新疆Kiyik廢棄古河道天然胡楊林地可培養(yǎng)細(xì)菌的多樣性研究

吐爾遜阿依·麥麥提依明，瑪依古麗·庫(kù)爾班，馬麗艷木·阿木東，米爾班古麗·阿卜杜如蘇力，努斯熱提古麗·安外爾，艾克拜爾·木哈塔爾，祖麗皮亞·玉努斯，艾爾肯·熱合曼

(新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，烏魯木齊 830046)

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新疆Kiyik廢棄古河道天然胡楊林地可培養(yǎng)細(xì)菌的多樣性研究

吐爾遜阿依·麥麥提依明，瑪依古麗·庫(kù)爾班，馬麗艷木·阿木東，米爾班古麗·阿卜杜如蘇力，努斯熱提古麗·安外爾，艾克拜爾·木哈塔爾，祖麗皮亞·玉努斯，艾爾肯·熱合曼

(新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，烏魯木齊 830046)

【目的】研究新疆塔里木河中游的Kiyik廢棄古河道天然胡楊林地可培養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性?！痉椒ā繌腒iyik廢棄古河道胡楊林兩個(gè)采樣點(diǎn)(采樣點(diǎn)I，采樣點(diǎn)II)采集樣品，采用LB、TSA和YPG等3種不同培養(yǎng)基分離純化細(xì)菌，并對(duì)它們進(jìn)行16 S rDNA測(cè)定和系統(tǒng)進(jìn)化分析。【結(jié)果】108株菌來自于采樣點(diǎn)I，85株菌來自于采樣點(diǎn)II，共分離純化了不同表型的193株菌。16 S rDNA序列分析結(jié)果表明193株菌分別屬于5個(gè)大類群：厚壁菌門(Firmicutes)占59.6%，γ-變形菌綱(Gamma-proteobacteria)占29.5%，放線菌門(Actinobacteria)占7.3%，β-變形菌綱(Beta-proteobacteria)占2.6%， α-變形菌綱(Alpha-proteobacteria)占1.6%，26個(gè)屬，62個(gè)種。其中有34株菌的16 S rDNA相似率﹤98.0%，分別屬于11個(gè)屬的25個(gè)物種，是胡楊林本源的潛在新菌種。假單孢菌屬(Pseudomonas, 34.3%)是采樣點(diǎn)I中分離到的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬，而采樣點(diǎn)II的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬為芽孢桿菌屬(Bacillus，54.1%)。芽孢桿菌屬和微桿菌屬(Microbacterium)是兩個(gè)采樣點(diǎn)共有的屬，在物種水平上僅有芽孢桿菌屬的4個(gè)物種為兩個(gè)采樣點(diǎn)共有，而其他菌種僅發(fā)現(xiàn)于單個(gè)樣點(diǎn)?！窘Y(jié)論】在兩個(gè)采樣位點(diǎn)中分離到的可培養(yǎng)細(xì)菌具有較高的多樣性，兩個(gè)樣點(diǎn)菌種分布的差異極顯著。存在的潛在新細(xì)菌菌種資源較豐富，具有進(jìn)一步發(fā)掘的潛力。

Kiyik河；胡楊林；可培養(yǎng)細(xì)菌；16S rDNA；細(xì)菌多樣性；群落結(jié)構(gòu)

0 引 言

【研究意義】地球陸地表面約47.2%以上屬于干旱氣候的地區(qū)，該區(qū)域包括了降雨量稀少的極端干旱區(qū)和灌木林或疏林覆蓋的半干旱區(qū)等各種干燥環(huán)境。胡楊(PopuluseuphraticaOliv.)分類學(xué)上屬于楊柳科楊屬，落葉喬木，生長(zhǎng)在中緯度的干旱荒漠地區(qū)，具有抗寒、抗熱、抗干旱、抗風(fēng)沙、耐鹽堿等優(yōu)良性狀，是新疆荒漠中分布最廣的落葉樹種，也是特有的荒漠森林樹種[1]。塔里木河流域分布著全世界最大的一片天然胡楊林，其面積近30×104hm2[2]，它約占全國(guó)胡楊林總面積的90%和全世界胡楊林總面積的55%以上[3,4]，是極其珍貴的自然資源。微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性是微生物生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)開發(fā)微生物資源，闡明微生物群落與其生境的關(guān)系，揭示群落結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系，了解微生物群落功能的定向調(diào)控具有重要意義[5]。【前人研究進(jìn)展】包慧芳等[6]對(duì)塔克拉瑪干沙漠腹地胡楊林土壤細(xì)菌多樣性進(jìn)行了研究，分離到27株菌并進(jìn)行了酶活性分析。孜來古麗等[7]從塔河胡楊林樣品中分離 22個(gè)菌株，發(fā)現(xiàn)其中有3個(gè)潛在的新種；瑪麗艷木等[8]從沙雅縣胡楊林土壤中分離了57株菌并進(jìn)行了細(xì)菌多樣性的分析；卡依爾等[9]對(duì)Ugan河胡楊可培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌的多樣性進(jìn)行了報(bào)道；程剛[10]采用免培養(yǎng)方法對(duì)尉犁縣胡楊內(nèi)生細(xì)菌的多樣性進(jìn)行了研究。何香等[11](2010)從沙雅縣胡楊林土壤分離了一個(gè)新菌種Sphingobacteriumshayense，肖婷等[12](2013)從和田河胡楊林土壤中分離了新菌種Sphingobacteriumhotanense，麥孜拉木等[13](2014)從Ugan河胡楊林分離了一個(gè)新菌種Rhizobiumpopuli。上述研究采用可培養(yǎng)和免培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌方法來進(jìn)行多樣性分析以外，還對(duì)胡楊林潛在內(nèi)生細(xì)菌進(jìn)行多項(xiàng)分類學(xué)方法，不僅可以搞清楚胡楊內(nèi)生細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)，分離拯救一批不可多得的珍惜菌種和本源土著菌種，還可以為將來的科學(xué)研究提供菌株資源和數(shù)據(jù)?，旣惻恋萚14]報(bào)道了(2013)從Kiyik河胡楊林土壤中分離的一個(gè)新菌種Rhizobiumtarimense；以及吾爾麥提汗等[15]2014年對(duì)塔里木胡楊林胡楊內(nèi)生細(xì)菌的多樣性與時(shí)空演變格局進(jìn)行了報(bào)道，其中從Kiyik河胡楊內(nèi)存液分離出隸屬于6大類群，25個(gè)屬，49個(gè)種的151株胡楊內(nèi)生細(xì)菌，Pseudomonas(假單孢菌屬)為優(yōu)勢(shì)屬，并發(fā)現(xiàn)20個(gè)潛在新種?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中，除了上述報(bào)道之外，針對(duì)Kiyik河胡楊林土壤可培養(yǎng)細(xì)菌資源尚未見系統(tǒng)地進(jìn)行分離和用現(xiàn)代細(xì)菌分類學(xué)方法進(jìn)行研究的報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】闡明Kiyik河土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成與其分布的信息，對(duì)比同一生態(tài)環(huán)境中的兩個(gè)不同微生境的菌種群落組，為應(yīng)用微生物新技術(shù)促進(jìn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)和提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

塔里木盆地特有暖溫帶極端干旱的大陸性氣候，光熱資源豐富，降水稀少，年均降水量為17.4～42 mm，而年蒸發(fā)量卻高達(dá)1 890.1～3 229.3 mm，該地的胡楊林主要分布在海拔高度約為700～1 500 m塔里木河及其廢棄古河道兩岸泛洪區(qū)的狹長(zhǎng)帶區(qū)。在現(xiàn)在的塔河中游(沙雅縣至尉犁縣)主河道的南面，塔克拉瑪干沙漠的北部邊緣荒漠區(qū)，遺留著歷史上由于塔河改道而干枯的6條較大的廢棄古河道遺跡。其中分布在最南部廢棄年代最久遠(yuǎn)的2條河道上，只剩下胡楊的殘樁斷枝，已沒有活體胡楊的分布。在其余4條廢棄河道沿岸，不同程度的分布著依靠地下水維系生命的衰敗狀態(tài)的胡楊林。廢棄345年的Kiyik河[15]利用地下水無性繁殖的萌生林木的生長(zhǎng)狀況略好于其它廢棄河道。Kiyik河與塔里木河主河道之間存在直線距離37.64 km以上的沙丘荒漠帶，兩個(gè)河道之間沒有行車的道路。Kiyik河斷流年代比較久遠(yuǎn)，完全脫離了塔河水系。因此，分布在Kiyik河流域胡楊林與其它河流域胡楊林之間早已失去了利用洪水散播種子的自然條件，喪失通過互換種子來維系相互之間的基因流暢通及借此傳播內(nèi)生菌的機(jī)制，形成了在時(shí)間和空間上相對(duì)隔離封閉的生態(tài)體系。采樣位點(diǎn)I位于Kiyik古河道的中上游，離尉犁縣喀爾曲卡鄉(xiāng)47.16 km ，是典型的干旱、光照強(qiáng)、地下水位低的沙漠地區(qū)。位點(diǎn)II位于Kiyik古河道的中下游，離尉犁縣喀爾曲卡鄉(xiāng)37.64 km，該點(diǎn)地下水位較高，河床底部常年有少量地下水溢出，是周邊野生動(dòng)物飲用水的水源地，河床底部積水周邊有較大面積的濕土分布，沙土鹽濃度較高。圖 1

1.2 材 料

1.2.1 樣品采集

Kiyik廢棄古河道兩個(gè)采樣點(diǎn)的GPS位點(diǎn)分別為樣點(diǎn)I A: ( N 40°4244.3″ E 85° 0102″ )和樣點(diǎn)II B：( N 40° 4120.0″ E 84° 5312.8″ )，兩位點(diǎn)相距為11.69 km。每個(gè)樣點(diǎn)各采取四份土樣，采樣深度為0～20 cm，各樣品重量為250 g，將4點(diǎn)采集的土壤樣品放置于一個(gè)樣品袋中混勻，盡快帶回實(shí)驗(yàn)室，放人4℃冰箱備用。圖1

1.2.2 培養(yǎng)基

實(shí)驗(yàn)中采用溶菌肉湯培養(yǎng)基LB(胰蛋白胨10 g, 酵母浸粉5 g, 氯化鈉10 g, 瓊脂粉15～ 20 g, 蒸餾水1 000 mL, 調(diào)pH值至7.0～ 7.5) , 胰蛋白胨大豆瓊脂培養(yǎng)基TSA(胰蛋白胨15 g, 大豆蛋白胨7.5 g, 氯化鈉30 g, 瓊脂粉15～20 g, 蒸餾水1 000 mL, 調(diào)pH值至7.0～ 7.5)，培養(yǎng)基YPG(蛋白胨10 g，酵母膏5 g，葡萄糖20 g，硝酸鈉3 g，磷酸氫二鉀1 g，磷酸鈣2 g，氯化鈣0.5 g，硫酸鎂0.5 g，硫酸亞鐵0.01 g，瓊脂粉15～20 g，蒸餾水1 000 mL，調(diào)pH值至7.0～7.5)三種培養(yǎng)基。

注：(A: 采樣點(diǎn) I, B: 采樣點(diǎn) II)

Note：(A: Site I, B: Site II)

圖 1 Kiyik 河上下游樣點(diǎn)示意圖
Fig.1 Study area at the up and down stream of the Kiyik River, Xinjiang

1.2.3 主要試劑和儀器

PHB-8型筆式pH計(jì)(上海虹益儀器儀表有限公司)；TaqDNA聚合酶購(gòu)自寶生物工程(大連)有限公司；引物由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成；PCR產(chǎn)物純化試劑盒由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司提供; PCR儀為ALD.1244型，購(gòu)自BIO.RAD公司；凝膠成像分析儀ALPHAIMAGERTM2200及成像軟件AlphaEase 4.1.0，購(gòu)自AlphaInnotech公司；恒溫振蕩搖床和恒溫培養(yǎng)箱購(gòu)自江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠。

1.3 方 法

1.3.1 細(xì)菌的分離培養(yǎng)

把采來土壤樣品，用置于冰浴的LB (溶菌肉湯培養(yǎng)基) 、TSA(胰蛋白胨大豆瓊脂培養(yǎng)基)和YPG(乳糖復(fù)發(fā)酵培養(yǎng)基)稀釋至10-1～10-6倍，取100 μL涂布到上述的三種固體培養(yǎng)基，分別在28～37℃培養(yǎng)3～7 d。根據(jù)細(xì)胞與菌落形態(tài)、顏色、大小分別挑取表型差異的細(xì)菌，并在上述的培養(yǎng)基上劃線純化，純化后的內(nèi)生細(xì)菌用含30%甘油的LB培養(yǎng)基于-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 基因組DNA提取及16 S rDNA的擴(kuò)增

DNA提取參照劉剛等[16]的方法進(jìn)行。16 S rDNA擴(kuò)增采用細(xì)菌通用引物[17]27F ( 5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG- 3′) 和 1 492R (5′-GGTTACCTTGTTACGACTT- 3′) 。PCR反應(yīng)體系(50 μL): DNA模板約3.0 μL，10×PCR緩沖液5.0 μL，10 mmol/L的P1和P2各1 μL，dNTP(10 mmol/L) 4 μL，TaqDNA聚合酶(2.5 U/μL) 0.5 μL，加滅菌雙蒸水至50.0 μL。PCR反應(yīng)條件：94℃ 5 min；94℃ 30 s，55℃ 30 s，72℃ 1 min 30 s，30個(gè)循環(huán)； 72℃ 10 min。反應(yīng)結(jié)束后，取2～3 μL PCR產(chǎn)物在1.0%瓊脂糖凝膠上電泳檢測(cè)。PCR產(chǎn)物送到上海生物工程有限公司進(jìn)行16 S rDNA完整長(zhǎng)度測(cè)序。

1.3.3 系統(tǒng)發(fā)育分析

測(cè)序結(jié)果在EZTAXON( EzTaxon server 2 )和BLAST( http : // www. ncbi. nlm. nib. gov / blast /blast. cgi )上進(jìn)行分析。用CLUSTAL _ X進(jìn)行多序列比對(duì)[18]，系統(tǒng)進(jìn)化矩陣根據(jù)Kimura模型估算[19]，用MEGA5.0 ( Molecular Evolutionary Genetics Analysis)軟件采用鄰接法(Neighbor. Joining)聚類分析，并構(gòu)建出系統(tǒng)進(jìn)化樹[20]。

1.4 核酸序列注冊(cè)號(hào)

在研究當(dāng)中所獲得的16 S rDNA基因序列已提交到Genbank數(shù)據(jù)庫(kù)。注冊(cè)號(hào)如(表1)所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株的分離純化與測(cè)序

分別用LB、TSA和YPG等3種培養(yǎng)基進(jìn)行稀釋涂布法分離，選擇表型不同的菌株進(jìn)行劃線法培養(yǎng)純化。從樣品中分離并成功對(duì)其16 S rDNA全序列測(cè)序(序列長(zhǎng)度1 300～1 500 bp)的土壤細(xì)菌共193株，其中108株細(xì)菌分離自樣點(diǎn)I，其他85株菌分離自樣點(diǎn)II。它們分別屬于5個(gè)大類群26個(gè)屬，62個(gè)種。其中厚壁菌門的細(xì)菌占總分離菌的59.6%，γ-變形菌門占29.5%，放線菌門占7.3%, β-變形菌綱占2.6%, α-變形菌綱占1.6%。厚壁菌門的細(xì)菌是土壤中的優(yōu)勢(shì)類群，這與微生物所在的鹽生環(huán)境是相應(yīng)的。從土壤樣品中共分離到了75株芽孢桿菌屬(Bacillus)的菌株，分屬于20個(gè)物種，芽孢桿菌屬為土壤樣品中的優(yōu)勢(shì)屬(38.9%)。第二個(gè)優(yōu)勢(shì)屬為假單孢菌屬(Pseudomonas，19.2%)，37株該屬的菌分屬于5個(gè)物種。第三個(gè)優(yōu)勢(shì)屬為動(dòng)性桿菌屬(Planomicrobium，10.4%)，20株該屬的菌分屬于4個(gè)物種。第四個(gè)優(yōu)勢(shì)屬為海桿菌屬(Marinobacter，7.8%)，該屬的15株菌分屬于4個(gè)物種。Bacillusalkalitelluris為優(yōu)勢(shì)菌種，占總分離菌株的8.3%。其次是Planomicrobiumalkanoclasticum占總分離菌株的6.2%。Pseudomonasargentinensis是第三位優(yōu)勢(shì)種，占總分離菌株的5.7%。與Bacillusalkalitelluris最近緣的16株菌的16 S rDNA相似率范圍為96.56%～99.53%，與Planomicrobiumalkanoclasticum最近緣的12株菌的16 S rDNA相似率范圍為97.383%～98.994%。與Pseudomonasargentinensis最近緣的11株菌的16 S rDNA相似率范圍為97.14%～98.70%。16 S rDNA序列數(shù)據(jù)表明，與同一個(gè)物種最近緣的菌株的16 S rDNA序列上變異與分化程度較大，在同一個(gè)生態(tài)環(huán)境中長(zhǎng)期演變的趨勢(shì)比較明顯。表1

表1 Kiyik 古河道胡楊林地可培養(yǎng)細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)和16 S rDNA序列同源性
Table 1 Cultivable Bacterial Diversity in Natural Populus euphratica Forest Soils at the Dried-up, Ancient Kiyik River, and 16 S rDNA homology

代表菌株Representativeisolates屬Genus最近親緣菌株Closestspecies分離來源OriginofisolatesIIITotal同源性Homology(%)CM15(HQ699508)ArthrobacterArthrobacterscleromae(AF330692)1199220CM6(HQ699502)AcinetobacterAcinetobacterbouvetii(AF509827)1198414PT35(HQ234271)，BacillusBacillusaquimaris(AF483625)33698101～98342ML14(HQ234273)Bacillustequilensis(EU138487)54997637～100ML2(HQ234275)Bacillusmarisflavi(AF483624)1199354ML4(HQ234276)Bacillussafensis(AF234854)31499023～99512ML6(HQ234278)Bacillusinfantis(AY904032)1199707ML35(HQ234279)Bacillusfirmus(X60616)2298498～99218PL3(HQ234281)Bacillusniabensis(AY998119)71896692～98734PT45(HQ234283)Bacillushorneckiae(EU861362)2297279～97542PL24(HQ234284)Bacilluslitoralis(AY608605)1197037M8(HQ699513)Bacilluskorlensis(EU603328)4498129～98904DL19(HM854269)Bacillusalkalitelluris(AY829448)161696565～99527CT32(HM854262)Bacillusvietnamensis(AB099708)4497663～98080M14(HQ699515)Bacillusatrophaeus(AB021181)2299449～99543CL29(HM854261)Bacilluspumilus(ABRX01000007)2298841～99901M29(HQ699492)Bacillusaltitudinis(AJ831842)3399230～99721CT35(HM854263)Bacillusniacini(AB021194)4498619～99574M3(HQ699496)Bacillusberingensis(FJ889576)1197637M23da(HQ699499)Bacillusstratosphericus(AJ831841)2299106～99123DL15-3(HM854267)Bacillusforaminis(AJ717382)2296968～97168YS90(HQ111522)Bacillusoceanisediminis(GQ292772)1199611QL13(HQ234267)BrachybacteriumBrachybacteriumfaecium(ABTF01000003)1197759ML22(HQ234282)ExiguobacteriumExiguobacteriummexicanum(AM072764)1199282DT7-2(HM854271)GracilibacillusGracilibacillusureilyticus(EU709020)2298681DT14-1(HM854272)Gracilibacillussaliphilus(EU784646)2299792R5-14(HM448808)HerbaspirillumHerbaspirillumhuttiense(AB021366)11100CL17(HM854275)HalomonasHalomonaspacifica(L42616)1199706PL32(HM448811)IsoptericolaIsoptericolahalotolerans(AY789835)1198456CT28(HM854276)IdiomarinaIdiomarinadonghaiensis(EU600204)1197481CT34(HM854277)Idiomarinahomiensis(DQ342238)1197278

續(xù)表1

代表菌株Representativeisolates屬Genus最近親緣菌株Closestspecies分離來源OriginofisolatesIIITotal同源性Homology(%)M32(HQ699495)KocuriaKocuriarosea(X87756)1199712PY1(HQ234269)MicrobacteriumMicrobacteriummarinilacus(AB286020)1197787PT6(HQ326998)Microbacteriumginsengisoli(AB271048)2297691～9832PT19(HM448809)Microbacteriumhydrocarbonoxydans(AJ698726)1196395DT5(HQ326988)Microbacteriumpaludicola(AJ853909)1199009DT27(HQ009858)Microbacteriumaquimaris(AM778449)3399120～99218CL9(HM854280)MarinobacterMarinobacterflavimaris(AY517632)6698573～98849CT36(HQ326987)Marinobacterguineae(AM503093)1198429CT43-2(HQ009854)Marinobacterpelagius(DQ458821)2298279～99709CT42(HQ009855)Marinobacterlipolyticus(AY147906)6698561～98958DL20(HQ009859)MicrococcusMicrococcusterreus(FJ423763)11100DL27-1(HQ111518)OceanobacillusOceanobacilluspicturae(AJ315060)7798681～99889PT16(HM371422)PigmentiphagaPigmentiphagadaeguensis(EF100696)4497244～98578ML8(HM371423)PseudomonasPseudomonaspeli(AM114534)8897448～99497QL6(HM371425)Pseudomonasxanthomarina(AB176954)8896949～99249PT15(HM448810)Pseudomonasargentinensis(AY691188)111197143～98703PL31(HQ234264)Pseudomonasstutzeri(U26262)9999204～99221PT39(1)(HQ234265)Pseudomonasxinjiangensis(EU286805)1198848CM12(HQ699505)PlanococcusPlanococcusdonghaensis(EF079063)1198053QT3+ (HQ234280)PlanomicrobiumPlanomicrobiumalkanoclasticum(AF029364)3396747～99317QT3(HQ234277)Planomicrobiumglaciei(EU036220)2296955～99345QL24(HQ234274)Planomicrobiumokeanokoites(D55729)121297383～98994QT16(HQ234272)Planomicrobiumkoreense(AF144750)3398381～98441PL41(HM371420)RhizobiumRhizobiumhuautlense(AF025852)2297251～9734ML28(HM371421)RheinheimeraRheinheimeraaquimaris(EF076757)1197176CM10(HQ699504)RhodococcusRhodococcusqingshengii(DQ090961)1199509PL45(HQ234263)SkermanellaSkermanellaaerolata(DQ672568)1197931ML9(HQ234270)SporosarcinaSporosarcinaaquimarina(AF202056)2296667～98154ML41(HQ234268)Sporosarcinasaromensis(AB243859)2299316～99247QL7(HQ234266)StaphylococcusStaphylococcusequorumsubspEquorum(AB009939)1199045CT23(HQ111519)ThalassobacillusThalassobacillusdevorans(AJ717299)2299441～99581總計(jì)(total)：10885193

注：表中分離來源—列I代表Kiyik河中上游， 列II代表Kiyik河中下游，下同

Note：Origin of isolates in the table-column I represents Kiyik river Middle and upper reaches, column II represent middle and lower reaches of the Kiyik river

2.2 細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育

2.2.1 采樣點(diǎn)I土壤細(xì)菌多樣性及系統(tǒng)發(fā)育

位點(diǎn)I獲得108株細(xì)菌，通過16 S rDNA序列測(cè)序，EzBioCloud(EzTaxon server 2.1)和BLAST上比對(duì)序列相似性，確定菌株的系統(tǒng)發(fā)育地位，并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹分析進(jìn)化關(guān)系(圖 2a)。結(jié)果表明，108株細(xì)菌分別屬于厚壁菌門(Firmicutes51.9%)，γ-變形菌門(Gamma-proteobacteria35.2%), 放線菌門(Actinobacteria6.5%)，β-變形菌綱(Beta-proteobacteria4.6%)和α-變形菌綱(Alpha-proteobacteria2.8%)等細(xì)菌域 5大系統(tǒng)發(fā)育類群，16個(gè)屬，35個(gè)物種。其中厚壁菌門(Firmicutes)是優(yōu)勢(shì)類群，其次是γ-變形菌門(Gamma-proteobacteria)(圖 2a)。其中假單孢菌屬(Pseudomonas)作為優(yōu)勢(shì)屬，占總分離菌株的34.3%，分離頻率最高，分離到的 37 株該屬的細(xì)菌，分別屬于5個(gè)不同物種。其次是芽孢桿菌屬(Bacillus)占總分離菌株的26.9%，分離到的29株該屬的細(xì)菌，分別屬于10個(gè)物種。動(dòng)性微菌屬(Planomicrobium)是第三個(gè)優(yōu)勢(shì)屬，分離到的20株該屬的細(xì)菌，分別屬于4個(gè)物種。除了以上的出現(xiàn)頻率較高的細(xì)菌以外，還分離到13個(gè)屬的細(xì)菌：根瘤菌(Rhizobium；1個(gè)種，2個(gè)菌株)，Skermanella(1個(gè)種，1個(gè)菌株)，草螺菌屬(Herbaspirillum；1個(gè)種, 1個(gè)菌株)，Pigmentiphaga(1個(gè)種，4個(gè)菌株)，Rheinheimera(1個(gè)種，1個(gè)菌株)，節(jié)細(xì)菌屬(Arthrobacter；1個(gè)種, 1個(gè)菌株)，桿菌屬(Brachybacterium；1個(gè)種，1個(gè)菌株)，白蟻菌屬(Isoptericola；1個(gè)種，1個(gè)菌株)，微桿菌屬(Microbacterium；3個(gè)種，4個(gè)菌株)，微小桿菌屬(Exiguobacterium；1個(gè)種, 1個(gè)菌株)，動(dòng)性球菌屬(Planococcus；1個(gè)種，1個(gè)菌株)，Sporosarcina(2個(gè)種，4個(gè)菌株)，葡萄球菌屬(Staphylococcus；1個(gè)種，1個(gè)菌株) 。表1，圖2a

注：每個(gè)分支點(diǎn)上的數(shù)字為自展支持率，這個(gè)值 1000次重復(fù)自展試驗(yàn)后獲得的。從研究序列以粗體顯示，為序列括號(hào)內(nèi)字符記號(hào)

Note：The numbers above each branch indicate bootstrap values of distance. The bootstrap values were obtained after a bootstrap test with 1,000 replications. Sequences from this study are shown in bold. GenBank accession numbers are given in parentheses.

圖 2 Kiyik古河道樣位點(diǎn)I (a) 和II (b)胡楊林土壤可培養(yǎng)細(xì)菌 16 S rDNA 系統(tǒng)發(fā)育

Fig. 2 Phylogenetic relationships among bacterial isolates from Site I (a) and Site II (b), based on the 16 S rDNA sequences.

2.2.2 采樣點(diǎn)II土壤細(xì)菌多樣性及系統(tǒng)發(fā)育

樣點(diǎn)II中共獲得了85株細(xì)菌，通過16 S rDNA基因序列測(cè)序，EzBioCloud(EzTaxon server 2.1)和BLAST上比對(duì)序列相似性，確定菌株的系統(tǒng)發(fā)育地位，并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹分析進(jìn)化關(guān)系(圖 2b)。結(jié)果表明，85株細(xì)菌分別屬于厚壁菌門(Firmicutes69.4%)，γ-變形菌綱 (Gamma-Proteobacteria22.4%)，放線菌門(Actinobacteria8.2% )等細(xì)菌域3大系統(tǒng)發(fā)育類群，12個(gè)屬，31個(gè)物種。其中厚壁菌門(Firmicutes)是優(yōu)勢(shì)類群，其次是γ-變形菌綱(Gamma-proteobacteria)(圖 2:b)。芽孢桿菌屬(Bacillus)作為優(yōu)勢(shì)屬，占總分離菌株的54.1%，分離到46株該屬的細(xì)菌，分別屬于14個(gè)不同物種。 其次是海桿菌屬(Marinobacter)，分離到15株該屬的細(xì)菌，占總分離菌株的17.6%，分別屬于4個(gè)物種。海洋芽孢桿菌屬(Oceanobacillus)占8.2%，分離到7株該屬的細(xì)菌，只屬于1個(gè)物種。除此之外還分離了不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter；1個(gè)種，1個(gè)菌株)，鹽單孢菌屬(Halomonas；1個(gè)種，1個(gè)菌株 )，Idiomarina( 2個(gè)種，2個(gè)菌株)，微桿菌屬(Microbacterium；2個(gè)種，4個(gè)菌株)，微球菌屬(Micrococcus；1個(gè)種，1個(gè)菌株)，庫(kù)克菌屬(Kocuria；1個(gè)種，1個(gè)菌株 )，紅球菌屬(Rhodococcus；1個(gè)種，1個(gè)菌株)，糖球菌屬(Gracilibacillus；2個(gè)種，4個(gè)菌株)，Thalassobacillus(1個(gè)種，2個(gè)菌株) 。表 1，圖2b

2.3 新菌種分布

Kiyik河胡楊林土壤細(xì)菌總共分離的193株細(xì)菌中，有34株菌與其已知的最近親緣關(guān)系菌株的16 S rDNA序列相似性低于98.0%，占總分離菌株的17.62%。這34株菌隸屬于11個(gè)屬，25個(gè)物種，是25個(gè)潛在的新菌種，也是胡楊林地的特有本源土著菌種。這25個(gè)潛在新種中沒有發(fā)現(xiàn)兩個(gè)采樣點(diǎn)共同出現(xiàn)的潛在新種，它們分別分布于Kiyik古河道2個(gè)樣點(diǎn)的其中一個(gè)樣點(diǎn)中，這表明樣點(diǎn)I與樣點(diǎn)II之間的土著菌種的差異極顯著。其中樣點(diǎn)I中出現(xiàn)的18個(gè)潛在新菌種，分別屬于Bacillus，Brachybacterium，Microbacterium，Pigmentiphaga，Pseudomonas，Planomicrobium，Rhizobium，Rheinheimera，Skermanella，Sporosarcina等10個(gè)不同屬。樣點(diǎn)II的7個(gè)潛在新種，分別屬于Bacillus與Idiomarina這兩個(gè)屬。二樣點(diǎn)胡楊林區(qū)土壤細(xì)菌新菌種的檢出頻率表現(xiàn)出了較大的差異，樣點(diǎn)I為18種，但樣點(diǎn)II只有7種。表 2

2.4 兩個(gè)采樣位點(diǎn)細(xì)菌群落分布對(duì)比

以上結(jié)果顯示Kiyik廢棄古河道天然胡楊林地采樣位點(diǎn)I和II之間的可培養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)有明顯的不同。樣點(diǎn)I的105株菌分別屬于5大類群，樣點(diǎn)II的85株細(xì)菌分別屬于3大類群，其中兩個(gè)樣位點(diǎn)共同出現(xiàn)的有γ-變形菌綱(Gamma-proteobacteria)，放線菌門(Actinobacteria)及厚壁菌門(Firmicutes)。α-變形菌綱(Alpha-proteobacteria)和 β-變形菌綱(Beta-proteobacteria)僅出現(xiàn)在樣點(diǎn)I中。其中厚壁菌門是樣點(diǎn)I和樣點(diǎn)II的優(yōu)勢(shì)類群，分別占51.9%，69.4%。樣點(diǎn)I分離的菌株分別屬于16個(gè)屬，其中假單孢菌屬為優(yōu)勢(shì)屬，占34.3%。樣點(diǎn)II的菌株屬于12個(gè)屬，芽孢桿菌屬為優(yōu)勢(shì)屬，占54.1%。Arthrobacter，Brachybacterium，Exiguobacterium，Herbaspirillum，Isoptericola，Pigmentiphaga，Pseudomonas，Planococcus，Planomicrobium，Rhizobium，Rheinheimera，Skermanella，Sporosarcina，Staphylococcus等14個(gè)屬僅出現(xiàn)在樣點(diǎn)I中，而Acinetobacter，Gracilibacillus，Halomonas，Idiomarina，Kocuria，Marinobacter，Micrococcus，Oceanobacillus，Rhodococcus，Thalassobacillus等10個(gè)屬僅在樣點(diǎn)II中出現(xiàn)。在這兩個(gè)采樣點(diǎn)中共同存在的菌群只有芽孢桿菌屬(Bacillus)和微桿菌屬(Microbacterium)。樣點(diǎn)I的優(yōu)勢(shì)種是屬于厚壁菌門動(dòng)性桿菌屬的Planomicrobiumokeanokoites，占總分離菌株的11.4%。采樣位點(diǎn)II的優(yōu)勢(shì)種是厚壁菌門芽孢桿菌屬的Bacillusalkalitelluris，占總分離菌的18.8%。其中Bacillusaquimaris，Bacillustequilensis，Bacillussafensis，Bacillusniabensis是兩個(gè)樣點(diǎn)共同出現(xiàn)的4個(gè)菌種 。其他58個(gè)菌種僅發(fā)現(xiàn)在單個(gè)樣點(diǎn)。樣點(diǎn)I的63株菌是革蘭氏陽(yáng)性菌，42株菌是革蘭氏陰性菌，樣點(diǎn)II的66株菌為革蘭氏陽(yáng)性菌，19株菌是革蘭氏陰性菌。樣點(diǎn)I與樣點(diǎn)II的微生物群落的結(jié)構(gòu)和多樣性的不同，主要是其分布的微環(huán)境的不同所引起的。表 1，表 2，圖 2，圖 3

表 2 潛在新種的16 S rDNA序列相似性
Table 2 16 S rDNA similarity of potential new species and its closest relative specie

屬Genus最近親緣菌株Closestspecies分離來源OriginofisolatesIIITotal16SrDNA序列相似率Similarity(%)1BacillusBacillustequilensis(EU138487)11976372Bacillusniabensis(AY998119)11966923Bacillushorneckiae(EU861362)2297279～975424Bacilluslitoralis(AY608605)11970375Bacillusalkalitelluris(AY829448)6696565～972956Bacillusvietnamensis(AB099708)2297663～978697Bacillusberingensis(FJ889576)11976378Bacillusforaminis(AJ717382)2296968～971689BrachybacteriumBrachybacteriumfaecium(ABTF01000003)119775910IdiomarinaIdiomarinadonghaiensis(EU600204)119748111Idiomarinahomiensis(DQ342238)119727812MicrobacteriumMicrobacteriummarinilacus(AB286020)119778713Microbacteriumginsengisoli(AB271048)119769114Microbacteriumhydrocarbonoxydans(AJ698726)119639515PigmentiphagaPigmentiphagadaeguensis(EF100696)119724416PseudomonasPseudomonaspeli(AM114534)119744817Pseudomonasxanthomarina(AB176954)119694918Pseudomonasargentinensis(AY691188)119714319PlanomicrobiumPlanomicrobiumalkanoclasticum(AF029364)119674720Planomicrobiumglaciei(EU036220)119695521Planomicrobiumokeanokoites(D55729)119738322RhizobiumRhizobiumhuautlense(AF025852)2297251～9734023RheinheimeraRheinheimeraaquimaris(EF076757)119717624SkermanellaSkermanellaaerolata(DQ672568)119793125SporosarcinaSporosarcinaaquimarina(AF202056)1196667計(jì)，total：1125(I：18，II：7)201434<9800%

注：(a: 厚壁菌門, b: 放線菌門 c：γ-變形菌門, d：β -變形菌綱, e：α-變形菌綱)

Note：(a:Firmicutes, b:Actinobacteria, c:Gamma-proteobacteria, d:Beta-proteobacteria, e：Alpha-proteobacteria)

圖3 16 S rDNA序列分析來比較位點(diǎn) I 和位點(diǎn) II的細(xì)菌分布
Fig. 3 Comparison of bacterial distribution by 16 S rDNA sequence analysis of bacteriaat Site I and Site II

2.5 菌種與潛在新菌種檢出率

研究從Kiyik河樣點(diǎn)I中分離到了108株土壤菌株，它們隸屬于5大系統(tǒng)發(fā)育類群，16個(gè)屬，35個(gè)物種。平均每 3.085(108/35)個(gè)分離菌株產(chǎn)生1個(gè)物種水平的分類學(xué)單元。在樣點(diǎn)I中分離到18種潛在新菌種，平均每6(108/18)個(gè)分離株能夠檢出1個(gè)潛在的新物種分類單元。

從樣點(diǎn)II中分離到了85株菌株，它們隸屬于3大系統(tǒng)發(fā)育類群，12個(gè)屬，31個(gè)物種。平均每2.741(85/31)個(gè)分離菌株產(chǎn)生1個(gè)物種水平的分類學(xué)單元。樣點(diǎn)II中分離到7種潛在新菌種，平均每12.14(85/7)個(gè)分離株就能夠檢出1個(gè)潛在的新物種分類單元。 表3

數(shù)據(jù)表明，樣點(diǎn)II的菌種檢出率高于樣點(diǎn)I。但樣點(diǎn)I的潛在新菌種檢出率高于樣點(diǎn)II，這說明動(dòng)物攜帶的突變體品系進(jìn)入樣點(diǎn)I胡楊林土壤的機(jī)遇較少，形成改變?cè)衅胶鉅顟B(tài)的外來優(yōu)勢(shì)種群比較有限，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生太大的變化，相當(dāng)程度上保持了原始狀態(tài)。

Kiyik古河道土壤樣品中共分離到了193株細(xì)菌，它們隸屬于5大系統(tǒng)發(fā)育類群，26個(gè)屬62個(gè)物種。平均每3.113(193/62)個(gè)分離菌株產(chǎn)生1個(gè)物種水平的分類學(xué)單元。其中分離到25個(gè)潛在新菌種，平均每7.720(193/25)個(gè)分離株能夠檢出1個(gè)潛在的新物種分類單元。Kiyik河土壤可培養(yǎng)細(xì)菌與可培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌的菌種檢出率和潛在新菌種檢出率結(jié)果[15]。表 2，表3

表 3 Kiyik河胡楊林細(xì)菌菌種與潛在新菌種檢出率
Table 3 The detection rates of bacteria species number and the Indigenous potential new species number of Populus euphratica forest in Kiyik river

檢出率Detectionrates樣點(diǎn)ISiteI樣點(diǎn)IISiteIIKiyik河流域土壤可培養(yǎng)細(xì)菌檢出率Kiyik河流域胡楊可培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌的檢出率[15]Totaldetectionrates菌種bacteriaspecies1/30851/27411/31131/3082潛在新菌種Potentialnewspecies1/61/12141/77201/7550

3 討 論

3.1 塔里木河流域分布著全世界最大的一片天然胡楊林，其面積近30×104hm2[3]，在這里生棲著150余種植物和200多種動(dòng)物[21]，構(gòu)成獨(dú)特的天然干旱荒漠型生態(tài)系統(tǒng)。研究所選取的樣點(diǎn)Kiyik河流域沒有人類建造的房屋，牲畜的圈棚和水井的遺跡，是未受人類活動(dòng)影響的凈土。

3.2 胡楊內(nèi)生細(xì)菌多樣性高，整體上在門和綱、屬和物種的水平上都展現(xiàn)了其內(nèi)在的豐富度。 在193株分菌株中厚壁菌門(Firmicutes)為整個(gè)Kiyik河流域天然胡楊林土壤主要的優(yōu)勢(shì)類群，芽孢桿菌屬(Bacillus)為主要的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬。這一點(diǎn)與胡楊林區(qū)其他區(qū)段土壤環(huán)境中所得到的研究結(jié)果一致[22]。產(chǎn)芽孢細(xì)菌在極端環(huán)境條件下，具有比較強(qiáng)的適應(yīng)和生存能力的特性決定了這類細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)度[23-25]。分離到的193株菌中革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌為129株，占66.8%，革蘭氏陰性菌為64株，占33.2%, 屬于革蘭氏陽(yáng)性菌的厚壁菌門耐旱特性都比較強(qiáng)，對(duì)氣溫的變化有廣域的適應(yīng)能力。因此，在干旱沙土環(huán)境中，生存和繁衍面臨的局限性條件比較有限，能夠高效地降解和利用礦物質(zhì)。

3.3 在這193株菌種中，許多分離的菌株僅出現(xiàn)在兩個(gè)采樣位點(diǎn)的一個(gè)樣點(diǎn)上，在屬的水平上只有Bacillus屬和Microbacterium屬都能從這兩個(gè)樣點(diǎn)可發(fā)現(xiàn)。在菌種的水平上，僅有4個(gè)菌種為兩個(gè)樣點(diǎn)的共有物種，其他58個(gè)菌種僅分別發(fā)現(xiàn)于單一的樣點(diǎn)。兩個(gè)樣點(diǎn)的個(gè)性大于共性。屬于裸露狀態(tài)的河岸胡楊林沙土層比較易于受到外界環(huán)境因素的影響，強(qiáng)日照、低溫、鹽堿度、降雨量以及沙塵暴等自然力都可以直接影響沙土層不同微生物的生長(zhǎng)條件和繁殖速率，導(dǎo)致細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的改變。這表明同一個(gè)生態(tài)體系中兩個(gè)微環(huán)境樣點(diǎn)土壤的理化特性差異很大，兩個(gè)樣點(diǎn)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了極顯著的變遷。

3.4 通過對(duì)分離的193株細(xì)菌16 S rDNA序列同源性比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，34株菌與其系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系最密切的模式菌株的16 S rDNA基因相似率均低于98.00%，是Kiyik河胡楊林土壤細(xì)菌的特有本源菌群。本源潛在新菌種是一個(gè)細(xì)菌群落中特有的物種，因?yàn)樗淮嬖谟谄渌魏尾煌募?xì)菌群落中。因而本源潛在新菌種數(shù)量的多少可以直觀的反映一個(gè)微生物群落是否處于原生態(tài)狀態(tài)。潛在新菌種數(shù)量多表明外來優(yōu)勢(shì)常見菌種尚未對(duì)它們進(jìn)行取代和替換，反之則表明潛在新菌種被外來優(yōu)勢(shì)常見菌種清除、數(shù)量減少，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變[15]。同理，隨著外來優(yōu)勢(shì)常見菌種的持續(xù)入侵，群落中原有弱勢(shì)菌種不斷被取代清除，導(dǎo)致菌種數(shù)減少。所以一個(gè)細(xì)菌群落是否被外源菌群入侵，也可以通過該群落的菌種數(shù)量作為指標(biāo)進(jìn)行衡量和判定[15]。對(duì)Kiyik河胡楊林土壤潛在新菌種進(jìn)行分類學(xué)鑒定，可為胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的保育及改善、維護(hù)胡楊林生態(tài)安全，開發(fā)胡楊林微生物資源具有一定的應(yīng)用前景。

3.5 采樣點(diǎn)土壤理化性質(zhì)的不同是兩個(gè)樣點(diǎn)可培養(yǎng)細(xì)菌群落差異顯著的主要原因。樣點(diǎn)I地下水位低，是個(gè)極其干燥，多沙的環(huán)境地段。該河道與塔河及其它廢棄古河道之間，由于存在著大面積的沙丘形成空間隔離，幾乎不可能受到外來物種影響，細(xì)菌多樣性相當(dāng)高。樣點(diǎn)II河床底部常有少量的地下水溢出，底部積水周邊有較大面積的濕土分布，是含鹽較高的潮濕土壤。樣點(diǎn)II是該生態(tài)體系野生動(dòng)物的飲水地，某種程度上動(dòng)物作為細(xì)菌的運(yùn)輸者導(dǎo)致該生態(tài)體系中其它地點(diǎn)的一些外來優(yōu)勢(shì)常見種群的入侵、定植和擴(kuò)散。使有些本源土著菌種逐漸消失，潛在新菌種檢出率明顯降低。整體而言，Kiyik河的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)保持的極為完善，很少受到外界的影響，原生態(tài)保持狀況與該河道胡楊內(nèi)生細(xì)菌非常接近，這一點(diǎn)在菌種檢出率與新菌種檢出率數(shù)據(jù)上表現(xiàn)出高度的相似性。 表 3

3.6 胡楊是胡楊內(nèi)生細(xì)菌相互作用的微生態(tài)環(huán)境，胡楊內(nèi)生菌在胡楊的生理生化、物質(zhì)代謝、免疫等方面起著舉足輕重的作用，它們是胡楊病蟲害生防菌株的有力候選菌株。土壤微生物是土壤的重要組成部分，是生態(tài)系統(tǒng)的分解者，它積極參與森林生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，在維持生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能方面起著十分重要的作用[26]。吾爾麥提汗等[15](2014)對(duì)Kiyik河胡楊內(nèi)生細(xì)菌的的研究與此次Kiyik河胡楊林土壤可培養(yǎng)細(xì)菌研究相比結(jié)果表明，有些菌種不管在胡楊土壤微生物群落，或在胡楊內(nèi)生菌群落中均可發(fā)現(xiàn)。胡楊林土壤細(xì)菌群落與胡楊內(nèi)生細(xì)菌群落顯示較高的共同性，這與兩個(gè)土壤樣點(diǎn)的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)形成明顯的反差。由于相對(duì)而言，胡楊樹內(nèi)環(huán)境不易于被外界環(huán)境的改變所干擾，胡楊內(nèi)生細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。基于植物與細(xì)菌的選擇性共生關(guān)系，無適者生存能力的菌株被胡楊選擇性的拒之體外，由同類物種的外來突變體品系在胡楊體內(nèi)定植類型較少，形成改變?cè)衅胶鉅顟B(tài)的外來優(yōu)勢(shì)種群比較有限。

3.7 研究吾爾麥提汗等[15]對(duì)Kiyik河胡楊內(nèi)生細(xì)菌的的研究與差異性，大量出現(xiàn)在Kiyik河胡楊內(nèi)存液的胡楊內(nèi)生細(xì)菌Bacilluspumilus,Bacillussafensis,Brenneriasalicis,Pseudomonassabulinigri,Pseudomonasxinjiangensis,Rhizobiumrosettiformans, 并沒有出現(xiàn)在胡楊林土壤樣品中。Kiyik河胡楊內(nèi)生細(xì)菌多樣性的研究所分離的151株菌株中革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌有35株，占23.2%。革蘭氏陰性的細(xì)菌有116株占76.8% 。Kiyik河胡楊林土壤中所分離的193株菌株內(nèi)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌為129株，占66.8%，革蘭氏陰性菌為64株，占33.2%，兩種生境的革蘭氏陽(yáng)性與革蘭氏陰性細(xì)菌比例形成明顯的反差。這表明胡楊內(nèi)生細(xì)菌與胡楊林土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)的組成及其多樣性是胡楊內(nèi)生環(huán)境和土壤環(huán)境條件自然選擇的結(jié)果，有明顯的微環(huán)境依存性。

3.8 本源潛在新菌種檢出率是指本源的潛在新菌種數(shù)在所屬群落的分離菌株數(shù)中所占的比率。菌種檢出率是指一個(gè)群落中的所有菌種數(shù)在所屬群落的分離菌株數(shù)中所占的比率。這兩個(gè)指數(shù)越大就證明群落結(jié)構(gòu)的原始狀態(tài)保持的越好，反之就表明群落結(jié)構(gòu)遭到了外來優(yōu)勢(shì)物種的更改?？傮w來說，Kiyik河胡楊可培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌與Kiyik河胡楊林土壤可培養(yǎng)細(xì)菌的菌種檢出率和潛在新種檢出率之間的差異不大，均處于較高的狀態(tài)。

4 結(jié) 論

極端微生物具有獨(dú)特的生理機(jī)制、基因類型和代謝產(chǎn)物是一類極具開發(fā)潛力的生物資源。采用可培養(yǎng)法對(duì)新疆Kiyik廢棄古河道天然胡楊林地細(xì)菌多樣性的研究結(jié)果表明，kiyik廢棄古河道天然胡楊林獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)蘊(yùn)藏著豐富的細(xì)菌種質(zhì)資源，整個(gè)群落結(jié)構(gòu)保持了較高的純潔性，較少的受到外來優(yōu)勢(shì)菌群的入侵與取代，原始狀態(tài)保持完好，與胡楊林這一大生態(tài)環(huán)境保持了較高的一致性。為極端環(huán)境中細(xì)菌的分離培養(yǎng)和開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

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Fund project:Supported by the NSFC (U1203101) and (31060002) and science and technology Xinjiang supporting program of Xinjiang Uygur Autonomous Region (201091236)

Cultivable Bacterial Diversity in Natural Populus euphratica Forest Soils at the Dried-up, Ancient Kiyik River, Xinjiang, China

Tursunay Mamtimin，Marygul Kurban，Maryam Hamdun，Mihribangul Abdurusul，Nusratgul Anwar，Akbar Muhtar，Zulfiya Yunus，Erkin Rahman

(College of Life Science and Technology, Xinjiang University, Urumqi 830046, China)

【Objective】 In order to understand the diversity and composition of forest soil bacterial communities from two different sites of ancient Kiyik River at the middle reaches of the Tarim River, Xinjiang, China. 【Method】Bacterial strains were isolated from the soil in two different sites (site I and site II) ofPopuluseuphraticaforest by three different types of culture media (LB, TSA, and YPG). They were examined by using 16 S ribosomal DNA sequence analysis. 【Result】The 108 strains were isolated from the sample site I, and the 85 strains were isolated from the sample site II, a total of 193 bacteria with different colony characteristics were isolated. Phylogenetic analysis based on 16 S rDNA gene sequence demonstrated that the 193 isolates belonged toFirmicutes(59.6%),Gamma-proteobacteria(29.5%),Actinobacteria(7.3%),Beta-proteobacteria(2.6%) andAlpha-proteobacteria(1.6%), encompassing 26 genera and 62 species. Of those isolates, the 16 S rDNA gene sequences of 34 strains were﹤98% and similar to 25 species within 11 genera that could be represented as potentially novel indigenous. The most common genus at site I wasPseudomonas(34.3%), while the most common genus at site II wasBacillus(54.1%).BacillusandMicrobacteriumspecies were found at both sampling sites. At the species level, only four species were common for two sampling sites which belonged to theBacillus. Whereas the rest isolates were found at only a single site. There were significant differences at distribution of strains from two sample sites.【Conclusion】The population diversity of cultivable bacteria varies widely in the study area and there were clear differences between the bacterial communities at the two sites sampled. There was abundant resource of potential novel species in this study, which has the potential for further research.

Kiyik River;Populuseuphraticaforest; cultivable bacteria; 16 S rDNA; diversity; community structure

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.05.019

2015-10-29

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U1203101)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31060002)；新疆維吾爾自治區(qū)科技支疆項(xiàng)目(201091236)

吐爾遜阿依.麥麥提依明(1990-)，女，新疆人，碩士研究生，研究方向?yàn)橘Y源微生物學(xué)，(E-mail)tursunay11@sina.com

艾爾肯.熱合曼(1953-)，男，新疆人，教授，研究方向?yàn)橘Y源微生物學(xué)，(E-mail)erkin1106@163.com

S188

A

1001-4330(2016)05-0921-14