青藏高原盐湖/超盐湖表层沉积物原核生物群落分布格局及其形成机制

　　 摘要:

高寒盐湖中的原核微生物是生物地球化学循环的重要参与者,它们对环境变化具有非常灵敏的响应。探究高寒盐湖中原核微生物群落多样性与结构可以体现原核微生物群落的生态功能及盐湖表层沉积物的理化性质变化。用Illumina高通量测序技术对青海湖和茶卡湖中共24个表层沉积物样本进行研究,通过β-多样性分解方法探讨原核微生物多样性在盐湖表层沉积物的分布格局以及形成机制,并用偏最小二乘法结构方程模型(Partial least square-structural equation modeling,PLS-SEM)量化青海湖和茶卡湖表层沉积物中盐度对原核微生物群落多样性的影响,同时,通过分子生态网络分析的方法揭示不同盐湖下原核微生物种间的相互作用关系。结果表明,电导率(Electrical conductivity,EC)是影响青海湖和茶卡湖原核微生物分布与多样性的最重要因素,其他环境因子,例如:酸碱度(pH)、有效氮(Available nitrogen,AN)、有效钾(Available potassium,AK)和总氮(Total nitrogen,TN)也对原核微生物群落的丰度、多样性和结构组成产生了重要影响。与青海湖相比,茶卡湖表层沉积物中原核微生物的丰富度和多样性较低,表明高盐度可能限制了茶卡盐湖原核微生物的生长。在细菌门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)在青海湖和茶卡湖细菌群落中均占主导地位。而在古菌门水平中,广古菌门(Euryarchaeota)是青海湖和茶卡湖中共有的优势菌种。青海湖和茶卡湖中原核微生物群落的总β-多样性均受嵌套(nestedness)组分贡献较大,这与环境限制原核微生物扩散相关。此外,相比青海湖,茶卡湖中的原核微生物群落正相互作用更多,这表明了原核微生物在高盐环境中生态位异化较少,应对胁迫采取的是增强合作的关系。本研究为原核微生物在不同盐胁迫下的生态策略提供了新的见解,有助于加深对青藏高原盐湖表层沉积物中原核微生物群落复杂动态的理解。