土壤微生物多样性特征及其与植物多样性的关系:以25公顷宝天曼森林固定样地为例

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土壤微生物在森林生态系统中起着重要作用,然而由于研究方法等限制使得人们对森林土壤微生物多样性的了解还非常有限,对森林土壤微生物多样性与植物多样性之间的数量关系尚不清楚,而高通量测序技术的出现为进一步深入认识土壤微生物多样性提供了契机。  为了解宝天曼25 ha森林动态监测样地地下微生物群落的组成,以及土壤微生物多样性与植物多样性之间的数量关系,本文采用高通量测序技术对宝天曼森林土壤微生物多样性进行了调查,并分别用“圆形法”和“环形法”分析了土壤微生物采样点周围不同尺度上的植物物种多样性及其对应的香侬-维纳指数,进而定量刻画微生物多样性与植物多样性之间的关系。  结果发现,478个土壤样品中共检测出313767个OTU,分属于58个门、208个纲、417个目、693个科、1226个属。其中,在门、纲、目水平上的细菌优势类群分别是变形菌门(Proteobacteria)、变形菌纲(Alphaproteobacteria)、Ellin6513目,它们所占的比例依次是32.60%、15.60%、9.35%;优势古菌类群分别是泉古菌门(Crenarchaeota)、奇古菌纲(Thaumarchaeota)、NRP-J目,它们所占的比例依次为1.06%、0.65%、0.41%。  在现有数据和尺度下,我们发现:(1)用“圆形法”时,在1m、2m和3m的尺度上,未检测到微生物OTU数目与植物物种数目之间存在显著的负相关关系;从4m到30m(精度为1m)的尺度上,检测到二者之间存在显著的负相关关系;而使用“环形法”时,仅在4m的尺度上,检测出二者之间存在显著的负相关关系,在其它尺度上,未检测出。(2)用“圆形法”时,仅在2m的尺度上,检测出微生物OTU的香侬-维纳指数与植物物种的香侬-维纳指数之间呈显著负相关关系,其它尺度上未检测出;用“环形法”时,仅在4m尺度上检测出二者之间呈显著的负相关关系,在其它的尺度上未检测出。  本文通过高通量测序方法对宝天曼森林土壤微生物多样性及其与植物多样性关系进行了分析,初步结果显示宝天曼森林样地土壤有着丰富的微生物多样性;而且,在一定尺度上森林土壤微生物多样性和植物多样性之间可能存在负相关关系。对实验设计的全部数据综合分析后会对本研究的问题有更全面的认识。以上这些初步分析结果为我们进一步分析土壤微生物在森林群落维持中的作用及其它相关研究奠定了基础。
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