1、目的:冰川底部沉積層的環(huán)境相對(duì)隔離,其退縮前沿環(huán)境有鮮明的時(shí)間序列演替性,這種地理生境為我們研究和了解較少受到人類(lèi)活動(dòng)影響的原始生態(tài)系統(tǒng)中生物的演替過(guò)程、地理格局、功能類(lèi)群的生態(tài)效應(yīng)及其對(duì)全球變化的區(qū)域響應(yīng)提供了絕佳的自然條件。闡明冰川環(huán)境中的微生物既有助于研發(fā)低溫微生物技術(shù),也為了解冰川底部沉積層的低溫環(huán)境中發(fā)生的生物地球化學(xué)過(guò)程提供了基礎(chǔ)資料。
　　方法:本研究采用PCR方法克隆甲烷菌pmoA基因,通過(guò)測(cè)序、序列分析、建立系統(tǒng)

2、發(fā)育樹(shù),分析不同土樣中甲烷氧化菌的群落的結(jié)構(gòu)組成;采用高通量測(cè)序技術(shù)和變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù),經(jīng)測(cè)序、序列分析、建立系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),分別對(duì)冰川前沿環(huán)境的古菌及高山草甸凍土活動(dòng)層的古菌群落結(jié)構(gòu)分布進(jìn)行了分析。
　　結(jié)果:本研究針對(duì)天山一號(hào)冰川開(kāi)展相關(guān)工作,研究結(jié)果如下:
　　1.天山一號(hào)冰川前沿共得到51個(gè)OTU。系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果顯示,天山一號(hào)冰川前沿的高山草甸凍土活動(dòng)層中檢測(cè)序列代表的甲烷氧化細(xì)菌中,絕大部分為迄今仍然不可

3、培養(yǎng)的類(lèi)群,包括UplandSoilClusterα(USCα)、UplandSoilClusterγ(USCγ)、Cluster1(CL1)三類(lèi),其中UplandSoilClusterγ(USCγ)、Cluster1(CL1)是優(yōu)勢(shì)類(lèi)群,隸屬于UplandSoilClusterγ(USCγ)的OTU數(shù)占50％以上,而UplandSoilClusterα(USCα)類(lèi)群只檢測(cè)到4個(gè)OTU。
　　2.冰川前沿環(huán)境中存在一定豐度的古菌

4、,但總體上豐度較低。對(duì)天山一號(hào)冰川前沿環(huán)境古菌群落結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),隨著前沿環(huán)境時(shí)間序列,古菌的多樣性總體上是增加的。在冰川前沿我們也檢測(cè)到了部分隸屬于Halobacteriaceae、Methanosarcinaceae、Methanobacteriaceae的廣古菌序列。其中鹽桿菌科Halobacteriaceae的序列豐度,在冰川前沿早、中期土壤中豐度比例明顯較晚期成熟土壤高。這可能與早起土壤主要是裸露的冰磧物,無(wú)機(jī)鹽成分較高,為鹽桿

5、菌的生存提供了更有利的條件。目前已有證據(jù)表明,group1.1b、group1.1c類(lèi)群廣泛存在于農(nóng)田、森林等土壤中,屬于中溫泉古菌,在土壤氮素的硝化作用中發(fā)揮重要功能。
　　3.草甸土垂直取樣初步分析顯示,不同土層中也以泉古菌(Crenarchaeota)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在垂直土層中,只在凍土活動(dòng)層表層、亞表層檢測(cè)到了廣古菌。
　　結(jié)論:天山一號(hào)冰川前沿的高山草甸凍土活動(dòng)層中檢測(cè)序列代表的甲烷氧化細(xì)菌中,絕大部分為迄今仍然不可

6、培養(yǎng)的類(lèi)群。冰川環(huán)境中古菌的多樣性較低,在整個(gè)冰川底部及退縮環(huán)境中,以泉古菌(Crenarchaeota)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),廣古菌(Euryarchaeota)在冰川底部沉積層以及冰川初始退縮環(huán)境、及土壤中間發(fā)育階段(約60-80年)的土壤中豐度較高,而在距離冰川較遠(yuǎn)的高山草甸較成熟土壤中豐度很低。草甸土垂直取樣初步分析顯示,不同土層中也以泉古菌(Crenarchaeota)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在垂直土層中,只在凍土活動(dòng)層表層、亞表層檢測(cè)到了廣古菌。