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硫氧化细菌(Sulfur-oxidizing bacteria,SOB)是自然界中硫生物氧化中的主导者,在整个环境中的硫元素地球化学循环起着重要作用。自然界火山环境中丰富的含硫物质是SOB的合适栖息地,但目前关于SOB多样性的研究多集中于温泉热液、一些盐碱湖及海底沉积物中,对火山区域环境的SOB多样性研究较少。研究表明,环境中微生物在全球范围内有一定地理分布格局,纬度、pH、总氮、总碳等一些环境因子及一些时间因素都会对微生物多样性及其分布产生影响。本文选取五大连池火山群中五个不同喷发时期的7处火山(山体组)和两个不同类型的7处水体(水体组)为研究对象,通过提取样品总DNA,再基于硫氧化细菌常用soxB功能基因作为标记引物进行PCR扩增,最后采用Miseq高通量测序技术来分析五大连池火山群内山体及水体的SOB系统发育多样性,并结合样品的理化因子等参数的测定结果来深入研究火山环境中SOB的系统发育多样性及其与理化因子之间的相关性,从而揭示SOB在火山环境下的生态分布规律。通过研究分析火山山体和水体区域10个环境因子:pH、氧化还原电位(ORP)、总碳(TC)、总氮(TN)、硝态氮(Nitrate-N)、可溶性总铁(STI)、亚铁(Fe2+)、单质硫(S0)、硫化物(S2-)、硫酸盐(SO42-),七处火山山体的理化特征分析表明,在相同喷发时间的新期火山老黑山和火烧山的理化环境存在相似,南格拉球山和东焦得布山的理化环境也较为接近,说明火山喷发年限会对环境特征造成一定影响。而尾山与两处新期火山理化环境相似,且三处火山距离位置相近,说明地理位置也是影响理化环境的重要因素。七处水体样品的理化分析表明,二池和三池的理化环境相似,月牙泡和一池也有着相似的理化环境,药泉湖和桦林沸泉的理化环境相似性较高。研究分析可得水体类型不是影响水体理化环境的主要因素,而地理位置和人为因素干扰是影响水体环境的重要因素。在火山中,对5个不同喷发年限的7座火山进行了SOB多样性研究,最终得出,7处火山山体SOB种类较为丰富,山体环境中SOB主要分布在Alphaproteobacteria纲,仅有南格拉球山存在1%的Actinobacteria纲,山体环境优势菌属为Bradyrhizobium,Blastochloris,Cupriavidus,Melaminivora,Ralstonia等。同期火山老黑山和火烧山SOB菌群结构较为相似,所有山体样品中其中大多数SOB菌属与单质硫和硫化物呈正相关。在水体环境中,对两种类型水体(地表水和矿泉水)的7处水体进行了SOB多样性研究,最终得出,地表水中(一池、二池、三池、药泉湖、月牙泡)的SOB多样性指数(Simpson指数,Chao1指数,ACE指数,Shannon)均大于两处矿泉水(北饮泉和桦林沸泉),说明水体环境对SOB多样性影响较大。7处水体环境的SOB多样性也十分丰富,所有水体样品中SOB门水平均为Proteobacteria门,水体环境优势菌属包括Methylobacterium,Cupriavidus,Variovorax,Bradyrhizobium,Blastochloris,Dechloromonas;所有水体环境中SOB绝大多数菌属也与单质硫、硫化物、硫酸盐等呈正相关。总体来说,氧化还原电位、pH、可溶性总铁、总碳是影响SOB多样性分布的重要因素。综上所述,五大连池火山群存在丰富的SOB类群。其中山体环境与水体环境中SOB存在较大差异,水体环境中(矿泉水除外)的SOB群落多样性与丰富度均大于山体环境,其原因可能是水体环境更适宜于SOB生存。