發(fā)布時間：2020-11-12 16:03

　　 土壤微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)的分解者,土壤真菌作為其中重要的類群,不僅是生物地球化學循環(huán)和能量流動過程中必不可少的推動者,也是氣候和環(huán)境變化的重要指示者,因此,認知土壤真菌的生物地理分布格局及其形成機制是至關(guān)重要的。由于技術(shù)上的限制,土壤真菌一直沒有得到廣泛而深入的研究。近年來,隨著宏基因組學技術(shù)的快速發(fā)展,學者們開始逐步深入探索土壤真菌的多樣性機制,發(fā)現(xiàn)其具有一定的空間分布格局,為揭示生態(tài)系統(tǒng)功能變化的機制提供了理論和實踐指導意義。神農(nóng)架國家公園位于湖北省西北部林區(qū),孕育著十分豐富的生物資源,具有典型的海拔梯度特征,為研究生物多樣性的海拔分布格局提供了理想場所。本研究以神農(nóng)架國家公園海拔梯度上(1 000–2 800 m)的5種不同森林類型為研究對象,采用高通量測序技術(shù)和微生物功能基因芯片技術(shù),分析了土壤真菌的海拔分布格局和形成機制:(1)利用高通量測序技術(shù)研究了土壤真菌在神農(nóng)架國家公園的不同海拔梯度上的空間分布格局及其形成機制。結(jié)果表明,38.83%的OTUs屬于接合菌門,34.76%屬于擔子菌門,25.86%屬于子囊菌門。隨著海拔高度的上升,接合菌門的相對豐度顯著下降,擔子菌門相對豐度顯著上升,而子囊菌門無顯著的海拔變化。除趨勢對應分析(DCA)和不相似性檢驗表明5個樣地的土壤真菌群落結(jié)構(gòu)之間存在顯著差異。隨著海拔梯度的增加,土壤真菌的α多樣性顯著降低(P0.01),與植物α多樣性的趨勢相同。土壤真菌的β多樣性隨著海拔距離的增加顯著升高。Null模型分析得知,確定性過程主導不同植被類型之間的構(gòu)建機制,而隨機性過程主導同一植被類型內(nèi)部的構(gòu)建機制。皮爾遜相關(guān)性分析和partial Mantel test分析都表明年均氣溫和年均降水量是影響森林土壤真菌多樣性海拔分布的主要環(huán)境因子。(2)通過高通量測序技術(shù)和微生物功能基因芯片技術(shù)研究闊葉林演替對土壤真菌的群落和代謝潛力的影響。結(jié)果表明,落葉闊葉林中的土壤真菌豐富度指數(shù)在物種(P=0.079)和功能基因(P=0.01)兩個水平上均高于常綠闊葉林,DCA表明兩個樣地的真菌群落結(jié)構(gòu)存在顯著差別。接合菌門是兩種植被類型土壤中的優(yōu)勢菌門,但是兩種樣地中優(yōu)勢屬卻不同。分子生態(tài)學網(wǎng)絡(luò)分析顯示兩個樣地之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯著不同。演替之后,多種易降解性碳基因的相對豐度顯著增加(P0.05),碳循環(huán)相關(guān)功能基因的相對豐度與土壤有機碳、水溶性土壤有機碳和易降解性土壤有機碳含量呈顯著負相關(guān),這可能加速了落葉闊葉林中土壤有機碳的降解過程。(3)林線是氣候變化的“指示燈”,以林線上下分布的灌木林和冷杉林為研究對象,研究了土壤真菌的群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,兩種植被類型的土壤優(yōu)勢菌門、屬和種類不同,針葉林和灌木林的優(yōu)勢菌門分別是擔子菌門和接合菌門。DCA和不相似性檢驗表明兩種林型的土壤真菌群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異,且針葉林土壤真菌多樣性指數(shù)(香農(nóng)指數(shù)、Chao值和豐富度指數(shù))均顯著(P0.05)高于灌木林。典范對應分析(CCA)和Mantel test顯示土壤真菌群落結(jié)構(gòu)與土壤p H、植物多樣性、土壤溫度和土壤濕度存在顯著相關(guān)性。
【學位單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S714.3
【部分圖文】：

種水平和功能基因水平上，土壤真菌豐富度在兩種植壤中碳氮含量是否具有某種聯(lián)系？功能基因水平上的帶中土壤真菌的變化的灌木林和針葉林的土壤理化性質(zhì)和真菌群落結(jié)構(gòu)組類型和多樣性有何關(guān)系？控制林線過渡帶土壤真菌多路線

19圖 2-1 皮爾遜相關(guān)性分析Fig.2-1 Pearson correlation test利用 DCA 檢測五個樣地的土壤真菌群落結(jié)構(gòu)差異，結(jié)果顯示相同植被中的重復樣方基本聚在一起（圖 2-3）。為了進一步確定樣地之間的差異性，利用基于 Bray-Cutis 和Manhattan 距離方法的 Anosim 不相似性檢驗定量分析群落結(jié)構(gòu)之間的差異程度（表 2-3），我們根據(jù) P 值確定不同類型植被的土壤真菌群落確實存在顯著差異。

圖 2-2 不同類型植被土壤中的主要真菌菌門的相對豐度Fig.2-2 Relative abundance of major phyla among different sites：壺菌門和球囊菌門的相對豐度小于 1%，另有 0.53%的未命名類群歸為其他類群。ote: The relative abundance of Chytridiomycota and Glomeromycota were less than 1%, and there w53% sequencing reads belongs to unclassified OTUs, they were classified into Others.
【參考文獻】

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1 孫欣;高瑩;楊云鋒;;環(huán)境微生物的宏基因組學研究新進展[J];生物多樣性;2013年04期

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本文編號：2880941