甘肃白银铜矿矿坑土壤细菌和古菌的多样性及坡度分布特征

摘要

【背景】甘肃白银铜矿作为西部地区的重要矿区,探究其细菌和古菌多样性及坡度分布特征对明确矿区微生物多样性分布具有关键意义。【目的】通过分析白银铜矿矿坑不同坡度的土壤细菌群落多样性和古菌群落多样性,探究不同坡度土壤样品细菌及古菌多样性与理化性质之间的关系。【方法】以不同坡度的白银铜矿土样为材料,采用Illumina HiSeq测序技术,分析样品的细菌多样性和古菌多样性。【结果】α和β多样性分析表明,ACE、Chao1、Shannon和Simpson等多样性指数在样品间存在显著差异。白银铜矿矿坑土壤的细菌排名前十的纲是Gammaproteobacteria、Oxyphotobacteria、Alphaproteobacteria、Bacteroidia、Actinobacteria、Clostridia、Nitrospira、Bacilli、Mollicutes和Acidimicrobiia,相对丰度最高的是Gammaproteobacteria。在纲水平上,白银铜矿的古菌由Thermoplasmata、Nitrososphaeria、Methanomicrobia、Halobacteria、Methanobacteria、Group_1.1c和Bathyarchaeia组成,相对丰度最高的是Thermoplasmata。冗余分析(redundancy analysis,RDA)得出,pH和速效磷是影响土壤多样性的最重要因素。【结论】白银铜矿为强酸性铜矿,其土壤铜离子含量最高。从坡顶到坡底,pH呈现先降低再升高的趋势(2.18-4.75),铜离子(20-150 mg/kg)和总铁(2.5-50 mg/kg)呈现先升高后降低的趋势,铵态氮(3.61-44.90 mg/kg)、速效磷(0-56.79 mg/kg)和速效钾(9.07-35.65 mg/kg)含量低且呈现波动趋势,硫化物(1 mg/kg)无明显变化。白银铜矿矿坑土壤细菌相对丰度最高的属为Acidithiobacillus,古菌相对丰度较高的属为uncultured_bacterium_f_Ferroplasmaceae和uncultured_bacterium_f_Nitrososphaeraceae。其中,细菌多样性受到pH驱动,古菌多样性受到速效磷的驱动。本研究有助于我们进一步了解白银铜矿土壤微生物群落的变化。