白芨灘地區(qū)不同生物土壤結(jié)皮類型對微生物群落結(jié)構(gòu)和組成的影響

李靖宇,楊 瑞,段曉敏,劉建利,3,劉秉儒

(1.北方民族大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院,寧夏 銀川 750021;2.寧夏特殊生境微生物資源開發(fā)與利用重點實驗室,寧夏 銀川 750021;3.國家民族事務(wù)委員會黃河流域農(nóng)牧交錯區(qū)生態(tài)保護(hù)重點實驗室,寧夏 銀川 750021)

寧夏靈武白芨灘國家級自然保護(hù)區(qū)通過治沙造林、控制流沙等方式筑起了阻止毛烏素沙地南移和西擴(kuò)的“綠色長城”,在維護(hù)周邊生態(tài)安全、改善周邊生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用[1]。植物措施是荒漠化地區(qū)固定流沙和改良土壤的最有效、最經(jīng)濟(jì)、最持久的方法[2]。除高等維管植物外,在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中廣泛分布著不同類型的生物土壤結(jié)皮[2]。生物土壤結(jié)皮是由細(xì)菌、真菌、藻類、地衣和苔蘚等低等生物與土壤顆粒相互作用形成的有機(jī)復(fù)合體,其生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng),耐高溫、輻射,可抵抗干旱、鹽堿,廣泛分布于全球干旱和半干旱荒漠地區(qū),是這類地區(qū)景觀的重要組成成分,在部分地區(qū)甚至可覆蓋地表面積的70%以上[2-3]。生物土壤結(jié)皮不僅具有防止風(fēng)蝕和水蝕、維持土壤水分、促進(jìn)植被演替等功能,還能夠通過光合作用及固氮過程增加土壤中有機(jī)碳和有機(jī)氮[4]。生物土壤結(jié)皮作為荒漠生態(tài)系統(tǒng)的工程師,在某種程度上其形成是干旱半干旱區(qū)土壤穩(wěn)定的重要標(biāo)志,生物土壤結(jié)皮在聯(lián)結(jié)地表生物與非生物成分中起著不可替代的作用[5-6]。

土壤微生物與植物及土壤養(yǎng)分形成植物-土壤微生物-土壤養(yǎng)分模式驅(qū)動生態(tài)系統(tǒng)能量流動與物質(zhì)循環(huán),維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定[7]。土壤微生物作為生物土壤結(jié)皮的主要組成部分,其群落結(jié)構(gòu)(即不同種類的生物及其多度)在生物土壤結(jié)皮形成和發(fā)育過程中發(fā)揮著重要生態(tài)系統(tǒng)功能,包括協(xié)調(diào)分解和礦化過程以及調(diào)節(jié)營養(yǎng)的可利用性和初級生產(chǎn)力[8-9]。在生物土壤結(jié)皮不同發(fā)育階段,細(xì)菌和真菌承擔(dān)的作用有所差異[10]。作為初級生產(chǎn)者,藍(lán)藻可以固定碳和氮,而真菌以自由生活的方式通過絲狀菌絲將土壤顆粒結(jié)合在一起,或與藍(lán)藻/藻類共生形成地衣,進(jìn)而提高土壤肥力[10]。在干旱生態(tài)系統(tǒng)的生物土壤結(jié)皮演替過程中,細(xì)菌在碳、氮循環(huán)的調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用,而真菌對木質(zhì)素進(jìn)行補充降解,從而共同刺激生物土壤結(jié)皮演替后期土壤中碳和氮代謝的增加[11]。微生物多樣性對于多種生物地球化學(xué)循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)功能至關(guān)重要,而高通量測序技術(shù)的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了對微生物多樣性生態(tài)作用的普遍理解[9,12]。WANG等[13]研究表明,騰格里沙漠生物土壤結(jié)皮中真菌群落多樣性和多度隨著發(fā)育時間的延長而顯著增加,并在發(fā)育后期接近最高水平,與自然棲息地水平一致。XU等[14]采用Illumina MiSeq測序技術(shù)對古爾班通古特沙漠不同發(fā)育階段生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌與真菌群落結(jié)構(gòu)相似性變化的研究結(jié)果表明,土壤生物結(jié)皮的發(fā)育促進(jìn)了原核生物群落的趨同演替。然而,白芨灘地區(qū)植被恢復(fù)過程中生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌和真菌群落的演替規(guī)律及其生態(tài)功能的研究還相對較少。

生物土壤結(jié)皮發(fā)育程度與枯落物覆蓋、植被蓋度、土地利用方式和地形地貌等關(guān)系密切[15]。大多數(shù)旱地生態(tài)系統(tǒng)的特點是以植被斑塊和裸地區(qū)域為主的兩相鑲嵌結(jié)構(gòu),而多年生植被斑塊對生物土壤結(jié)皮群落的多樣性和覆蓋率通常具有積極的促進(jìn)作用[16]。以白芨灘國家級自然保護(hù)區(qū)及其周邊植被恢復(fù)良好且鑲嵌有大量生物土壤結(jié)皮的區(qū)域作為研究對象,采用Illumina MiSeq測序技術(shù)對不同生物土壤結(jié)皮類型中細(xì)菌和真菌群落進(jìn)行表征,以期闡明不同生物土壤結(jié)皮類型對細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)和組成的影響,有助于深入認(rèn)識研究區(qū)生態(tài)恢復(fù)過程中生物土壤結(jié)皮參與生物地球化學(xué)循環(huán)以及發(fā)揮生態(tài)功能的微生物多樣性基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況與樣品采集

寧夏靈武白芨灘國家級自然保護(hù)區(qū)地處毛烏素沙地西南邊緣(37°49′05″～38°20′54″ N、106°20′22″～106°37′19″ E),是以檸條(Caraganakorshinskii)、貓頭刺(Oxytropisaciphylla)和沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)等荒漠沙生植物為主要保護(hù)對象的國家級自然保護(hù)區(qū),其南部以沙地丘陵為主,北部以山地荒漠為主,平均海拔為1 250 m。該區(qū)域年平均降水量為192.9 mm,年平均氣溫為10.4 ℃,積溫為3 551.3 ℃,年平均日照時數(shù)為2 717 h,屬中溫帶干旱氣候區(qū),四季分明。區(qū)域最顯著特點為干燥、風(fēng)大、沙多,降水量少而集中,蒸發(fā)量大、冬寒長、夏熱短、溫差大、日照長、光能豐富,土壤類型以灰鈣土和風(fēng)沙土為主[1,17]。

研究樣地主要設(shè)在白芨灘國家級自然保護(hù)區(qū)及其周邊區(qū)域,具體位置見表1。樣品采集于2021年9月5號,共設(shè)置13個采樣點,每個采樣點分別取蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮樣品各1個,共計26個樣品。在2 m×2 m樣方中按照五點取樣法進(jìn)行取樣,將土樣裝入無菌袋帶回實驗室,過2 mm孔徑篩,將處理后的樣品冷凍保存,用于后續(xù)宏基因組DNA提取和Illumina MiSeq測序(細(xì)菌和真菌)。

表1 取樣點位置信息

1.2 土壤宏基因組DNA提取和Illumina MiSeq測序

按照FastDNA Spin Kit for Soil (MP Biomedicals,Santa Ana,CA,USA)提取試劑盒說明書提取土壤宏基因組DNA。細(xì)菌16S rDNA V3-V4區(qū)PCR擴(kuò)增反應(yīng)體系:2.0 μL 2.5 mmol·L-1dNTPs,0.8 μL 5 μmol·L-1338F引物(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′),0.8 μL 5 μmol·L-1806R引物(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′),4.0 μL 5×FastPfu緩沖液,10 ng模板以及0.4 μL TransStartFastPfu Polymerase,0.2 μL BSA,最后加ddH2O至20 μL。反應(yīng)條件:95 ℃ 3 min;95 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 45 s,27個循環(huán);72 ℃ 10 min。真菌ITS1區(qū)PCR擴(kuò)增反應(yīng)體系:2.0 μL 2.5 mmol·L-1dNTPs,0.8 μL 5 μmol·L-1ITS1F引物(5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′),0.8 μL 5 μmol·L-1ITS2R引物(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′),2.0 μL 10×緩沖液,10 ng模板以及0.2 μL TaKaRarTaq DNA Polymerase,0.2 μL BSA,最后加ddH2O至20 μL。反應(yīng)條件:95 ℃ 3 min;95 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 45 s,35個循環(huán);72 ℃ 10 min[18]。將PCR產(chǎn)物用QuantiFluorTM-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng)(Promega公司)進(jìn)行檢測定量,將每個樣品等比例混合,采用NEXTFLEX?Rapid DNA-Seq Kit進(jìn)行建庫,最后利用Illumina公司的MiSeq PE300平臺進(jìn)行測序(上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司)[18]。

1.3 Illumina MiSeq測序數(shù)據(jù)處理與分析

采用fastp軟件[19]和FLASH軟件[20]對原始測序序列進(jìn)行質(zhì)控和拼接,隨后采用Qiime2流程中的DADA2[21]插件(默認(rèn)參數(shù))對質(zhì)控拼接后的優(yōu)化序列進(jìn)行降噪處理,盡可能去除優(yōu)化數(shù)據(jù)中的PCR擴(kuò)增錯誤或測序錯誤,以獲得樣本中真實序列信息,即擴(kuò)增子序列變體(amplicon sequence variant,ASV)。基于Sliva 16S rRNA數(shù)據(jù)庫(https:∥www.arb-silva.de/documentation/release-1381/)和UNITE(https:∥unite.ut.ee),采用Qiime2流程中Naive bayes分類器對細(xì)菌和真菌ASVs分別進(jìn)行物種分類學(xué)分析。所有分析均在上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司云平臺(www.majorbio.com) Qiime2流程中進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計分析

對ASV進(jìn)行物種分類學(xué)注釋后,統(tǒng)計各樣本中各ASV注釋結(jié)果的豐度信息,按照最小樣本序列數(shù)抽平后計算各樣本中細(xì)菌和真菌群落α和β多樣性指數(shù)。反映群落豐富度的Chao和ACE指數(shù)計算公式分別為

(1)

式(1)中,Schao1為估計的ASV總數(shù);Sobs為實際觀測到的ASV數(shù);n1為只含1條序列的ASV數(shù);n2為只含2條序列的ASV數(shù)。

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

式(2)～(6)中,SACE為用來估計群落中物種(如ASV)數(shù)目的指數(shù);CACE為樣本覆蓋度的估計值;γACE2為稀有物種的變異系數(shù);ni為含有i條序列的ASV數(shù);Nrare為序列數(shù)不超過a條的所有物種(ASV)所含的序列總數(shù);Srare為含有不大于a條序列的ASV數(shù);Sa為含有大于a條序列的ASV數(shù);a為優(yōu)勢ASV序列的閾值,默認(rèn)值為10。

反映群落多樣性的指數(shù)Shannon(H)和Simpson(D)指數(shù)計算公式分別為

(7)

式(7)中,Sobs為實際觀測到的ASV數(shù);ni為第i個ASV所含序列數(shù);N為所有序列數(shù)。

(8)

反映群落均勻度的Shannon even(E)和Simpson even(J)指數(shù)計算公式分別為

E=Dens/S。

(9)

式(9)中,Dens為Simpson有效物種(ASV)數(shù),即與給定數(shù)據(jù)集中物種(ASV)豐度平均占比相等的均勻群落中的物種(ASV)數(shù)量;S為群落物種(ASV)豐富度指數(shù)。

J=H/Hmax。

(10)

式(10)中,H為Shannon指數(shù);Hmax為物種(ASV)豐富度相同的情況下,Shannon指數(shù)的最大值。

采用美吉生物云平臺進(jìn)行土壤細(xì)菌和真菌群落主成分分析(principal component analysis,PCA),并采用Bray-Curtis距離算法通過相似性分析(analysis of similarities,ANOSIM)計算兩組樣品間的距離,用來檢驗組間差異是否顯著大于組內(nèi)差異,從而判斷分組是否有意義。采用Wilcoxon秩和檢驗對兩組樣品中的物種進(jìn)行顯著差異分析,并對P值進(jìn)行校正。置換多因素方差分析(perMANOVA)采用Bray-Curtis距離矩陣對總方差進(jìn)行分解,分析不同生物土壤結(jié)皮類型對細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)差異的解釋度,并采用置換檢驗(置換次數(shù)為999)對其統(tǒng)計學(xué)意義進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物土壤結(jié)皮微生物群落α多樣性

通過測序共得到細(xì)菌群落30門77綱193目302科574屬1 139種,包含10 181個ASV。圖1顯示,蘚結(jié)皮ACE指數(shù)(286.62±25.98)顯著高于藻結(jié)皮(265.54±25.48),蘚結(jié)皮Chao指數(shù)(286.62±25.98)顯著高于藻結(jié)皮(265.54±25.48);蘚結(jié)皮Shannon和Simpson指數(shù)以及Shannon even和Simpson even指數(shù)與藻結(jié)皮之間沒有顯著差異。

通過測序共得到真菌群落11門37綱96目216科489屬815種,包含4 222個ASV。圖1顯示,蘚結(jié)皮ACE、Chao、Shannon、Simpson、Shannon even和Simpson even指數(shù)與藻結(jié)皮之間沒有顯著差異。

箱體上、中和下線分別表示上四分位數(shù)、中位數(shù)和下四分位數(shù)。*表示P<0.05。

2.2 不同生物土壤結(jié)皮微生物群落組成

如圖2所示,不同生物土壤結(jié)皮細(xì)菌群落在門水平上以放線菌門、變形菌門、綠彎菌門、酸桿菌門、藍(lán)細(xì)菌門和擬桿菌門為主要類群。如圖3所示,不同生物土壤結(jié)皮細(xì)菌群落在屬水平上以微枝形桿菌屬、紅色桿菌屬、地嗜皮菌屬、芽球菌屬、鞘氨醇單胞菌屬、土壤紅桿菌屬、微紅微球菌屬、類諾卡菌屬和苔蘚桿菌屬為主要類群。如圖4所示,在門水平上,蘚結(jié)皮中酸桿菌門相對豐度(12.23%)顯著高于藻結(jié)皮(6.94%),而芽單胞菌門(2.76%)和藍(lán)細(xì)菌門(1.38%)相對豐度均顯著低于藻結(jié)皮(3.55%和4.75%)。如圖5所示,在屬水平上,蘚結(jié)皮中紅色桿菌屬相對豐度(3.00%)顯著低于藻結(jié)皮(4.53%),而苔蘚桿菌屬相對豐度(1.45%)顯著高于藻結(jié)皮(1.12%)。

如圖2所示,不同生物土壤結(jié)皮真菌群落在門水平上以子囊菌門、擔(dān)子菌門、壺菌門、被孢霉門和毛霉門為主要類群,其中,未分類真菌相對豐度僅次于子囊菌門。如圖3所示,在屬水平上,組成以赤霉菌屬、Knufia、被孢霉屬、石果衣真菌、鏈格孢屬、Bahusakala、Phaeomycocentrospora、光黑殼屬和Omphalina為主要已知類群的群落結(jié)構(gòu),而未知真菌在蘚結(jié)皮中占比達(dá)到31.25%,在藻結(jié)皮中占比達(dá)到41.34%,是主要優(yōu)勢類群。如圖4所示,在門水平上,蘚結(jié)皮中壺菌門相對豐度(2.46%)顯著低于藻結(jié)皮(4.01%)。如圖5所示,在屬水平上,蘚結(jié)皮中Knufia(5.82%與1.57%)、Bahusakala(2.45%與0.72%)、Omphalina(2.40%與0.21%)、Lamprospora(1.32%與0%)、Vishniacozyma(1.08%與0.14%)、Phoma(0.87%與0.04%)、Entoloma(0.29%與0.25%)和Trichoderma(0.41%與0.02%)等真菌相對豐度顯著高于藻結(jié)皮;而蘚結(jié)皮中Powellomyces(0.69%與1.48%)、Sporormiella(0.40%與0.72%)、Thielavia(0.12%與0.25%)、Iodophanus(0.03%與0.24%)、Agaricus(0.03%與0.11%)和Acrophialophora(0.02%與0.11%)等真菌相對豐度顯著低于藻結(jié)皮。

圖2 不同生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌和真菌群落在門水平上的群落組成

圖3 不同生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌和真菌群落在屬水平上的群落組成

*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001。

*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001。

2.3 不同生物土壤結(jié)皮微生物群落β多樣性

如圖6所示,PCA分析結(jié)果表明,主成分1(PC1)和主成分2(PC2)分別可以解釋細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異的11.90%和10.81%,且細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)在蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮之間存在顯著差異;PC1和PC2分別可以解釋真菌群落結(jié)構(gòu)差異的8.83%和7.62%。如表2所示,置換多因素方差分析結(jié)果表明,生物土壤結(jié)皮類型分別可以解釋細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)差異的14%和8%,且生物土壤結(jié)皮類型對細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)具有顯著影響。

表2 不同生物土壤結(jié)皮類型對細(xì)菌、真菌群落屬水平組成影響perMANOVA評估結(jié)果

圖6 不同生物土壤結(jié)皮中細(xì)菌和真菌群落的PCA分析

3 討論

筆者研究選取白芨灘國家級自然保護(hù)區(qū)及其周邊區(qū)域植被恢復(fù)良好且廣泛分布著蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮鑲嵌形成的地表覆蓋區(qū)域作為研究對象,對蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮分別進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)表征,結(jié)果表明生物土壤結(jié)皮類型對細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)以及真菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。與騰格里沙漠東南緣生物土壤結(jié)皮類型對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[22-23]相比,筆者研究中生物土壤結(jié)皮類型對微生物群落結(jié)構(gòu)差異的解釋度較低,說明研究區(qū)其他環(huán)境因子對生物土壤結(jié)皮中微生物群落結(jié)構(gòu)具有重要影響。

作為生物土壤結(jié)皮的重要組成部分,真菌通過絲狀菌絲聚集土壤顆粒,從而有助于提高土壤穩(wěn)定性[24]。對騰格里沙漠生物土壤結(jié)皮的研究[13]發(fā)現(xiàn),在演替過程中,真菌群落多樣性發(fā)生變化,其豐富度可能是預(yù)測固沙植被生物土壤結(jié)皮發(fā)育程度的一個潛在指標(biāo)。筆者研究中,真菌群落α多樣性指數(shù)在蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮之間沒有顯著差異,表明研究區(qū)不同生物土壤結(jié)皮中形成了比較穩(wěn)定的真菌多樣性。真菌種群嚴(yán)格依賴于土壤性質(zhì)的恢復(fù),因此,土壤理化特性的改善可以有效促進(jìn)真菌多樣性及其功能[24]。這表明在植被恢復(fù)背景下,研究區(qū)真菌群落結(jié)構(gòu)α多樣性隨著生物土壤結(jié)皮演替時間的延長接近或者達(dá)到自然種群水平[24]。

然而,α和β多樣性指數(shù)不足以說明不同樣本組之間的群落變化,分離這些指數(shù)的組成部分對分析和理解真菌群落中物種演替至關(guān)重要[25]。筆者研究中蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮真菌群落結(jié)構(gòu)組成主要優(yōu)勢類群為子囊菌門真菌。在內(nèi)蓋夫沙漠、奇瓦瓦沙漠、科羅拉多高原以及懷俄明州和猶他州草原的研究[23]表明,無論子囊菌群起源如何,其都是生物土壤結(jié)皮的主要真菌定殖者。在屬水平上,蘚結(jié)皮真菌群落結(jié)構(gòu)中顯著富集Knufia屬真菌,其屬于子囊菌門,為干旱地表普遍存在的黑色小菌落真菌,其能夠抵抗環(huán)境壓力,包括極端溫度、干燥(復(fù)水)、低營養(yǎng)可用性和強(qiáng)烈的太陽輻射[26]。Knufiapetricola常見于地中海環(huán)境的大理石上,其中,菌株A95和CBS726.95因其具有黑色小菌落真菌的所有特征,已被廣泛用于研究礦物風(fēng)化與Nostocpunctiforme藍(lán)藻的共生作用[26-27]。除了分解作用外,真菌也是土壤顆粒聚集的重要參與者,在沒有藍(lán)藻和地衣的情況下,真菌還有助于土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和生物土壤結(jié)皮發(fā)育[28]。

反映細(xì)菌群落豐富度的指數(shù)在蘚結(jié)皮中顯著高于藻結(jié)皮,表明細(xì)菌α多樣性是生物土壤結(jié)皮發(fā)育階段的重要指征。作為優(yōu)勢類群的放線菌在蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮之間沒有顯著差異,這與騰格里沙漠東南緣沙坡頭地區(qū)蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮之間放線菌類群的差異[23]類似。而放線菌門中在蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮之間存在顯著差異的主要類群為紅色桿菌屬,該屬也是沙坡頭地區(qū)蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮之間的主要差異放線菌類群,而不同的是,沙坡頭地區(qū)生物土壤結(jié)皮中的優(yōu)勢類群地嗜皮菌屬在筆者研究中不是優(yōu)勢放線菌類群,且在不同生物土壤結(jié)皮之間沒有顯著差異[29]。筆者研究中,α-變形菌亞門根瘤菌目甲基桿菌科的微枝形桿菌屬作為優(yōu)勢屬在不同生物土壤結(jié)皮之間沒有顯著差異,在沙坡頭地區(qū)蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮之間存在顯著差異[23]。該屬目前已描述的17個有效物種,主要分離自沙質(zhì)干旱土壤或沙漠土壤、根瘤、糞便樣本、熱含水層、空氣和溫泉等環(huán)境中[30],而來源于生物土壤結(jié)皮的Microvirgasp. BSC39菌株具有趨化性和胞外多糖合成能力,可用于生物膜粘附[31],微枝形桿菌屬中有一些菌株能夠有效進(jìn)行固氮[32]。紅色桿菌屬和微枝形桿菌屬表現(xiàn)出對高溫和干旱環(huán)境的普遍適應(yīng)性,一些紅色桿菌屬物種具有高度的抗輻射性[33]。在古爾班通古特沙漠、柴達(dá)木盆地、騰格里沙漠、科爾沁沙地和庫布齊沙漠的生物土壤結(jié)皮中已鑒定出的藍(lán)藻中,具鞘微鞘藻(Microcoleusvaginatus)是優(yōu)勢種[22],騰格里沙漠東南緣不同生物土壤結(jié)皮中微鞘藻屬相對豐度受季節(jié)變化和生物土壤結(jié)皮類型的影響[34]。筆者研究中蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮中微鞘藻屬并不是優(yōu)勢屬,且相對豐度較低,這可能是由于降水、土壤屬性和植被蓋度方面的差異造成[22]。苔蘚桿菌屬成員主要分離自酸性濕地,其在輕度酸性條件下生長最好[35]。筆者研究發(fā)現(xiàn)蘚結(jié)皮中苔蘚桿菌屬相對豐度顯著高于藻結(jié)皮,說明蘚結(jié)皮微環(huán)境可能更適合該屬生長,這也可能與苔蘚植物本身有關(guān)。騰格里沙漠東南緣沙坡頭地區(qū)蘚結(jié)皮中也檢測到低相對豐度的苔蘚桿菌屬細(xì)菌[36]。該屬細(xì)菌是否與生境或者苔蘚植物種類有關(guān)需要在不同區(qū)域取蘚結(jié)皮樣品開展比較研究來進(jìn)一步說明。

4 結(jié)論

白芨灘國家級自然保護(hù)區(qū)及其周邊植被恢復(fù)良好區(qū)域鑲嵌分布的蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮細(xì)菌和真菌群落的α多樣性指數(shù)趨于一致,僅反映細(xì)菌群落豐富度的ACE和Chao指數(shù)在蘚結(jié)皮中顯著高于藻結(jié)皮,而不同生物土壤結(jié)皮類型會對細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。在生物土壤結(jié)皮發(fā)育的高級階段——蘚結(jié)皮樣品中顯著富集的細(xì)菌類群在已有數(shù)據(jù)庫中尚沒有明確分類,而富集的已知真菌類群主要為Knufia屬。研究區(qū)蘚結(jié)皮和藻結(jié)皮中未知分類的細(xì)菌和真菌尚有待開展后續(xù)分離、純化和鑒定等基礎(chǔ)性工作,這將有助于完善現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫和更加深入理解不同微生物類群在藻結(jié)皮和蘚結(jié)皮以及不同生物土壤結(jié)皮類型演替過程中發(fā)揮的功能和作用。