西昆仑与熊彩岗日地区冰川细菌多样性研究

摘要

冰川作为极端环境的代表占据了地球约10％的面积，而且蕴藏着具有独特遗传学和适应环境变化机制的微生物，也记录着环境影响下生物菌群数量和结构变化，对冰川微生物的研究不仅是开发极端环境资源的一种方式，也是探索微生物与环境关系的重要途径。本研究应用纯培养和454高通量测序两种方法对西昆仑和熊彩岗日地区冰川细菌进行了研究，并获得了以下主要结果：
　　1.熊彩岗日地区冰川可培养细菌总数量约1.75×104 CFU/mL-1~3.73×104 CFU/mL-1。培养结果表明此冰川细菌门水平上由Actinobacteria、Proteobacteria、Bacteroidetes、Deinococcus-Thermus四个门类组成。属水平上由Pseudomonas、Janthinobacterium、Flavobacterium、Devosia、Duganella、Deinococcus、Cryobacterium、Rugamonas、Arthrobacter、Mycetocola、Massilia、Salinibacterium组成。
　　2.高通量测序结果表明熊彩岗日地区冰川细菌门水平上主要由Proteobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes组成。属水平上主要由Massilia、Bacillus、Phenylobacterium、Variovorax、Polaromonas、Acidovorax、Pseudorhodobacter、Brevundimonas、Herbaspirillum、Pedobacter、Bacteroidetes组成。雪样细菌群落多样性大于水样。
　　3.两种研究方法都表明熊彩岗日地区冰川雪样和水样细菌群落多样性是较相似的，这与以往的研究不太相同。
　　4.西昆仑崇测冰川雪可培养细菌数量约2.7×102 CFU/mL~2.27×104 CFU/mL之间。冰碛物样品可培养细菌数量为7×104CFU/g，冰川末端前沿土壤可培养细菌数量为5.1×105CFU/g~1.59×106CFU/g。培养结果表明此冰川细菌门水平上由Actinobacteria、Proteobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes组成，属水平上由Geobacillus、Modestobacter、Hymenobacter、Methylobacterium、Mycobacterium、Paracoccus、Bacillus、Janibacter、Lysinibacillus、Brevundimonas、Rhizobium、Aureimonas、Kocuria、Nocardioides、Psychrobacter、Arthrobacter、Microbacterium、Mycetocola、Patulibacter、Rhodococcus、Massilia、Aerococcus、Clavibacter、Xylophilus、Skermanella、Pseudomonas、Rugamonas、Paenisporosarcina、[Brevibacterium] frigoritolerans组成。
　　5.高通量测序结果表明西昆仑崇测冰川细菌门水平上由 Acidobacteria、Actinobacteria、Armatimonadetes、BRC1、Bacteroidetes、Chlorobi、Chloroflexi、Cyanobacteria、Elusimicrobia、FBP、Firmicutes、Fusobacteria、Gemmatimonadetes、GAL15、GN02、MVP-21、Nitrospirae、OD1、OP11、Planctomycetes、Proteobacteria、spirochaetes、TM7、Verrucomicrobia、WS3、[Thermi]26个门类组成。
　　属水平上主要由（在至少在一种样品中相对丰度大于1%）Kaistobacter、Flavisolibacter、Spirosoma、Methylibium、Phormidium、Hymenobacter、Nitrospira、DA101、Gemmata、Rubellimicrobium、Thermomonas、Deinococcus、Rudanella、Lysobacter、Janthinobacterium、Leptolyngbya、Pseudanabaena、Rubricoccus、Rubrobacter、Rhodobacter、Sporocytophaga、Adhaeribacter、Roseococcus、Polaromonas、Leptothrix、Planctomyces、R18-435、Acinetobacter、Pseudonocardia、Ochrobactrum、Euzebya、Anoxybacillus、Corynebacterium、Propionibacterium、Rhodococcus、Bradyrhizobium、Methylobacterium、Sphingomonas、Pseudomonas组成。
　　6.西昆仑崇测冰川不同生境之间细菌群落多样性大小依次为冰碛物、土壤、雪样，冰碛物与土壤样品群落多样性及结构也是较相似的。但雪样与这两种生境群落多样性及结构差异较大，不同位点雪样群落多样性及结构差异较大，而不同位点土壤样品之间是较相似。
　　7.两个冰川雪样细菌群落是高度多样化的。
　　8.培养结果和高通量测序结果有所差异，两种方法结合起来能获得更全面的细菌群落结构信息。

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中文摘要

文献综述

1.1低温微生物及应用前景

1.1.1低温微生物概述

1.1.2低温微生物适冷机制

1.1.3低温微生物应用前景

1.2青藏高原地区冰川细菌多样性研究现状

1.2.1冰芯细菌多样性的研究进展

1.2.2冰川雪细菌多样性的研究进展

1.2.3冰川前沿土壤及冻土细菌多样性的研究进展

1.3微生物生态学研究方法

1.3.1培养方法

1.3.2限制性片段长度多态性分析(RFLP)

1.3.3变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)

1.3.4宏基因组测序方法

第一部分 喀喇昆仑南部熊彩岗日地区冰川细菌多样性研究

1.引言

2 材料与方法

2.1实验材料及试剂

2.2 方法

3 结果与分析

3.1细菌培养结果

3.2高通量测序结果

4.结论与讨论

4.1可培养细菌数量

4.2与其他低温环境中细菌相比较

4.3培养结果与高通量测序结果相比较

4.4雪样和水样境群落多样性差异

第二部分 西昆仑地区冰川细菌多样性研究

1.引言

2 材料与方法

2.1实验材料及试剂

2.2方法

3 结果与分析

3.1可培养细菌培养结果

3.2高通量测序结果

4 结论与讨论

4.1纯培养结果与高通量测序结果相比较

4.2培养结果

4.3高通量测序结果

5 展望

参考文献

英文摘要