金沙土遗址土壤细菌群落结构和推测的代谢特征

金沙土遗址土壤细菌群落结构和推测的代谢特征

论文摘要

【背景】金沙土遗址被认为是3 200年前商周时期大型祭祀场所,具有重要的古文化和历史意义,目前金沙土遗址在物理、化学、生物等因素的影响下已出现不同程度的劣化,物理、化学因素的影响已有报道,而生物因素尚鲜有关注。【目的】研究金沙土遗址中微生物群落结构组成,解析微生物菌群活性及代谢特征,为金沙土遗址的科学保护提供依据。【方法】根据遗址目前的保存状况,从金沙土遗址采集具有代表性的土壤样品,所采区域样品的劣化程度依次为J4>J3>J2>J1,应用Biolog平板法与PCR-DGGE技术对各样品中的微生物群落结构组成和代谢功能多样性进行研究。【结果】Biolog结果显示,随着金沙土遗址的劣化,各土壤样品中的微生物功能多样性存在较大差异,各样品的微生物群落代谢活性依次为:J2>J3>J4>J1,表明随着土壤的劣化,微生物的代谢活性表现出增大的趋势。主成分分析结果反映出4个样品中的微生物碳代谢方式具有显著的变化,样品J2中的细菌群落对底物碳源利用种类最多,且偏好的碳源类型与其它样品存在明显的不同。PCR-DGGE图谱显示,金沙土遗址不同土壤样品中的细菌多样性和种群组成存在明显差异,在DNA和RNA水平上,各样品的微生物组成多样性依次为:J2>J4>J3>J1。主成分分析结果显示,除了样品J1,劣化样品的细菌群落结构和活性细菌群落结构具有较高的一致性,表明随着金沙土遗址的劣化,土壤中微生物多样性呈现出上升趋势。DGGE图谱主要条带的测序结果表明,样品中主要的细菌类群归属于放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus),分属于7个属,在DNA和RNA水平上均能检测到红色杆菌属(Rubrobacter)和短波单胞菌属(Brevundimonas)。【结论】首次对金沙土遗址的细菌群落结构组成和功能进行分析,结果表明随着金沙土遗址劣化程度的增加,土壤微生物类群及功能多样性都随之增大,其中仅在劣化土壤样品中检出或者具有高表达活性的红色杆菌属、Tellurimicrobium、短状杆菌属细菌可能参与了土壤劣化过程,这为今后土遗址的科学保护提供了理论依据。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 样品采集
  •   1.2 主要试剂和仪器
  •   1.3 土遗址细菌功能多样性测定
  •     1.3.1 Biolog-Eco操作方法
  •     1.3.2 微生物碳源代谢水平
  •     1.3.3 微生物多样性计算方法及统计分析
  •   1.4 PCR-DGGE分析土遗址土壤微生物多样性
  •     1.4.1 总DNA和RNA提取
  •     1.4.2 PCR扩增
  •     1.4.3 PCR-DGGE产物检测与指纹图谱分析
  •     1.4.4 DGGE条带测序及系统发育分析
  • 2 结果与分析
  •   2.1 Biolog试验结果
  •     2.1.1 微生物整体代谢活性
  •     2.1.2 微生物群落碳源利用水平分析
  •     2.1.3 遗址土壤微生物群落功能多样性分析
  •     2.1.4 遗址土壤微生物代谢碳源利用的主成分分析
  •   2.2 PCR-DGGE试验结果
  •     2.2.1 金沙土遗址土壤中细菌DGGE图谱及多样性分析
  •     2.2.2 DGGE条带测序及系统发育分析
  • 3 讨论与结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李静,杨弢,李玥,朱成艳,姚远,赵语夏,张潇月,周潇,肖嶙,赵珂

    关键词: 金沙土遗址,细菌多样性,代谢特征

    来源: 微生物学通报 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

    单位: 四川农业大学资源学院应用微生物学系,成都文物考古研究院

    基金: 国家自然科学基金(31700102),四川农业大学创新训练计划(201810626120)~~

    分类号: S154.3

    DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190080

    页码: 3205-3215

    总页数: 11

    文件大小: 580K

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