Cấu trúc cộng đồng vi sinh vật dọc theo gradient độ cao tại ba địa điểm khác nhau

Folia Microbiologica - Tập 49 - Trang 105-111 - 2004
Xiaojun Ma1, Tuo Chen2, Gaosen Zhang1, Rui Wang1
1School of Life Sciences, Lanzhou University, Lanzhou, China
2Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, China

Tóm tắt

Cấu trúc cộng đồng vi sinh vật dọc theo gradient độ cao đã được nghiên cứu tại các địa điểm khác nhau, tại hồ Kalasi, sông Urumqi và sông Sangong, Tân Cương (Trung Quốc). Số lượng tế bào được nhuộm DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole) trung bình thấp hơn ở hồ Kalasi so với sông Urumqi và sông Sangong; sự khác biệt này được quy cho sự khắc nghiệt ngày càng tăng của môi trường, bao gồm hàm lượng carbon hữu cơ và nitơ trong đất thấp hơn, pH axit hơn và nhiệt độ hàng năm thấp hơn. Tại mỗi địa phương, số lượng vi khuẩn và vi khuẩn cổ (archaea) được đo bằng hai mồi oligonucleotide 16S rRNA được gắn fluorescein (EUB338 và ARCH915) cao hơn trong rừng thông và thấp hơn trong thảm thực vật sa mạc. Một mối quan hệ tích cực và có ý nghĩa được phát hiện giữa vi sinh vật và carbon hữu cơ trong đất cũng như tổng nitơ dọc theo gradient độ cao, chỉ ra rằng các cộng đồng thực vật và chất dinh dưỡng trong đất ảnh hưởng đến cấu trúc vi sinh vật trong đất. Kết quả cho thấy rằng quần thể vi sinh vật ở địa điểm có độ cao lớn hơn ít hơn so với địa điểm có độ cao thấp hơn, vi sinh vật trong đất có mối tương quan tích cực với carbon hữu cơ trong đất và tổng nitơ, và các cộng đồng thực vật có ảnh hưởng rõ ràng đến vi sinh vật trong đất.

Từ khóa

#Cộng đồng vi sinh vật #gradient độ cao #carbon hữu cơ trong đất #nitơ tổng #rừng thông #thảm thực vật sa mạc

Tài liệu tham khảo

Amann R.I., Ludwig W., Schleifer K.H.: Phylogenetic identification andin situ detection of individual microbial cells without cultivation.Microbiol.Rev. 59, 143–169 (1995). Bogoev V.M., Kenarova A.E., Vasilev V.L., Gyosheva M.M.: Quantitative distribution of microbial biomass in the soil profile of a high-mountain grassy ecosystem.Folia Microbiol. 47, 56–60 (2002). Broughton L.C., Gross K.L.: Patterns of diversity in plant and soil microbial communities along a productivity gradient in Michigan old-field.Oecologia 125, 420–427 (2000). Chapin F.S. III,Korner C.H.: Patterns, causes, changes and consequences of biodiversity in arctic and alpine ecosystems, inArctic and Alpine Biodiversity: Patterns, Causes, and Ecosystem Consequences, Ecological Studies, Vol. 113 (F.S. Chapin III, C. H. Korner, Eds). Springer-Verlag, Berlin 1995. Christensen H., Hansen M., Sørensen J.: Counting and size classification of active soil bacteria by fluorescencein situ hybridization with an rRNA oligonucleotide probe.Appl.Environ.Microbiol. 65, 1753–1761 (1999). Couteaux M.M., Bottner P., Berg B.: Litter decomposition, climate and litter quality.Tree 10, 63–66 (1995). Derry A.M., Staddon W.J., Kevan P.G., Trevors J.T.: Functional diversity and community structure of microorganisms in three arctic soils as determined by SCSU.Biodivers.Conserv. 8, 205–221 (1999). Elhottová D., Szili-Kovács T., Tříska J.: Soil microbial community of abandoned sand fields.Folia Microbiol. 47, 435–440 (2002). Head I.M., Saunders J.R., Pickup R.W.: Microbial evolution, diversity, and ecology: a decade of ribosomal RNA analysis of uncultivated microorganisms.Microb.Ecol. 35, 1–21 (1998). Insam H., Domsch K.H.: Relationship between soil organic carbon and microbial biomass in chronosequences of reclamation sites.Microb.Ecol. 15, 177–188 (1988). Insam H., Haselwandter K.: Metabolic quotient of the soil microflora in relation to plant succession.Oecologia 79, 174–178 (1989). Kandeler E., Marschner P., Tscherko D., Gahoonia T.S., Nielsen N.E.: Microbial community composition and functional diversity in the rhizosphere of maize.Plant & Soil 238, 301–312 (2002). Kaneko T., Atlas R.: Diversity of bacterial populations in the Beaufort Sea.Nature 270, 596–599 (1977). Kao C.M., Chen S.C., Chen Y.S., Lin H.M., Chen Y.L.: Detection ofBurkholderia pseudomallei in rice fields with PCR-based technique.Folia Microbiol. 48, 521–524 (2003). Latour X., Philippot L., Corberand T., Lemanceau P.: The establishment of an introduced community of fluorescent pseudomonads in the soil and in the rhizosphere is affected by the soil type.FEMS Microbiol.Ecol. 30, 163–170 (1996). Llobet-Brossa E., Rosselló-Mora R., Amann R.: Microbial community composition of Wadden Sea sediments as revealed by fluorescencein situ hybridization.Appl.Environ.Microbiol. 64, 2691–2696 (1998). Marilley L., Aragno M.: Phylogenetic diversity of bacterial communities differing in degree of proximity ofLolium perenne andTrifolium repens roots.Appl.Soil.Ecol. 13, 127–136 (1999). Meentemeyer V., Berg B.: Regional variation in rate of mass loss ofPinus sylvestris needle litter in Swedish pine forests as influenced by climate and litter quality.Scand.J.Forest Res. 1, 167–180 (1986). Muyzer G., Smalla K.: Application of denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and temperature gradient gel electrophoresis (TGGE) in microbial ecology.Antonie van Leeuwenhoek 73, 127–141 (1998). Ohtonen R., Vare H.: Vegetation composition determines microbial activities in a boreal forest soil.Microb.Ecol. 36, 328–335 (1998). Staddon W.J., Trevors J.T., Duchesne L.C., Colombo C.A.: Soil microbial diversity and community structure across a climatic gradient in western Canada.Biodivers.Conserv. 7, 1081–1092 (1998). Stephan A., Meyer A.H., Schmid B.: Plant diversity affects culturable soil bacteria in experimental grassland communities.J.Ecol. 88, 988–998 (2000). Swift M.J., Andren O., Brussaard L., Briones M., Couteaus M.M., Ekschmitt K., Kjoller A., Loiseau P., Smith P.: Global change, soil biodiversity, and nitrogen cycling in terrestrial ecosystems: three case studies.Global Change Biol. 4, 729–744 (1998). Tiedje J.M., Asuming-Brempong S., Nüsslein K., Marsh T.L., Flynn S.J.: Opening the black box of soil microbial diversity.Appl. Soil Ecol. 13, 109–122 (1999). Veselova M., Kholmeckaya M., Klein S., Voronina E., Lipasova V., Metlitskaya A., Mayatskaya A., Lobanok E., Khmel I., Chernin L.: Production ofN-acylhomoserine lactone signal molecules by Gram-negative soil-borne and plant-associated bacteria.Folia Microbiol. 48, 794–798 (2003). Wahlström G., Danilov R.A.: Phytoplankton successions under ice cover in four lakes located in North-Eastern Sweden: effects of limingFolia Microbiol. 48, 379–384 (2003). Wardle D.A., Verhoef H.A., Clarholm M.: Trophic relationships in the soil microfood-web: predicting the responses to a changing global environment.Global Change Biol. 4, 713–727 (1998). Whittaker R.H.:Communities and Ecosystems. MacMillan Publisher, New York 1975. Zak D.R., Grigal D.R., Gleeson S., Tilman D.: Carbon and nitrogen cycling during old-field succession: constraints on plant and microbial biomass.Biogeochemistry 11, 111–129 (1990). Zak D.R., Tilman D., Parmenter R.R., Rice C.W., Fisher F.M., Vose J., Milchunas D., Martin C.W.: Plant production and soil microorganisms in late-successional ecosystems: a continental scale study.Ecology 75, 2333–2347 (1994). Zhang X.J., Yao T.D., Ma X.J., Wang N.L.: Microorganisms in a high altitude glacier ice in Tibet.Folia Microbiol. 47, 241–246 (2002).