若尔盖高原湿地土壤氨氧化古菌的多样性

作者:郑有坤;王宪斌;辜运富;张小平 刊名:微生物学报 上传者:曾碧

【摘要】【目的】研究自然界中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)对于理解全球氮循环起着至关重要的作用,但人们对高原湿地AOA种群生态还知之甚少。本研究旨在了解若尔盖高原湿地土壤AOA群落组成及多样性。【方法】从若尔盖高原阿西(A'xi)、麦西(Maixi)和分区(Fenqu)3个典型牧区采集土壤样品,提取土壤总DNA,利用AOA氨单加氧酶(ammonia monooxygenase,amoA)基因通用引物扩增amoA基因,构建amoA基因克隆文库。从每个克隆文库中随机挑选80个阳性克隆子用于后续限制性酶切片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)分析,挑选不同酶切类型的克隆子进行测序、比对,利用MEGA 5.0软件构建amoA基因系统发育树。【结果】从3个克隆文库共240个AOA amoA基因阳性克隆中得到15条代表序列,通过Mothur软件进行OTUs(operational taxonomic units)分类得到7个不同的分类单元。其中OTU 6为优势类群,在3个克隆文库均有发现,约占所有特异性克隆子的27%。15条amoA基因序列分属于Zoige Wetland Clade 1(4 OTUs)、Zoige Wetland Clade 2(2 OTUs)和Zoige Wetland Clade 3(1OTU)3个系统发育分支。BLAST分析显示所有OTUs均归于泉古菌门(Crenarchaeota)。相关性分析表明,若尔盖高原湿地AOA多样性指数与土壤铵态氮和硝态氮含量存在显著的相关性(P<0.05)。【结论】若尔盖高原湿地中AOA多样性较低,均属于泉古菌,且与土壤中氨态氮和硝态氮密切相关。

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微生物学 报 Acta Microbiologica Sinica 54(9):1090—1096;4 September 2O14 ISSN 0001—6209:CN 11—1995/0 http://journals.im.ac.en/actamierocn doi:10.13343/j.enki.wsxb.2014.09.014 若尔盖高原湿地土壤氨氧化古菌的多样性 郑有坤 ,王宪斌 ,辜运 富 ,张小平 四川农业大学资源环境学 院 ,四川 成都 611130 云南大学 ,云南省微生物研究所 ,西南微生物多样性教育部重点实验室 ,云南 昆明 650091 摘要:【目的】研究自然界中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)对于理解全球氮循环起着至关重 要的作用 ,但人们对高原湿地 AOA种群生态还知之甚少。本研究 旨在了解若尔盖高原湿地土壤 AOA群落 组成及多样性 。【方法】从若尔盖高原阿西 (A xi)、麦西(Maixi)和分 区(Fenqu)3个典型牧 区采集土壤样 品,提取土壤总 DNA,利用 AOA氨单加氧酶(ammonia monooxygenase,amoA)基因通用引物扩增 amoA基 因, 构建 amoA基因克隆文库。从每个克隆文库中随机挑选 8O个阳性克隆子用于后续 限制性酶切片段长度 多 态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)分析 ,挑选不同酶切类型的克隆子进行测序、比对 ,利用 MEGA 5.0软件构建 amoA基因系统发育树 。【结果】从 3个克隆文库共 240个 AOA amoA基因阳性克隆中 得到 15条代表序列 ,通过 Mothur软件进行 OTUs(operational taxonomic units)分类得到 7个不同的分类单 元。其 中 OTU 6为优势类群 ,在 3个克隆文库均有发现 ,约 占所有特异性克隆子的 27%。15条 amoA基因 序列分 属 于 Zoige Wetland Clade 1(4 OTUs)、Zoige Wetland Clade 2(2 OTUs)和 Zoige Wetland Clade 3 (1 OTU)3个系统发育分支。BLAST分析显示所有 OTUs均归于泉古菌门 (Crenarchaeota)。相关性分析表明, 若尔盖高原湿地 AOA多样性指数与土壤铵态氮和硝态氮含量存在显著的相关性(P<0.05)。【结论】若尔 盖高原湿地中 AOA多样性较低 ,均属于泉古菌,且与土壤 中氨态氮和硝态氮密切相关 。 关键词 :若尔盖湿地 ,氨氧化古菌 ,amoA基因,多样性 中图分类 号 :Q939 文章编 号 :0001.6209(2014)09-1090-07 微生物介导的氮素循环是生物地球化学循环最 基 础和最 重要 的过 程 。 自然界 中氮循 环 主要 包 括 固 氮作用 、硝化作用 、反硝化作用和氨化作 用 4个过 程 ,每个过 程均 由微生 物所驱 动¨ 。其 中氨 氧化 (NH,一NO:一)是硝化作用过程 中的第一步和关键 限制反应 ,是整个氮循环 中最关键 生物学过程 。 多年来 ,这一过程被认为是主要 由d,部分属于 B- proteobacteria 和 -y-proteobacteria 的 氨 氧 化 细 菌 (ammonia.oxidizing bacteria,AOB)所执行的专性好 氧 化能 自养 过 程 ,amoA基 因编 码 催 化 这 一 生 化 反 应

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