jìn)行嵌合體檢驗并去除嵌合體序列[15].
1.2.4 系統(tǒng)發(fā)育分析及序列登錄號 將獲得的序列與GenBank數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較,選取相似性最高的16S rRNA基因序列,運(yùn)行ClustalX[16]進(jìn)行多序列比對,根據(jù)Kimura模型[17]估算系統(tǒng)進(jìn)化矩陣,用MEGA5.0軟件采用鄰接法[18]構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹.重復(fù)取樣1000次進(jìn)行自展值分析來評估系統(tǒng)進(jìn)化樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性.并定義16S rRNA基因序列相似性低于98%劃分為不同的分類單元(OTUs)[14].克隆文庫覆蓋率(C)計算公式:C=[1-(n/N)]× 100%,n代表在克隆文庫中OTUs的數(shù)量,N代表克隆文庫的總數(shù)[19].本研究中得到的序列已提交GenBank,登錄號為KM031411-KM031479.
1.2.5 數(shù)據(jù)處理 采用PAST軟件對鹽堿土中放線菌多樣性指數(shù):香農(nóng)指數(shù)(Shannon)、辛普森指數(shù)(Simpson)、物種豐富度指數(shù)(Margalef)、均勻度指數(shù)(Evenness)和Chao-1指數(shù)進(jìn)行計算分析.稀釋性曲線(rarefaction curve)采用Analytic Rarefataction version 1.3軟件進(jìn)行分析.采用Office Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)基本處理,用SPSS17.0統(tǒng)計軟件對放線菌OTUs數(shù)和土壤理化因子間進(jìn)行簡單相關(guān)分析.
2.1 16S rRNA基因文庫構(gòu)建及多樣性分析
經(jīng)ARDRA酶切分析,將具有不同譜型的克隆進(jìn)行測序,所測序列用Mothur軟件進(jìn)行嵌合體檢驗并去除嵌合體序列,從原生鹽堿土(S1)、次生鹽堿土(S2)和農(nóng)田土(S3)樣品基因文庫中分別獲得了22、36和11條有效序列,并將16S rRNA基因序列相似性低于98%作為劃分不同OTUs的標(biāo)準(zhǔn),S1、S2和S3 3個基因文庫中分別含有20、32 和10個OTUs.多樣性指數(shù)分析結(jié)果見表2.從稀釋性曲線(圖1)可以看出,S1、S2克隆文庫的曲線均未呈現(xiàn)出趨于平緩的趨勢.Kemp等[20]的研究結(jié)果表明,隨著庫容(Library size)的增大,OTUs的數(shù)目在增加,未有文庫能夠窮盡樣品中微生物的多樣性,這也說明S1、S2樣品中放線菌多樣性比較豐富,隨著克隆數(shù)目增加,還會有新基因型出現(xiàn).而S3樣品克隆文庫曲線已趨于平緩,庫容已足夠,基本上涵蓋了該樣品中放線菌的絕大多數(shù)物種.
表2 河西走廊石羊河下游地區(qū)鹽堿土中未培養(yǎng)放線菌多樣性指數(shù)Table 2 Diversity index of uncultured actinomycetes at the saline-alkali soil in downstream area of Shiyang River of Hexi Corridor
圖1 河西走廊石羊河下游地區(qū)鹽堿土中未培養(yǎng)放線菌稀釋性曲線Fig.1 Rarefaction curve of unculturable actinomycetes at saline-alkali soil in downstream area of Shiyang River of Hexi Corridor
2.2 系統(tǒng)發(fā)育分析
通過對河西走廊石羊河下游地區(qū)3種不同類型土壤中放線菌16S rRNA基因序列系統(tǒng)發(fā)育分析顯示,原生鹽堿土(S1)16S rRNA基因文庫中的20個OTUs分屬于微球菌亞目(Micrococcineae)的微球菌科(Micrococcaceae)、弗蘭克氏菌亞目(Frankineae)的中村氏菌科(Nakamurellaceae)、丙酸桿菌亞目(Propionibacterineae)的類諾卡氏菌科(Nocardioidaceae)、鏈霉菌亞目(Streptomycineae)的鏈霉菌科(Streptomycetaceae)、棒桿菌亞目(Corynebacterineae)的棒狀桿菌科(Corynebacteriaceae)和諾卡氏菌科(Nocardiaceae).另外,還有43.34%的克隆屬于放線菌未知類群,它們可能代表了放線菌綱(Actinobacteria)和酸微菌綱(Acidimicrobineae)新科級別的未知類群.次生鹽堿土(S2)16S rRNA基因文庫中的32個OTUs分屬于微球菌亞目(Micrococcineae)的纖維素單胞菌科(Cellulomonadaceae)和微球菌科(Micrococcaceae)、弗蘭克氏菌亞目(Frankineae)的地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)、丙酸桿菌亞目(Propionibacterineae)的類諾卡氏菌科(Nocardioidaceae)、微單孢菌亞目(Micromonosporineae)的小單孢菌科(Micromonosporaceae)、假諾卡氏亞目(Pseudonocardineae)的偽諾卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)、鏈霉菌亞目(Streptomycineae)的鏈霉菌科(Streptomycetaceae)、鏈孢囊菌亞目(Streptosporangineae)的鏈孢囊菌科(Streptosporangiaceae)和高溫單孢菌科(Thermomonosporaceae)、動孢菌亞目(Kineosporiineae)的動孢囊菌科(Kineosporiaceae)、糖霉菌亞目(Glycomycineae)的糖霉菌科(Glycomycetaceae).并且,占19.39%的克隆屬于放線菌的未知類群.在農(nóng)田土(S3)16S rRNA基因文庫中的10個OTUs分屬于微球菌亞目(Micrococcineae)的微球菌科(Micrococcaceae)和博戈里亞湖菌科(Bogoriellaceae)、弗蘭克氏菌亞目(Frankineae)的地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)和中村氏菌科(Nakamurellaceae)、丙酸桿菌亞目(Propionibacterineae)的類諾卡氏菌科(Nocardioidaceae).其中,僅有3.06%的克隆屬于放線菌的未知類群.在3個不同土壤類型的基因文庫中,微球菌亞目(Micrococcineae)所占比例最大,為3個基因文庫的最優(yōu)勢類群.
2.3 土壤理化因子與放線菌數(shù)的簡單相關(guān)分析
已有研究表明,土壤中放線菌數(shù)量與pH值有較為密切的關(guān)系[9],但該地區(qū)各類鹽堿土壤的pH值非常接近,因此對放線菌數(shù)量影響不大.通過對放線菌OTUs數(shù)量與土壤理化因子間的相關(guān)分析(表3)可以看出,土壤有機(jī)質(zhì)與土壤放線菌OTUs數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.697;土壤有效磷與土壤放線菌數(shù)呈現(xiàn)出極顯著相關(guān),該結(jié)果與本課題組之前在對河西走廊鹽堿土壤中微生物數(shù)量與土壤理化因子關(guān)系的研究結(jié)果相一致,在理化因子中對放線菌影響最大的是速效磷,纖維素酶活性在一定程度上也會影響放線菌的分布[9].
表3 土壤理化因子與放線菌數(shù)的簡單相關(guān)分析Table 2 Simple correlation between actinomycetes quanity and soil physical and chemical factors
通過純培養(yǎng)分離方法一直是人們開發(fā)利用微生物資源的直接手段,但是人工培養(yǎng)出來的微生物只占自然界的1%左右,而很多的微生物資源卻因無法培養(yǎng)而不能被人類開發(fā)利用[21-22],同時也難以準(zhǔn)確反映出土壤中微生物的多樣性信息.采用基于16S rRNA基因的未培養(yǎng)技術(shù)以發(fā)現(xiàn)更多新的未培養(yǎng)微生物類群,使其能夠更加真實的反映出土壤中微生物的生態(tài)分布情況[23-24].目前對于極端環(huán)境條件下的放線菌多樣性研究較多.夏占峰等[25]對艾丁湖沉積物放線菌多樣性的研究認(rèn)為,該環(huán)境中優(yōu)勢放線菌為微球菌科的羅斯氏菌屬(Rothia);姜怡等[26]采用DGGE、純培養(yǎng)法,重點(diǎn)研究了新疆、青海及埃及的重鹽堿環(huán)境的放線菌分布情況,種類組成,生物學(xué)特性.發(fā)現(xiàn)了1個新科,8個新屬及30多個新種;關(guān)統(tǒng)偉等[27]對中國新疆硝爾庫勒鹽湖沉積物中放線菌的多樣性進(jìn)行了研究,所獲得的51個克隆序列屬中52.9%的克隆序列分布于放線菌門(phylum Actinobacteria)放線菌亞綱(Actinobacteridae)的鏈孢囊菌亞目(Streptosporangineae)、假諾卡氏亞目(Pseudonocardineae)、弗蘭克氏菌亞目(Frankineae)、鏈霉菌亞目(Streptomycinea)和微球菌亞目(Micrococcineae)5個亞目和酸微菌亞綱(Acidimicrobidae)中;賈曉宇等[28]對新疆紅井子鹽堿土壤中的放線菌物種多樣性研究認(rèn)為,61個克隆序列分布于放線菌綱(Actinobacteria)的放線菌亞綱(Actinobacteridae)、酸微菌亞綱(Acidimicrobidae)和紅色桿菌亞綱(Rubrobacteridae).本研究從河西走廊石羊河下游地區(qū)的原生鹽堿土中獲取得到放線菌目的微球菌亞目(Micrococcineae)、弗蘭克氏菌亞目(Frankineae)、丙酸桿菌亞目(Propionibacterineae)、鏈霉菌亞目(Streptomycineae)、棒桿菌亞目(Corynebacterineae)5個亞目和放線菌未知類群;從次生鹽堿土中得到了微球菌亞目(Micrococcineae)、弗蘭克氏菌亞目(Frankineae)、丙酸桿菌亞目(Propionibacterineae)、微單孢菌亞目(Micromonosporineae)、假諾卡氏亞目(Pseudonocardineae)、鏈霉菌亞目(Streptomycineae)、鏈孢囊菌亞目(Streptosporangineae)、動孢菌亞目(Kineosporiineae)、糖霉菌亞目(Glycomycineae)共9個亞目和放線菌的未知類群;在農(nóng)田土中獲得了微球菌亞目(Micrococcineae)、弗蘭克氏菌亞目(Frankineae)、丙酸桿菌亞目(Propionibacterineae)3個亞目和放線菌的未知類群.通過比較相關(guān)研究,在不同的生態(tài)環(huán)境體系中放線菌種群在分類地位和分布特征上有著明顯差異.不同環(huán)境中放線菌種群在分類地位雖然有相似性,但彼此之間又有差異,可能是因為不同的生態(tài)環(huán)境體系決定了環(huán)境中微生物種群結(jié)構(gòu)組成的不盡相同,土壤微生物群落組成與多樣性也體現(xiàn)出明顯地區(qū)特異性[29].另外,通過純培養(yǎng)方法與分子生態(tài)學(xué)方法相結(jié)合進(jìn)行不同環(huán)境中放線菌種群結(jié)構(gòu)及多樣性的研究,可使研究者能夠更加真實準(zhǔn)確的揭示出該環(huán)境中放線菌的種群組成及多樣性.
圖2 基于原生鹽堿土中放線菌16S rRNA 基因序列構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹Fig.2 Phylogenetic tree of actinomycetes based on 16S rRNA gene sequences in primary saline-alkali soil
圖3 基于次生鹽堿土中放線菌16S rRNA 基因序列構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹Fig.3 Phylogenetic tree of actinomycetes based on 16S rRNA gene sequences in secondary saline-alkali soil
圖4 基于農(nóng)田土中放線菌16S rRNA 基因序列構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹Fig.4 Phylogenetic tree of actinomycetes based on 16S rRNA gene sequences in farmland soil
4.1 對河西走廊石羊河下游地區(qū)的3種不同類型土壤中放線菌多樣性進(jìn)行了初步研究,研究表明:原生鹽堿土中放線菌分屬于5個亞目6個科和放線菌未知類群;次生鹽堿土放線菌分屬于9個亞目11個科和放線菌的未知類群;農(nóng)田土放線菌分屬3個亞目5個科和未知類群.其中,微球菌亞目(Micrococcineae)是3種不同類型土壤中放線菌的優(yōu)勢種群.
4.2 多樣性指數(shù)和稀釋性曲線分析結(jié)果顯示,3種不同類型土壤中放線菌多樣性以次為次生鹽堿土>原生鹽堿土>農(nóng)田土.
4.3 通過對放線菌OTUs數(shù)量與土壤理化因子間的相關(guān)分析可以看出,土壤有機(jī)質(zhì)與土壤放線菌OTUs數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),土壤有效磷與土壤放線菌OTUs數(shù)呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān).
[1]Bérdy J.Bioactive microbial metabolites[J].The Journal of Antibiotics,2005,58(1):1-26.
[2]Proksch P,Edrada R A,Ebel R.Drugs from the seas-current status and microbiological implications[J].Applied Microbiology and Biotechnology,2002,59(2/3):125-134.
[3]Wu S J,F(xiàn)otso S,Li F,et al.Amorphane sesquiterpenes from a marine Streptomyces sp. [J].Journal of Natural Products,2007,70(2):304-306.
[4]劉全永,胡江春,薛德林,等.海洋微生物生物活性物質(zhì)研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2002,13(7):90l-905.
[5]Hughes C C,Prieto-davo A,Jensen P R,et al.The marinopyrroles,antibiotics of an unprecedented structure class from a marine Streptomyces sp.[J].Organic Letters,2008,10(4):629-631.
[6]安登第,陳玉梅,李 進(jìn),等.銀沙槐內(nèi)生放線菌抗菌活性及其與內(nèi)生細(xì)菌的拮抗關(guān)系[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2010,21(4):1021-1025.
[7]肖亞中.河西走廊鹽堿土壤中的微生物[J].微生物學(xué)通報,2012,39(3):415.
[8]牛世全,楊婷婷,李君鋒,等.鹽堿土微生物功能群季節(jié)動態(tài)與土壤理化因子的關(guān)系[J].干旱區(qū)研究,2011,28(2):328-334.
[9]牛世全,楊建文,胡 磊,等.河西走廊春季不同鹽堿土壤中微生物數(shù)量、酶活性與理化因子的關(guān)系[J].微生物學(xué)通報,2012,39(3):416-427.
[10]戴晟懋,邱國玉,趙 明.甘肅民勤綠洲荒漠化防治研究[J].干旱區(qū)研究,2008,25(3):319-324.
[11]岳東霞,杜 軍,鞏 杰,等.民勤綠洲農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化及其影響因子的回歸分析[J].生態(tài)學(xué)報,2011,31(9): 2567-2575.
[12]李小玉,肖篤寧,何興元,等.內(nèi)陸河流域中、下游綠洲耕地變化及其驅(qū)動因素—以石羊河流域中游涼州區(qū)和下游民勤綠洲為例[J].2006,26(3):671-680.
[13]Zhou J Z,Bruns M A,Tiedje J M.DNA recovery from soils of diverse composition[J].Applied and Environmental Microbiololgy,1996,62(2):316-322.
[14]Stach J E M,Maldonado L A,Ward A C,et al.New primers for the class Actinobacteria: application to marine and terrestrial environments[J].Environmental Microbiology,2003,5(10):828-841.
[15]Schloss P D,Westcott S L,Ryabin T,et al.Introducing mothur:open-source,platform-independent,community-supported software for describing and comparing microbial communities[J].Applied and Environmental Microbiology,2009,75(23):7537-7541.
[16]Thompson J D,Gibson T J,Plewniak F,et al.The CLUSYAL X windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools[J].Nucleic Acids Research,1997,25(24):4876-4882.
[17]Kimura M.A simple method for estimating evolutionary rates of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences[J].Journal of Molecular Evolution,1980,16(2):111-120.
[18]Saitou N,Nei M.The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees[J].Molecular Biology and Evolution,1987,4(4):406-425.
[19]Good I J.The population frequencies of species and the estimation of population parameters[J].Biometrika,1953,40(3/4):237-264.
[20]Kemp P F,Aller J Y.Bacterial diversity in aquaticand other environments: what 16S rRNA 1ibraries can tell us[J].FEMS Microbiology Ecology,2004,47(2):161-177.
[21]陳 灝,唐小樹,林 潔,等.不經(jīng)培養(yǎng)的農(nóng)田土壤微生物種群構(gòu)成及系統(tǒng)分類的初步研究[J].微生物學(xué)報,2002,42(4):478-483.
[22]Torsvik V,Ovreas L.Microbial diversity and function in soil:from genes to ecosystems[J].Current Opinion in Microbiology,2002,5(3):240-245.
[23]白 潔,李海艷,張 健,等.黃海西北部沉積物中細(xì)菌群落16S rDNA多樣性解析[J].中國環(huán)境科學(xué),2009,29(12):1277-1284.
[24]Kirk J L,Beaudette L A,Hart M,et al.Methods of studying soil microbial diversity[J].Journal of Microbiological Methods,2004,58(2):169-188.
[25]夏占峰,關(guān)統(tǒng)偉,阮繼生,等.艾丁湖沉積物放線菌多樣性[J].微生物學(xué)報,2011,51(8):1023-1031.
[26]姜 怡,李文均,徐 平,等.鹽堿環(huán)境放線菌多樣性研究[J].微生物學(xué)報,2006,46(2):191-195.
[27]關(guān)統(tǒng)偉,吳晉元,吳曉陽,等.硝爾庫勒湖沉積物中非培養(yǎng)放線菌多樣性[J].微生物學(xué)報,2008,48(7):851-856.
[28]賈曉宇,賀江舟,關(guān)統(tǒng)偉,等.新疆紅井子鹽堿土壤非培養(yǎng)放線菌多樣性[J].微生物學(xué)通報,2012,39(5):606-613.
[29]Girvan M S,Bullimore J,Pretty J N,et al.Soil type is the primary determinant of the composition of the total and active bacterial communities in arable soils[J].Applied and Environmental Microbiology,2003,69(3):1800-1809.
Diversity of actinomycetes at the saline-alkali soils in downstream area of Shiyang River of Hexi Corridor——Illustrated by the case of Minqin County.
LI Hai-yun,NIU Shi-quan*,KONG Wei-bao,ZHU Xue-tai,ZHANG Ai-mei,DA Wen-yan,HAN Cai-hong,YAN Wei-ru,GENG Hui(College of Life Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China).China Environmental Science,2015,35(6):1805~1813
In order to understand the population structure and diversity of actinomycetes at saline-alkali soils in Shiyang River area of Hexi Corridor,the total DNA was extracted from three types soils(primary saline-alkali soil,secondary saline-alkali soil and farmland soil).Meanwhile,actinomycetes 16S rRNA gene clone libraries were constructed by amplified total DNA products with actinomycetes specific primers,then the positive clone products were digested by Hae Ⅲ and HhaⅠ,and the clones with different type of electrophoretic bands(Amplifed Ribosomal DNA Restriction Analysis,ARDRA)were sequenced,furthermore,the phylogenetic trees were built and diversity index was analyzed.The results demonstrated that the 90positive clones from the primary saline-alkali soil were attributed to 20 OTUs,belonged to Micrococcineae,Propionibacterineae,Corynebacterineae,F(xiàn)rankineae,Pseudonocardineae,Actinomycetales and unknown groups.The 98 positive clones from the secondary saline-alkali soil were attributed to 32 OTUs,belonged to Micrococcineae,Propionibacterineae,Corynebacterineae,F(xiàn)rankineae,Pseudonocardineae,Actinomycetales and unknown groups.The 98 positive clones from farmland soil were attributed to 10 OTUs,belonged to Micrococcineae,Propionibacterineae,Corynebacterineae,F(xiàn)rankineae,Pseudonocardineae,Actinomycetales and unknown groups.Micrococcineae was the dominant population in all type soils.The diversity index and Rarefaction curves analysis showed that actinomycetes diversity in the three different types soils was in the order secondary saline-alkali soil >primary saline-alkali soil >farmland soil.
Hexi Corridor;saline-alkali soil;clone library;actinomycetes diversity
X171.2
A
1000-6923(2015)06-1805-09
李海云(1989-),男,甘肅永靖人,西北師范大學(xué)碩士研究生,主要從事微生物多樣性研究.發(fā)表論文5篇.
2014-10-31
國家自然科學(xué)基金資助項目(31260134,30960078)
* 責(zé)任作者,教授,sqniu@nwnu.edu.cn