内蒙古高原干涸湖泊湿地甲烷氧化菌群落的T-RFLP分析

摘要

甲烷不仅是重要的能源和化工原料，也是大气中仅次于二氧化碳的温室气体。甲烷氧化细菌作为甲烷的唯一生物汇，对减少温室气体释放及控制碳循环过程有着重要意义。湿地是主要的甲烷排放源，人类活动已导致湿地环境遭到严重破坏，研究湿地土壤甲烷氧化菌的生态分布，探索湿地干涸过程中生态环境的变化对其群落结构及多样性的影响，对温室效应和大气环境的生物学调控具有现实意义。目前运用现代分子生物学手段，对农田、森林、草地、湿地、海洋等各个环境中甲烷氧化菌的研究已有较多报道，但对退化的干涸湖泊湿地的研究很少。
　　 本文以内蒙古高原辉腾锡勒草原退化干涸的湖泊湿地为研究对象，采用毛细管电泳方法，对甲烷氧化菌的特征性功能基因pmoA进行了T-RFLP分析，通过生物多样性分析、等级聚类分析和主成分分析，主要结果表明：
　　 土壤甲烷氧化菌在湖心区(S1)、湖底区(S2)的多样性指数和均匀度指数相对较高，而在较早干涸的湖坡区(S3)以及相邻草原的对照区(S4)多样性指数和均匀性相对较低。
　　 从湖心到岸上草原，甲烷氧化菌的群落相似度逐渐降低，群落处于动态演替中。其中：95bp为样点S1、S2、S3共有优势种类(T-RF)，S2的另一优势种类为457bp，S3的另一个优势种类为131bp，82bp、89bp代表S4的优势种类。
　　 根据多元统计分析，主成分分析(PCA)表明，该湖泊湿地中土壤铵态氮含量是影响甲烷氧化菌群落的主要因素，土壤含水量、碳氮比、有机质含量分别对样点S1、S2、S3的甲烷氧化菌群落影响显著。土壤微生物群落总体受到高pH值(8.5～9.7)的胁迫，而对甲烷氧化细菌未见影响。
　　 利用T-RFLP技术，分析结果会受到几个重要因素的影响，包括：PCR引物的特异性、限制性内切酶的选择、样品DNA的浓度、峰值图的筛选等。