组长:董治宝    研究员

 

工作人员

张威                        副研究员

 

研究生      博/硕士      入学年份

李婷               硕                  2015

师瑞芳       硕(毕业)    2013

艾雪           硕(毕业)    2012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

微生物固沙团队

       

       董治宝,中科院寒旱所研究员、博士生导师,国家973项目首席科学家。中国科学院知识创新工程首批“百人计划”,国家杰出青年基金获得者, 国家人事部等七部委首批新世纪百千万人才工程国家级人选,教育部“长江学者”特聘教授,甘肃省领军人才第一层次人选, “国家特支计划”百千万工程领军人才候选人

中国西部荒漠微生物分布特征及其潜在固沙作用研究

 

1.利用高通量测序技术揭示了柴达木盆地沙漠真菌群落结构特征

       利用454高通量测序技术,对柴达木盆地沙漠不同类型沙丘中真菌的群落结构特征开展了研究。结果表明,地上植被可显著提高地下真菌的多样性。比对分析显示,研究区域内真菌群落结构以子囊菌门(Ascomycota)和大量未鉴定菌门的真菌为主,同时还检测到较低含量的担子菌门(Basidiomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和Incertae_sedis门真菌。三个类型的沙丘均以腔菌目(Pleosporales)下一类未鉴定属和茎点霉属(Phoma)为优势菌属。真菌群落结构受地上植被影响,表现为与无植被分布的新月型沙丘相比,有植被的灌丛沙丘真菌菌群结构更为相近 。

2.探讨了柴达木盆地沙漠微生物群落结构特征及其成因

       对采集自青藏高原玛多县(海拔4276m)与雅江河(海拔3256m)区域高海拔荒漠土壤样品分析,结果分别检测到了36590和33265条细菌序列,归类为28个门,其中均以放线菌门、拟杆菌门、变形菌门、厚壁菌门为两个高海拔样点间的共有优势菌门。这一结果与前一年度所得柴达木盆地沙漠微生物优势菌群结构相同,表明这四个门为青藏高原高寒荒漠生境下的优势菌群结构,说明高海拔、低温、干旱及沙尘来源决定了柴达木盆地的微生物组成。但与柴达木盆地沙漠无植被覆盖沙丘以厚壁菌门绝对优势菌门的结果不同,两个样点分别以放线菌门与变形菌门为主要优势菌,这种差异可能源自柴达木盆地采样区域更高的盐分含量,同时亦有可能是柴达木盆地特殊的地理构造影响了其内的微生物组成。

3.从柴达木盆地沙漠中分离获得了一批耐盐碱细菌,并阐明了其耐盐碱及固沙机理

          将沙漠微生物结皮土壤样品悬液梯度稀释后,在不同浓度的NaCl和不同pH值的固体培养基上涂布培养,共筛选出19株形态、大小、颜色不同的菌株。 将19株菌体培养液喷洒在装有灭菌细沙表面,放置30天后,菌株均表现出一定的土壤团聚能力。通过扫描电镜观察,表明菌株通过胞外分泌物的形式起到黏结沙粒的作用。结合结皮厚度、微团聚体水稳性及土壤平均重量直径指标,评价菌株固沙活性强度。其中,菌株AX1固沙结皮厚度可达到7.46 mm;菌株AX4、AX5、AX10的平均重量直径较高,最高达365μm。提取胞外多糖后,用苯酚硫酸法测定了菌株胞外多糖分泌能力,其中菌株AX10多糖产量最高,达1087mg/l。相关性分析结果显示,菌株产多糖能力与细菌结皮厚度(r=0.669, p=0.002)及微团聚体稳定性(r=0.638, p=0.003)呈极显著正相关,表明菌株通过分泌胞外多糖起到固沙作用。

 

          

图1 菌株平板模拟固沙实验固沙效果                                图2 不同放大倍数下菌株固沙效果扫描电镜图片       

重要成果

  1. Zhang Wei, Wu Xiukun, Liu Guangxiu, Dong Zhibao, Zhang Gaosen, Chen Tuo, Dyson Paul J. Tag-encoded pyrosequencing analysis of bacterial diversity within different alpine grassland ecosystems of the Qinghai-Tibet Plateau, China. Environmental Earth Sciences. 2014, 72 (3): 779-786.
  2. Zhang Wei, Wu Xiukun, Liu Guangxiu, Chen Tuo, Zhang Gaosen, Dong Zhibao, Yang Xuan, Hu Ping. Pyrosequencing Reveals Bacterial Diversity in the Rhizosphere of Three Phragmites australis Ecotypes. Geomicrobiology Journal. 2013, 30 (7): 593-599.
  3. Liu Wanqiu, Zhang Wei, Liu Guangxiu, Zhang Yanhua, Zhang Gaosen. Microbial diversity in the saline-alkali soil of a coastal Tamarix chinensis woodland at Bohai Bay, China. Journal of Arid Land. 2016, 8 (2): 284-292.
  4. Zhang Wei, Zhang Gaosen, Liu Guangxiu, Dong Zhibao, Chen Tuo, Zhang Manxiao, Dyson Paul J., An Lizhe. Bacterial diversity and distribution in the southeast edge of the Tengger Desert and their correlation with soil enzyme activities. Journal of Environmental Sciences. 2012, 24 (11): 2004-2011.
  5. 艾雪, 王艺霖, 张威, 李师翁. 柴达木沙漠结皮中耐盐碱细菌的分离及其固沙作用研究. 干旱区资源与环境. 2015, 29 (10): 145-151.