干旱区盐碱湖泊湖滨带优势植物根际和根内生微生物群落组成研究

来源 :内蒙古大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tkzcsl
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世界范围内的研究已发现盐碱度是影响微生物群落组成的主要环境因素。盐碱湖泊是一类特殊的极端盐碱生态系统,以往有关盐碱度对微生物组成的影响研究主要聚焦于盐碱湖泊水体和沉积物方面,而有关沿着盐碱梯度变化对湖滨带优势植物根际和根内生微生物组成影响的信息却很少。盐碱湖泊生态系统对于干旱半干旱区水资源利用和生态环境保护具有极其重要的作用,探索盐碱湖泊湖滨带根际和根内生微生物在优势植物抵抗高盐碱逆境胁迫中发挥的作用机理,对于盐碱湖泊生态系统的稳定性维持具有十分重要的科学价值和实际应用意义。本研究采用高通量测序技术,沿着盐碱梯度对额吉淖尔盐湖和苏尼特碱湖湖滨带上优势植物根际和根内生细菌及真菌群落结构和多样性进行调查研究,通过多种生物信息学方法探究根际和根内生微生物在植物适应高盐碱逆境胁迫中发挥的作用机理。研究结果表明:(1)在极端盐碱环境下盐碱度不是影响微生物多样性的主要环境因子,且微生物群落组成受到土壤环境因素和植物种类的双重影响,土壤环境因素对于根际微生物的影响大于根内生微生物。(2)Mantel test分析进一步揭示了额吉淖尔盐湖湖滨带优势植物根际细菌和真菌群落组成均受Mg2+的影响最为显著,而Cl-和植物种类对根内生细菌和真菌群落的影响最显著;苏尼特碱湖湖滨带上优势植物根际和根内生细菌以及根内生真菌群落组成均受土壤有机碳(SOC)影响最为显著,而根际真菌受CO32-的影响最显著。(3)盐碱湖泊湖滨带上不同优势植物所富集的微生物优势类群具有显著差异。盐湖湖滨带上优势植物所富集的优势属包含:海杆菌属(Marinobacter),Palleronia,水沉积物杆菌属(Ilumatobacter)以及青霉菌属(Penicillium)等;而碱湖湖滨带上优势植物所富集的优势属有:芽孢杆菌属(Bacillus)、嗜盐单胞菌属(Halomonas)和光黑壳属(Preussia)等。这些微生物均具有一定的耐盐碱或促生的特性,因此在协助湖滨带优势植物抵抗高盐碱胁迫环境中可能发挥着十分重要的作用。(4)通过微生物网络互作模式分析揭示了优势植物根际之间和根内生之间的微生物可通过协同和拮抗的相互关系调节、协助优势植物更好的适应极端盐碱环境,所筛选的具有耐盐碱和促生特性的关键微生物类群可协助宿主植物更好的适应极端盐碱环境,如盐湖湖滨带中的假单孢菌属(Pseudomonas)和碱湖湖滨带中的鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)等。研究结果表明在极端盐碱环境下盐碱度不是影响微生物多样性的主要环境因子,盐碱湖泊湖滨带优势植物根际和根内生微生物组成所受影响的环境因子和富集的优势微生物类群均具有显著差异,并且筛选的关键微生物类群对宿主植物更好的适应极端盐碱环境具有重要作用。本研究结果对于挖掘盐碱湖泊湖滨带中潜在的抗盐碱胁迫微生物资源具有重要意义和实用价值,也可为盐碱湖泊资源的开发利用提供理论依据。
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