青藏高原北部湖泊沉积物中基于不同碳源可培养细菌多样性

自然环境溶解有机碳（DOC）的组成影响着微生物群落结构,不同微生物类群对有机碳源类型的利用表现出差异。然而,纯菌株的碳源利用选择性及其和盐度的关系却仍不是很清楚。本文采用单碳源纯培养技术、聚合酶链式反应（PCR,Polymerase Chain Reaction）和相关统计方法,研究了青藏高原北部六个湖泊（洱海、青海湖、托素湖、尕海1、尕海2、小柴旦湖）沉积物中的基于不同碳源可培养细菌多样性及其与盐度的响应关系。采用七种不同类型的单碳源（甲酸钠、乙酸钠、丙酮酸钠、乳酸钠、葡萄糖、纤维素、混合氨基酸）进行培养筛选。本文共获得10个细菌分类属,它们分属于假单胞菌属（Pseudomonas）、气单胞菌属（Aeromonas）、希瓦氏菌属（Shewanella）、脱氯单胞菌属（Dechloromonas）、动性球菌属（Planococcus）、盐单胞菌属（Halomonas）、微小杆菌属（Exiguobacterium）、弧菌属（Vibrio）、交替假单胞菌属（Pseudoalteromonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）。其中,盐单胞菌属菌株可利用本研究使用的所有碳源类型,说明这类细菌具有广泛碳代谢途径,并潜在地参与了青藏高原北部湖泊碳循环过程。所得的纯菌株利用不同碳链长度的碳源具有选择性,即随着盐度增高,某些菌株更偏向利用结构更加复杂的碳源。总之,盐度不仅影响着纯培养细菌群落多样性,而且还影响着细菌对碳源类型的选择。     

古尔班通古特沙漠地衣结皮中可培养细菌多样性初探

为了解古尔班通古特沙漠优势结皮类型--地衣结皮中可培养细菌的多样性,利用3种培养基经稀释涂布和划线分离得到18株纯培养菌株。对分离的所有菌株提取基因组DNA,利用细菌通用引物扩增得到16S rDNA的序列并测序。结果表明：（1）基于Ribosomal Database Project (RDP)在线归类分析,18株菌可初步归为3门3纲3目6科6属,未见新属,未分离到固氮菌属（Azotobacter）。其中,6株归为变形菌门(Proteobacteria)、6株属于放线菌门(Actinobacteria)、6株属于厚壁菌门 (Firmicutes); 不动杆菌属（Acinetobacter）、链霉菌属（Streptomyces）、芽孢杆菌属（Bacillus）为优势属,分别占分离菌株数的33%、28%、22%。（2）在EzTaxon-e数据库中对各菌株序列进行进一步的BLAST同源性分析表明,18株菌可进一步归为14个OTUs（Operational Taxonomic Unit）,未见疑似新种（同源性均>97%）,其中链霉菌属OTU比例最高（35.71%）,依次为不动杆菌属和芽孢杆菌属（二者均为21.43%）。（3）古尔班通古特沙漠地衣结皮中的可培养细菌Shannon-Wiener多样性指数为2.5532,均匀度指数为0.9675。（4）上述可培养细菌在生物土壤结皮中具有固沙、加速矿化、生防等多重生态潜能。     

吉尔吉斯斯坦伊塞克湖一处土壤样品细菌多样性

采用纯培养方法从吉尔吉斯斯坦共和国伊塞克湖一处温泉旁的土壤中分离到32株细菌,通过ARDRA 分析后得到不同的类群,从各个类群中随机选取1个代表菌株进行16S rDNA 序列测定和系统发育的分析。结果表明：分离的菌株分布在假单胞菌属（Pseudomonas）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）、Lysinibacillus、溶杆菌属（Lysobacter）、短芽孢杆菌属（Brevibacillus）、根瘤菌属（Rhizobium）、变形杆菌属（Proteus）等9个属,且部分菌株的16S rDNA序列同源性低于97%,可能是潜在的新种。结果揭示了该样点可培养细菌种群的多样性及独特性。     

羽毛针禾(Stipagrostis pennata)根鞘中可培养细菌多样性

羽毛针禾(Stipagrostis pennata)是古尔班通古特沙漠流动沙丘的先锋植物。野生羽毛针禾能够形成特殊的根鞘结构。作为浅根系植物对高温、缺水恶劣环境的特殊应答结构,根鞘对羽毛针禾忍耐干旱胁迫尤为重要。土壤微生物是影响根鞘形成和稳固程度的重要因素,基于前期对羽毛针禾根鞘微生物数量分布特征的分析结果,结合选择性培养基分离纯化、16SrDNA序列测序、Biolog-Eco技术更进一步地分析了可培养细菌多样性特征。结果表明:(1)基于Ribosomal Database Project(RDP)classifier分析,分离、纯化的17株菌可初步归为3门5纲5目8科8属,未见新属。其中,芽孢杆菌属(Bacillus)占绝对优势(23.53%)。(2)EzTaxon-e数据库中对各菌株序列进行进一步的blast同源性分析表明,17株菌可进一步归为13个OTUs,未见疑似新种(同源性均97%),其中芽孢杆菌属OTU比例仍然最高(23.08%)。(3)根鞘中的土壤细菌群落代谢活性、土壤细菌群落多样性指数(Shannon指数及McIntosh指数)、可培养细菌对糖类、氨基酸类等各类碳源的利用率均显著高于外围土壤。独特的微生物类群是影响根鞘形成的重要外部因素,其与根系分泌物的互动关系值得深入研究。     

若尔盖高原泥炭沼泽土嗜冷细菌系统发育分析

结合低温纯培养手段、核糖体DNA扩增片段限制性内切酶分析技术和克隆测序,研究了若尔盖高原泥炭沼泽土中可培养菌的多样性、系统发育和产低温酶特性。从3块采样地的土样中分离到47株表型各不相同的菌株。16S rRNA测序和系统发育分析结果表明,若尔盖高原泥炭沼泽土的可培养低温菌高度相似于分离自极地、高山冻土和冰川等低温环境的嗜冷菌。47株菌分属于4个不同的群,包括高GC含量群、低GC含量群、Beta和Gama变形菌纲等。革兰氏阳性菌以节杆菌属(Arthrobacter)为主,而革兰氏阴性菌以假单胞菌属(Pseudomonas)为主。其他的细菌分属于微小杆菌属(Exiguobacterium)、芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)、贪噬菌属(Variovorax)、紫色杆菌属(Janthinobacterium)和寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)等不同的类群。产低温酶分析结果表明,在分离到的47株菌中,大多数菌株都能分泌纤维素降解酶,50%以上的菌株具有蛋白酶活性,而以节杆菌的胞外酶产生能力最强。若尔盖高原泥炭沼泽土中存在丰富的低温菌类群,在酶学生物技术上具有潜在应用价值。     

内蒙古河套灌区湿地芦苇根际可培养细菌多样性

以内蒙古河套灌区湿地植物芦苇(Phragmites australis)根际土壤为材料,采用分离培养法对天然湿地和退化湿地的芦苇根际细菌多样性进行了研究。16SrRNA基因系统发育分析的结果显示,分离自天然湿地芦苇根际的45株细菌分属于γ-变形菌纲(44.44%)、厚壁菌门(Firmicutes)(42.22%)和放线菌门(Actinobacteria)(13.33%)3大类群,其中,γ-变形菌纲为最优势类群,芽孢杆菌属(Bacillus)(42.2%)为最优势菌属;分离自退化湿地芦苇根际的44株细菌分属γ-变形菌纲(13.63%)、β-变形菌纲(6.82%)、厚壁菌门(47.73%)及放线菌门(Actino-bacteria)(31.82%)4大类群,其中厚壁菌门为最优势类群,芽孢杆菌属(40.9%)为最优势菌属。研究结果表明,天然湿地和退化湿地芦苇根际细菌都具有较丰富的多样性,但天然湿地与退化湿地芦苇根际细菌群落结构存在一定差异。     

北京市白河湿地香蒲根际土壤细菌多样性

以北京市白河再生水补水口人工湿地香蒲(Typha angustata)根际土壤为研究对象,采用LB、R2A和YG培养基分离培养法,研究香蒲根际可培养细菌群落在不同培养基条件下的群落结构差异及优势菌属。结果表明,由R2A培养基分离培养的香蒲根际细菌群落丰度(4门,20菌属,82株菌株)最高,其次为由LB培养基分离培养的细菌群落丰度(3门,16菌属,118株菌株),由YG培养基分离培养的细菌群落丰度(2门,8菌属,24株菌株)最低;从3种培养基优势类群组成结构看,香蒲根际细菌主要包括变形菌门γ亚群(87.66%)、变形菌门β亚群(6.17%)、厚壁菌门(5.29%)和拟杆菌门(0.88%),其中,不动杆菌属(Acinetobacter)为最优势属,其次为拉乌尔菌属(Raoultella)、假单胞菌属(Pseudomonas)和克雷伯氏菌属(Klebsiella);R2A培养基细菌群落的Shannon-Wiener指数和Margalef指数最高,分别为2.23和1.87,其次为LB培养基细菌群落的两种指标,分别为1.75和4.13,YG培养基细菌群落的两种指标最低,分别为3.14和1.52;YG培养基细菌群落的Pielou指数最高(83.44%);从不同培养基优势菌属功能分析结果来看,从LB培养基中获得参与氮循环和碳循环的优势菌属菌株(各为19株)最多;从R2A培养基中分离培养的降解有机污染物的优势菌属菌株(8株)最多;从YG培养基中分离获得的抑制病原菌菌株(8株)最多。     

南极欺骗岛土壤细菌群落结构和多样性分析

采用基于16S r DNA克隆文库的非培养方法和传统培养方法相结合的手段,对南极欺骗岛土壤细菌群落结构及多样性进行了初步分析。对来自16S r DNA克隆文库的118个阳性克隆进行测序和序列比对,结果显示细菌来自放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)3大门的39个操作分离单元(OTU),其中优势菌群为放线菌门和变形杆菌门,分别占65.25%和28.81%。放线菌门的主要优势属为鱼孢菌属(Sporichthya)、类诺卡式氏菌属(Nocardioides)、束缚菌属(Conexibacter)、Gaiella和节杆菌属(Arthrobacter)。变形杆菌门的主要优势属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、硫杆菌属(Thiobacillus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和热单胞菌属(Thermomonas)。采用6种培养基对细菌进行培养和分离,共得到57株菌,来自放线菌门、变形杆菌门、拟杆菌门和厚壁菌门4大门的13个OTU,其中优势菌群为放线菌门和变形杆菌门,分别占57.89%和31.58%。优势属是放线菌门的节杆菌属(Arthrobacter)、雷夫松氏菌属(Leifsonia)和变形杆菌门的假单胞菌属(Pseudomonas)。本论文为研究欺骗岛土壤细菌多样性以及有益菌种资源的开发和利用奠定了基础。     

北极新奥尔松地区藻类可培养附生细菌多样性研究

为研究北极地区海洋藻类可培养附生细菌的多样性,利用稀释平板法自2019年7月采集的北极新奥尔松地区的海洋红藻多管藻(Polysiphonia sp.)样品中分离纯化得到60株可培养的藻类附生细菌。16S rRNA基因序列测定分析表明所分离的藻类附生细菌主要隶属于γ-变形菌纲(39株,65%),其次隶属于放线菌纲(10株, 17%)和黄杆菌纲(8株, 13%),仅有少量隶属于α-变形菌纲(2株, 3%)和芽孢杆菌纲(1株, 2%),其中的优势细菌属为Psychrobacter属(22株, 37%)和Pseudoalteromonas属(12株, 20%)。此次获得了较多极地藻类多管藻的附生细菌菌株,初步揭示了多管藻可培养附生细菌的多样性,为多管藻自身以及其附生细菌生态功能及应用开发研究奠定了基础。     

塔吉克斯坦哈特隆州土壤可培养细菌多样性分析

采用纯培养、结合核糖体DNA扩增片段限制性酶切分析(16S r DNA PCR-RFLP)、RepPCR及16S r DNA序列测定和系统发育分析方法研究塔吉克斯坦哈特隆州土壤可培养细菌群落结构和种群多样性。从哈特隆州的农田、天然草地、林地及荒漠土壤中分离获得110个菌株,分布在厚壁菌门(Firmicutes)(80.9%)、变形杆菌门(Proteobacteria)(17.2%)和放线菌门(Actinobacteria)(1.85%)三个类群中,归属于芽孢杆菌(Bacillus)、寡养单胞菌(Stenotrophomonas)、短杆菌(Brevibacterium)、节杆菌(Arthrobacter)、棍状杆菌(Clavibacter)、短波单胞菌(Brevundimonas)、贪食菌(Variovorax)、假单胞杆菌(Pseudomonas)、芽孢八叠球菌(Sporosarcina)、赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus)、无色杆菌属(Achromobacter)和Rheinheimera共12个属中。其中Bacillus(71.8%)为该地区土壤可培养细菌绝对优势种群,Pseudomonas(10.9%)为次优势种群。对优势种群Bacillus的Rep-PCR基因组指纹图分析表明,63株分离物有17种不同的多态性指纹图谱,具有较为丰富的多样性特征。不同样地土壤中可培养细菌的种群分布、结构组成及多样性存在明显差异,与土壤环境密切相关。Shannon多样性指数、Simpson优势度和Pielou均匀度指数与土壤有机质、全氮、碱解氮及含水量呈显著正相关(p0.05)。土壤速效钾含量也是显著影响细菌Shannon多样性、Simpson优势度的重要因素。研究不仅为后期功能菌株的筛选提供了基础,也为塔国不同土地利用方式下土壤环境评价提供了依据。     

青藏高原湖泊沉积物硫酸盐还原菌种群分布

采用聚合酶链式反应(PCR,Polymerase Chain Reaction)、变性梯度凝胶电泳(DGGE,Denaturing Gra-dient Gel Electrophoresis)与实时荧光定量聚合酶链式反应(Q-PCR,Quantitative PCR)相结合的综合分析技术,研究了青藏高原洱海、青海湖、尕海1、尕海2、小柴旦湖沉积物硫酸盐还原菌多样性及丰度。研究结果显示,5个盐湖沉积物中dsrB(编码亚硫酸还原酶β亚基,为硫酸盐还原菌所共有)基因的丰度为每克沉积物1.71×108～1.55×109拷贝,与盐度无明显相关性;所获得的dsrB基因序列分属于3个科:Desulfobacter-aceae,Desulfobulbaceae和Peptococcaceae。其中,Desulfobacteraceae科是主要类群。硫酸盐还原菌多样性(DGGE结果)与盐度呈现出负相关性。故在所研究的盐湖中,盐度可能不是影响硫酸盐还原菌种群分布的唯一因素,可能还受其它未知环境因素的影响,有待于进一步研究。     

青藏高原盐湖战略性钾资源元素含量变化特征及影响因素

青藏高原盐湖赋存着丰富的钾资源元素。近年来,在全球变暖和大规模人工开发背景下,青藏高原盐湖卤水钾含量和矿化度发生显著变化。系统对比了青藏高原31个盐湖近年来和1990s之前卤水的钾离子含量和矿化度变化情况,分析其主要影响因素。结果显示,近年来青藏高原盐湖钾离子含量和矿化度总体呈现下降趋势,但不同盐湖变化程度不同;藏北高原、可可西里高原、西昆仑等地区盐湖主要受气候-构造-水文等自然因素影响,钾离子和矿化度下降明显;柴达木盆地盐湖受资源开发和人为干预等因素影响,卤水钾离子含量下降,而矿化度略有增加。     

Distribution of diatom assemblages and their relationship to environmental variables in the surface sediments of three northern Egyptian lakes

Surficial sediments of three northern Egyptian lakes (Manzala, Burullus and Edku) show differences in diatom assemblages deposited in different sites of these lakes. A total of 172 species and varieties belonging to 58 genera were identified and counted from 62 samples. Of these, 163 diatom taxa were recorded from Manzala Lake sediments, 147 taxa were found in Burullus Lake sediments, and 117 taxa were identified in Edku Lake sediments. The considerable variation in the composition and distribution of the diatom assemblages among these lakes was mainly related to differences in the water quality, salinity, the concentration of nutrients and climatic changes. The planktonic diatom Cyclotella meneghiniana was dominant in the majority of the samples from Manzala Lake, but dominant in only a few samples from the middle parts of Burullus and Edku lakes. The non-planktonic epiphytic taxa Cocconeis placentula and Epithemia sorex were the subdominant species in the surface sediments, especially in shallow and marginal parts of the lakes. Multivariate statistical techniques (hierarchical ascending clustering and canonical correspondence analysis) were used to identify ecological groups of diatoms and to investigate which environmental variables were important in explaining the variation between these groups. Eight ecological groups containing distinctive diatom assemblages reflect current environmental conditions; especially saltwater intrusion in the north and nutrient-rich freshwater in the south.     

气候变化对青藏高原水环境影响初探

利用Penman-Monteith公式和干燥度指数公式,计算并分析了青藏高原65个气象站1972-2011年间记录的气候变化趋势,同时在总结国内外有关气候变化对青藏高原水环境各要素影响研究的基础上,通过简单线性相关统计方法,分析了研究区域气候变化与水环境变化的相关性。结果表明：（1）青藏高原整体升温显著,降水显著增加,最大可能蒸散（ET₀）显著降低,暖湿化趋势显著;高原北部和西部降水显著增加、ET₀显著降低、干燥度指数显著下降,东部和南部ET₀显著降低、干燥度指数显著下降;（2）受升温影响,青藏高原的冰川消融,尤以东部地区变化显著;湖泊因其补给条件不同而分别呈现出扩张、萎缩和基本稳定3种状态,总体上,高原西部的湖泊以扩张为主,东部的湖泊基本稳定,而萎缩的湖泊分布较为分散。水环境的改变对于高原区水循环过程及生态系统都将产生重要影响。     

柴达木盆地北缘水量增补对盐湖资源及生态环境的影响

柴达木盆地是我国盐湖资源集中分布区,受21世纪暖湿化气候和水量增补的影响,盆地多个盐湖呈现湖面扩张趋势,该过程开始影响盐湖资源离子含量和湖泊生态环境,也对湖区沿线公共基础设施造成一定影响。为了研究湖泊水量增补对盐湖资源及生态环境的影响,选取了柴北缘山前5个湖泊(苏干湖、德宗马海湖、巴仑马海湖、小柴旦湖和托素湖)作为研究对象,开展了2017~2021年湖泊扩张、典型盐湖矿化度和资源元素变化趋势以及对周边基础设施影响的研究。结果表明:1)资源型湖泊湖水淡化和资源品位下降;2)生态型湖泊周边植物群落发生变化(水生植物芦苇扩张、旱生植物白刺和梭梭衰退);3)淹没湖区房屋和旅游道路,危及周边的高速公路等公共基础设施。该研究结果不仅具有为柴达木盆地乃至青藏高原盐湖资源开采和生态环境治理提供科学依据的理论意义,而且具有为青海省基础设施保护和建设提供决策依据的现实意义。     

不同预处理方法对尕海沉积物粒度测试的影响

湖泊沉积物粒度是研究湖区古环境演化的一个重要代用指标,粒度测量结果与预处理方法密切相关。从柴达木尕海湖岩心钻孔取48个样品,采用五种预处理方法,运用马尔文2000激光粒度仪进行粒度分析。结果显示经过预处理后平均粒径有不同程度的变细。单独加入H2O2除去样品中的有机质后,粒度分散变细最为明显,变幅可达10%左右,单独加入(NaPO3)6或H2O2处理后,>63μm(粗颗粒组分)粒径百分含量降低8个百分点左右。单独加蒸馏水浸泡、单独加HCl除去碳酸盐类胶结物和先后加H2O2、HCl(、NaPO3)6处理这三种方法分散效果不明显。23～33号样品对预处理的灵敏度最差,其他样品灵敏度稍好,但总体上尕海湖沉积物对预处理作用不敏感。对于性质类似的盐湖沉积物粒度测试,本文推荐加H2O2进行预处理。     

囊谦盆地贡觉组含膏盐地层粘土矿物组合特征及气候环境意义

囊谦盆地晚始新世贡觉组厚层红色含膏盐粉砂质泥岩是研究青藏高原始新世古气候演化和含膏盐沉积环境的良好素材。采集囊谦盆地贡觉组约257 m含膏盐地层的碎屑沉积物,研究其粘土矿物成分和组合特征及气候与沉积环境变化。结果显示,粘土矿物主要以伊利石(52.1%)为主,其次为绿泥石(8.1%)和高岭石(3.5%)。根据岩性特征及粘土矿物组合变化,剖面自下而上可划分为3个阶段,分别指示了暖湿—低盐度、冷干—高盐度、较暖湿—低盐度的气候和沉积环境。贡觉组气候与沉积环境受到青藏高原地区干湿交替变化大背景的影响。     

阿拉善东南部自然环境演变与地面流沙路径的分析

阿拉善东南部包括腾格里和吉兰泰两区。腾格里和吉兰泰两区在晚更新世均是一个湖域广阔的淡水大湖。之后 ,吉兰泰大湖和腾格里大湖在封闭状态下 ,一方面因气候转为干旱、蒸发致使湖域减小直至完全干涸 ,露出的湖底在风的吹蚀作用下形成沙漠 ;另一方面在“狭管效应”作用下 ,由吉兰泰西部来自雅玛雷克沙漠和在腾格里西部来自巴丹吉林沙漠的风吹沙沿着地形上狭窄通道的侵进是加剧这两个湖盆沙漠化的另一个重要因素。对此 ,基于遥感的研究提出了研究区西缘挡沙固沙 ,建立生态保护带 ,区内分块治理、有效控制流沙的侵进和扩张以及通过改善下垫面性质来控制沙尘的发生与强度 ,逐步改善生态环境的措施。研究区风沙的治理 ,对于缓解京津沙尘灾害具有重要的意义。     

Microbial Diversity of the Hypersaline Sidi Ameur and Himalatt Salt Lakes of the Algerian Sahara

Microbial populations within hypersaline lakes often exhibit high activities of photosynthesis, dissimilatory sulphate reduction and other processes and, thus, can have profound impacts on biogeochemical cycles of carbon, nitrogen, sulphur and other important elements within arid lands. To further understand these types of ecosystems, the physicochemical and biological properties of Sidi Ameur and Himalatt Salt Lakes in the Algerian Sahara were examined and compared. Both lakes were relatively neutral in pH (7.2-7.4) and high in salt, at 12% and 20% (w/v) salinity for Himalatt and Sidi Ameur Lakes, respectively, with dominant ions of sodium and chloride. The community compositions of microbes from all three domains (Bacteria, Archaea and Eukarya) were surveyed through the use of 16S and 18S ribosomal gene amplification and clone library clustering using amplified ribosomal DNA restriction analysis (ARDRA) in conjunction with DNA sequencing and analysis. A high level of microbial diversity, particularly among the bacteria of the Himalatt Salt Lake and archaea of Sidi Ameur Lake, was found within these environments. Representatives from all known halophilic bacterial phyla as well as 6 different genera of halophilic archaea were identified. Moreover, several apparently novel phylotypes among both archaea and bacteria were revealed.