陕北黄土丘陵沟壑区苔藓内生细菌群落多样性分析

摘要

以延安市当地藓结皮中的土著优势种土生对齿藓(Didymodon vinealis)、反扭藓(Timmiella anomala)和青藓(Brachythecium albicans)为研究对象,分析3种苔藓植株内生细菌的群落组成和多样性,揭示3种不同品种的苔藓植株内生细菌的群落结构及多样性差异。采用高通量测序技术分析3种苔藓植株内生细菌16S rRNA基因V3~V4变异区序列,使用生物信息学方法分析3种苔藓内生细菌的群落结构及多样性。结果表明:土生对齿藓、反扭藓、青藓3种苔藓测序共获得178173条有效序列,在97%一致性下共产生705个有效的OTUs。在门、纲和属水平上,土生对齿藓的优势类群分别是蓝藻细菌门(Cyanobacteria,57.91%)、变形菌门(Proteobacteria,41.00%),γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,35.02%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,5.92%)和假单胞细菌属(Pseudomonas,24.92%)、(Massilia,6.26%);反扭藓分别为蓝藻细菌门(Cyanobacteria,40.05%)、变形菌门(Proteobacteria,40.88%),α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,30.87%)和(Phytohabitans,4.10%)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,3.93%);青藓分别是蓝藻细菌门(Cyanobacteria,80.49%)、变形菌门(Proteobacteria,15.26%),γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,7.66%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,7.45%)和假单胞细菌属(Pseudomonas,6.46%)。Alpha多样性和Beta多样性分析表明,反扭藓的Chao1指数(370.667)和Shannon指数(5.368)最大,基于韦恩图分析3种苔藓存在87个共有OTUs,土生对齿藓、反扭藓和青藓独有OTUs分别为7、175和13,说明3种苔藓不仅有较高的细菌多样性,还存在一定的差异。典范对应分析(Canonical Correlation Analysis,CCA)结果表明,土壤中有效氮(AN)和有机质(OM)的含量是影响3种苔藓内生细菌的群落多样性变化的主要因素。3个不同品种的苔藓的内生细菌种类丰富,群落结构组成和丰度均存在较大的差异,且苔藓所生长的微环境如有效氮和有机质的含量会对其内生细菌群落结构和多样性有较大影响。本研究可为苔藓内生细菌菌种资源的开发和生产应用提供理论支持。