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微生物多样性对植物群落影响的研究进展(1)(1)

微生物多样性对植物群落影响的研究进展(1)(1)
微生物多样性对植物群落影响的研究进展(1)(1)

安庆师范学院本科毕业(学位)论文

姓名:王婷婷

年级: 2 0 0 7级

专业:环境科学

论文题目:微生物多样性对植物

群落影响的研究进展

完成日期:2011年4月27日

指导老师:潘少兵

安庆师范学院资源环境学院

二O一一年四月二十七日

微生物多样性对植物群落影响的研究进展

作者:王婷婷指导老师:潘少兵

(安庆师范学院资源环境学院安徽安庆246011)

摘要:土壤是微生物的主要存在场所,它承载了大部分生命的基因多样性。微生物群落在各种生态进程中具有重要作用,但是对于微生物多样性与执行生态功能能力的联系却研究的很有限。这篇文章以微生物多样性在植物群落方面的作用为基础,探讨微生物群落在执行生态功能中的冗余现象。

关键词:微生物多样性;功能冗余;植物多样性

Advancement of Effect of Microbial Diversity on

Plant Diversity

Autor:Wang Tingting Instructor: Pan Shaobing (School of Resources and environmental science,Anqing Teachers’College,Anqing

246011,Anhui)

Abstract: Microbes are abundant in soil and comprise a large portion of Life's genetic diversity. Soil microbes play key roles in a large number of important ecosystem process- es. But the relativity between soil microbial diversity and their ecological functions is still poorly understood. Here we approach the functional redundances during soil microb- es influencing the ecological functions based on the various roles that they play in plant diversity.

Key words:microbial diversity, functional redundances, plant diversity

引言:

土壤是微生物的主要存在场所,微生物在土壤养分转化与腐殖质形成过程中有着非常重要的作用。土壤生态系统是保证动植物生存、农业健康、持续发展的基础[1],对全球的生态环境变化有着深远的影响。土壤微生物群落是土壤中的活性组分, 包括细菌、真菌、放线菌和原生动物、病毒和小型藻类[2],每克土壤中栖息着大约100 亿个微生物[3]。土壤微生物群落对全球生态系统功能如养分转化、有机物的分解、土壤基本结构的维持、

温室气体的产生、环境污染物净化的调节等都发挥着重要作用。因此, 一定程度上全球生态系统的变化与土壤微生物群落密切相关。研究表明,土壤微生物群落能创造巨大的生态价值,根据联合国粮农组织的统计, 在氮素固定、有机废弃物处理、土壤形成、污染修复及农业害虫的生物防治等方面, 全球农业土壤生物每年创造的总价值超过1542亿美元[4]。正是由于土壤微生物在全球生态系统中的重要性,研究土壤生物多样性现在已经成为一个热点,得到科学工作者的普遍重视。

目前生物多样性与生态系统功能及稳定性的相互关系的研究大多集中在植物群落方面,对土壤多样性的报道十分有限。研究植物群落结构及其多样性的影响因素是生态学研究的一个主要目标。研究表明土壤微生物尤其是那些与植物形成共生体的土壤微生物,对植物群落多样性有着重要影响。近年来,随着各项技术的发展和研究角度的拓宽,相对于微生物的物种多样性和遗传多样性,微生物功能多样性越来越受重视。。本文在探讨土壤微生物多样性对植物群落多样性影响的基础上,进一步探讨土壤微生物多样性在功能上的冗余。

一、土壤微生物多样性

土壤微生物多样性[5]指生命体在遗传、种类和生态系统层次上的变化,它代表微生物群落的稳定性。土壤微生物多样性包括在土壤中微生物的物种多样性和微生物的遗传多样性,以及包括群落结构的变异、相互作用的复杂性、营养水平和共位群数量(功能多样性)在内的生态多样性[6]。

二、土壤微生物多样性对植物群落的影响

土壤微生物作为土壤中的主要分解者, 和其他土壤生物发生相互作用, 通过营养元素的周转, 调节养分的供应, 影响植物的生长、资源分配和化学组成(如组织N 含量) , 从而影响植物的多样性。某些土壤微生物可以通过与植物之间的种间关系影响植物发育、群落结构和演替。土壤微生物群落与植物群落相互作用,形成了一个植物-土壤-微生物有机整体。土壤生物可以通过菌根真菌、固氮共生体、病原菌菌等直接影响植物多样性,也可以通过游离微生物对植物群落多样性造成间接影响

2.1 直接影响

2.1.1 菌根真菌的作用

菌根真菌作为生态系统的重要组成部分,然而在研究中往往被忽略,实际上,菌根

真菌在土壤中分布着庞大的菌丝系统,并且该菌丝系统与植物根系紧密联结成一体,这些蔓延的庞大菌丝体系是菌根的主要吸收器官,能很大程度上扩大植物水分、养分的吸收范围。菌根真菌能活化土壤中矿质养分,促进植物根系对营养元素尤其是移动性较差的磷、锌、铜等矿质元素的吸收。众多研究表明,菌根共生体能够影响植物的多样性,而且植物群落的多样性越高,群落生产力越大,群落的稳定性和抗入侵能力也就越强。

丛枝菌根真菌的多样性是微生物多样性重要的组成部分,它对整个生态系统的发展起着重要作用[7]。有研究报道丛枝菌根真菌对欧洲草地植物多样性增长的贡献达到30%[8],它们通过影响物种间竞争平衡来改变群落总的地上生物量,也改变群落中各植物所占比例。另一些研究则表明丛枝菌根真菌能够减少植物多样性,尤其是在群落中优势种对菌根真菌依赖性较强的生态系统中,这一现象较为明显,这在1999年Hartnett和2002 年O,Connor 的研究中都有体现[9,10]。

2.1.2固氮共生体的影响过程

在植物与微生物的共生关系中,主要有根瘤菌属的细菌与豆科植物共生形成的根瘤共生体,弗氏菌属与非豆科植物共生形成的根瘤共生体;某些蓝细菌与植物共生形成的共生体。固氮共生体能够促进氮、磷和其矿物质的吸收,而氮、磷、钾是限制植物生长的主要营养元素。

具有固氮能力的土壤微生物与植物形成共生体,在宿主植物入侵新的生境时,它们的存在能够促进植物生长,增加宿主植物的竞争力,进而影响植物生物量、植物入侵性、植物演替、植物群落组成和植物多样性。2000年Sprent在南非的研究中显示,当金合欢入侵时,当地的生态系统受到强烈影响,进一步研究表明金合欢的入侵成功可能与他们能够与固氮细菌形成共生体的能力存在内在的关联[11]。

2.1.3 病原菌的影响

土壤病原体对植物群落中植物多样性的维持有重要影响 . 这种贡献是通过土壤对植物的负反馈实现的[12],当某些植物物种由于积累特殊的病原体而改变土壤微生物群落结构的时候,它们自身所受到的生长压力比共同存在的其他物种更大[13]。在美国东部, 感染了真菌与内生菌共生体的草原, 其物种多样性减少。当野黑樱桃的幼苗出现在成熟林中时,成熟林下积累的腐霉菌就会阻碍其生长,这就说明土壤中的病原微生物能够维持植物群落的稳定性。土壤病原微生物在入侵物种的生存、增加本地植物多样性方面有不

可或缺的作用。一些研究显示外来物种对当地病原微生物的抵御能力要比本地物种强,能够逃脱土壤中的自然天敌,这可能是外来物种成功入侵的重要机制之一。2007 年Van Grunsven等人通过比较六个物种,包括三个本地种和三个外来种,观察到外来种不仅受土壤病原体的影响比较小,甚至还能从土壤病原微生物中获益[14]。

由于病原菌的作用,当植物群落中优势种根际周围积累大量的病原微生物时,该种会随之死亡,而对病原微生物不敏感或敏感性较低的植物物种将大量生长,随后取代优势种的地位,植物群落出现演替现象。根据这我们可以推测土壤病原微生物对那些不敏感或敏感较低的外来植物物种进入生态系统没有抵御能力,从而增加了本地植物群落多样性。

2.2 间接影响

土壤微生物对植物多样性的间接影响是通过游离微生物实现的。植物的凋零物和根系的分泌物是全球生态系统最重要的初级生产力来源,土壤微生物在生态系统的物质循环中担任分解者的角色,分解植物凋零物释放其中的养分主要是土壤微生物的作用,初期阶段真菌的作用尤为重要[15]。此外游离微生物还能改变养分的供给从而影响植物群落的分布,它们既可以通过营养物质的矿化作用、风化作用等增加养分的有效性,也可以通过增加可移动养分的淋洗降低养分的有效性,也可以通过与植物根系竞争有限的养分,或,以氮素为例见下图。

微生物吸收增加生物量

植物凋零物

或分泌物胞外酶DON 竞争帮助释放无机氮

植物吸收利用

土壤中的游离微生物还能够把土壤中的养分转化为不同的形式,不同物种利用不同形式的营养元素,避免了各个物种之间的资源竞争。我们还以以氮素为例,有三点证据可以支持这个观点。第一,微生物的活动在土壤中产生了大量不同形态的氮素,包括无

机氮和不同形式的有机,从而为多种形式的植物提供可利用的养分。第二,实验室的研究表明不同物种利用不同形式氮素的能力不同,显示了物种具有基于氮素形式而形成的基本的生态位[16]。第三,在北极冻原区,氮素严重缺乏,研究表明该地区优势种利用含量最多形态的氮素,表明各物种在长期的竞争下,形成了基于氮素形态的生态位[17]。

三、微生物多样性的功能冗余

功能冗余是指某些物种在生态功能上有相当程度的重叠,其中某一物种被去除后,生态系统功能应保持不变或接近正常状态。一些生态学家认为生态系统中存在一定量的冗余物种(对系统功能的作用表现为“多余”),Walker(1992)最初提出冗余种的概念是针对评价有限宝坻区或优先保护物种的。前面我们已经探讨了微生物多样性对植物群落的影响机理,土壤微生物群落多样性与土壤生态系统功能之间关系的研究才开始起步,因此微生物系统发育与生态功能之间的耦合问题是当前研究面临的最大挑战[18]。

土壤微生物群落功能多样性包括微生物活性、底物代谢能力及与N、P、S 等营养元素在土壤中转化相关的功能等。van de r Heijden 等研究表明植物多样性与生态系统生产力随土壤中菌根真菌物种数量的增加而增加, 土壤微生物与植物间的相互作用推动着生态系统功能的变化如植物群落多样性、产量及其变异性等,并在1998年观察到与只有一种真菌的微环境相比,菌根真菌种类繁多的草地为环境中,植物多样性提高 105%,植物生物量提高了42%[8]。Vogelsang等人2006年的研究显示了相反的结果,被接种了六种混合真菌的环境下的生物量与只含有一种最好真菌的环境下的生物量相当[19]。2005年Bonkowski 和Roy的一项研究显示微生物功能多样性增加了草地生境的分解作用和氮素的淋洗[20]。另外,还有一些研究显示虽然只有少数种类的微生物群落存在时,植物多样性也可以很丰富。这些研究结果说明植物多样性与微生物的功能多样性联系的更紧密些。Hattenschwiler 等人2005年的研究就表明是一些特殊的微生物种类决定了微生物群落对有机质的分解作用,而不是多样性本身。2010 年Jeannine 等人的研究结果也显示,向土壤中添加菌根真菌的种类并不能增加植物抵御病害的能力,菌根真菌执行生态功能的能力依赖于功能多样性[21]。E. Gomoryova 等2010年在对森林生态系统入侵荒废草场的研究中也指出,土壤微生物的功能多样性与植物多样性正相关[22]。

由此可见,土壤微生物功能上的差异越大对生态系统过程的影响就越大[23]。当多种

微生物共同存在时,然而对植物群落多样没有多大影响或表现为负影响,可能由于该情况下微生物表现了功能上的冗余现象。根据研究表明增加不同的功能或者一些特殊的关键微生物物种,则可能会对植物多样性和特殊的生态进程造成重大影响。利用这一点,我们可以通过提高微生物资源的利用率来改善贫瘠土壤的养分供给,从而增加该地区的植物多样性,增加生态价值,改善生态环境。

近期研究显示土壤生态系统中的微生物多样性由于多种因素而降低【24】,土壤利用方式,农药使用和施肥及土地耕作方式等通过改变土壤的理化性质而影响微生物多样性。研究表明,养分含量高的土壤,植物群落多样性受微生物多样性的影响小,微生物的功能冗余种多,在有效养分低的土壤环境中,不同功能的微生物群落对植物群落执行的功能不一样,微生物的功能冗余种少,所以如何提高微生物资源的利用率改变贫营养生境对提高土地利用率有很大意义。

四、结论和展望

综上所述,土壤微生物多样性与植物多样性密切相关,微生物的功能多样性而非微生物的物种多样性对植物群落产生影响,并在一定程度上存在功能冗余现象。

目前,随着人们对土壤微生物多样性研究的不断深入,今后的研究工作将集中在如下几个方面:(1)缓解人类在粮食、能源、资源和环境等方面的危机;(2)促进土壤微生物生态学发展;(3)以全新的视角审视微生物功能多样性与执行生态功能间的联系。

总之,今后的土壤微生物多样性研究应紧紧围绕土壤微生物功能多样性、生态服务以及二者之间的联系。也可以认为引进一些有益微生物抑制有害病原菌的发展,提高土壤生态肥力,提高植物群落多样性,实现生态环境良好发展,人与自然和谐与可持续发展。

参考文献

[1]PimentalD, StachowU, TakacsDA, etal. Conserving biological diversity in agricultural forest systems. Biosphere, 1992, 42: 354~362.

[2]JackinsonD S, Ladd J N. Microbial biomass in soil: measurement and turnover. In: Paul

E A, Ladd J N eds. Soil Biochemistry. New York: M arcelDekker INC., 1981.4145~471.

[3]RoselloM R, Aman R. The spieces concept for prokaryotes. FEM S M icrob. Rev. , 2001, 25: 39~67.

[4]https://www.docsj.com/doc/013744985.html,

[5]任天志. 持续农业中的土壤生物指标研究 [J]. 中国农业科学, 2000, 33(1): 68~ 75.

[6]钟文辉, 蔡祖聪. 土壤微生物多样性研究方法 [J]. 应用生态学报, 2004, 15(5): 899~

904.

[7]陶媛,郝丹东,覃强.植物多样性对丛枝菌根真菌多样性的影响研究进展[J].农业科学研究,2009,30(1):55-58.

[8]Van der Heijden,M G A,Klironomos,etal.Mycorrhizal fungal diversity determines plant biodiversity ecosystem variability and productivity[J].Nature,1998,396:72 -75.

[9]Hartnett D C,Wilson W T.Mycorrhizaae influence plant community structure and diversity s, 2000,65,183 -196.

[12]Van Der Putten,W H Plant defense belowground and spatiotemporal processes in natural vegetation[J]. Ecology,2003,84,2269 -2280.

[13]Bever J D,Westover,K M,Antonovics J.Incorporating the soil community into plant population dynamics:the utility of the feedback approach[J].J.Ecol.,1997,85,561 –573.

[14]Main tall grass prairie[J].Ecology 1999, 80:1187-1195.

[10]O Connor, P J Smith , S E Smithet,al. Arbuscular mycorrhizas influence plant diversity and community structure in a semiarid herbland[J].NewPhytol,2002,154:209-218.

[11]Sprent J I,Parsons R.Nitrogen fixation in legume and-non-legume trees[J].Field Crops Rerano A V ,Pires-Zottarelli C L A, Barrera M D ,etal. Gleason. Diversity, role in decomposition and succession of zoosporic fungi and straminipiles on submerged decaying leave in a woodland stream[J]. Hydrobiologia,online,2009.

[15]Weigelt A,BolR,BardgettR D.Preferential uptake of soil nitrogen forms by grassland plant species[J].Oecologia,2005,142,627-635.

[16]McKane R B,Johns on L C,ShaverG R,etal.Resource based niches provide a basis for plant species diversity and dominance in arctic tundra.[J]. Nature,2002,415,68 - 71.

[17]Harrison K A,Bol R,Bardgett,R D. Preferences for uptake of different nitrogen forms by co-existing plant species and soil microbes in temperate grasslands[J].Ecology 2007,88,989-999.

[18]林先贵,胡君利.土壤微生物多样性的科学内涵及其生态服务功能[J].土壤学,

2008,45(5)892900.

[19]Voglsang K M,Reynolds H L,BeverJ D. Mycorrhizal fungal identity and richness determine the diversity and productivity of a tallgrass prairie system[J].New Phytol.,2006,172,554 - 562.

[20]Bonkowski M,Roy J. Soil microbial diversity and soil functioning affect competition among grasses inexperimental microcosms[J].Oecologia,2005,143,232-240

[21]Jeannine Wehner,Pedro M Antunes,Jeff R Powell,etal. Plant pathogen protection by arbuscular mycorrhizas:A role for fungal diversity[J].Pedobiologia,2010,53(3):197 -201.〉

[22]E Gomoryová,R.Hrivnák,M. Janisová,K. Ujházy and D.G? m? ry. Changes of the functional diversity of soil microbial community during the colonization of abandoned grassland by a forest[J].Applied Soil Ecology,2009,43(2- 3):191 - 199.

[23]王华,曹启民,杨建峰,等.土壤生物多样性对植物利用营养物质和水分的影响[J].生态学报,2008,28(3):1420- 1426.

[24]陈声明,林海萍,张立钦.微生物生态学导论[M]. 北京:高等教育出版社,2007:155-161.

高通量测序:环境微生物群落多样性分析

(5)高通量测序:环境微生物群落多样性分析 微生物群落多样性的基本概念 环境中微生物的群落结构及多样性和微生物的功能及代谢机理是微生物生态学的研究 热点。长期以来,由于受到技术限制,对微生物群落结构和多样性的认识还不全面, 对微生物功能及代谢机理方面了解的也很少。但随着高通量测序、基因芯片等新技术 的不断更新,微生物分子生态学的研究方法和研究途径也在不断变化。第二代高通量 测序技术(尤其 是Roche 454高通量测序技术)的成熟和普及,使我们能够对环境微生物进行深度测序,灵 敏地探测出环境微生物群落结构随外界环境的改变而发生的极其微弱的变化,对于我 们研究微生物与环境的关系、环境治理和微生物资源的利用以及人类医疗健康有着重 要的理论和现实意义。 在国内,微生物多样性的研究涉及农业、土壤、林业、海洋、矿井、人体医学等诸多领域。以在医疗领域的应用为例,通 过比较正常和疾病状态下或疾病不同进程中人体微生物群落的结构和功能变化,可以 对正常人群与某些疾病患者体内的微生物群体多样性进行比较分析,研究获得人体微 生物群

落变化同疾病之间的关系;通过深度测序还可以快速地发现和检测常见病原及新发传 染病病原微生物。研究方法进展 环境微生物多样性的研究方法很多,从国内外目前采用的方法来看大致上包括以下四 类:传统的微生物平板纯培养方法、微平板分析方法、磷脂脂肪酸法以及分子生物学 方法等等。 近几年,随着分子生物学的发展,尤其是高通量测序技术的研发及应用,为微生物分 子生态学的研究策略注入了新的力量。 目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包 括:DGGE/TGGE/TTGE 、 T-RFLP 、SSCP、FISH 、印记杂交、定量 PCR、基因芯片等。 DGGE 等分子指纹图谱技术,在其实验结果中往往只含有数十条条带,只能反映出样品中少数 优势菌的信息;另一方面,由于分辨率的误差,部分电泳条带中可能包含不只一种 16S rDNA 序列,因此要获悉电泳图谱中具体的菌种信息,还需 对每一条带构建克隆文库,并筛选克隆进行测序,此实验操 作相对繁琐;此外,采用这种方法无法对样品中的微生物做 到绝对定量。生物芯片是通过固定在芯片上的探针来获得微

微生物多样性对植物群落影响的研究进展(1)(1)

安庆师范学院本科毕业(学位)论文 姓名:王婷婷 年级: 2 0 0 7级 专业:环境科学 论文题目:微生物多样性对植物 群落影响的研究进展 完成日期:2011年4月27日 指导老师:潘少兵 安庆师范学院资源环境学院 二O一一年四月二十七日

微生物多样性对植物群落影响的研究进展 作者:王婷婷指导老师:潘少兵 (安庆师范学院资源环境学院安徽安庆246011) 摘要:土壤是微生物的主要存在场所,它承载了大部分生命的基因多样性。微生物群落在各种生态进程中具有重要作用,但是对于微生物多样性与执行生态功能能力的联系却研究的很有限。这篇文章以微生物多样性在植物群落方面的作用为基础,探讨微生物群落在执行生态功能中的冗余现象。 关键词:微生物多样性;功能冗余;植物多样性 Advancement of Effect of Microbial Diversity on Plant Diversity Autor:Wang Tingting Instructor: Pan Shaobing (School of Resources and environmental science,Anqing Teachers’College,Anqing 246011,Anhui) Abstract: Microbes are abundant in soil and comprise a large portion of Life's genetic diversity. Soil microbes play key roles in a large number of important ecosystem process- es. But the relativity between soil microbial diversity and their ecological functions is still poorly understood. Here we approach the functional redundances during soil microb- es influencing the ecological functions based on the various roles that they play in plant diversity. Key words:microbial diversity, functional redundances, plant diversity 引言: 土壤是微生物的主要存在场所,微生物在土壤养分转化与腐殖质形成过程中有着非常重要的作用。土壤生态系统是保证动植物生存、农业健康、持续发展的基础[1],对全球的生态环境变化有着深远的影响。土壤微生物群落是土壤中的活性组分, 包括细菌、真菌、放线菌和原生动物、病毒和小型藻类[2],每克土壤中栖息着大约100 亿个微生物[3]。土壤微生物群落对全球生态系统功能如养分转化、有机物的分解、土壤基本结构的维持、

植物群落多样性调查与分析(优选.)

最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改 赠人玫瑰,手留余香。 植物群落多样性调查与分析 目的意义:过对植物群落多样性的调查,掌握群落多样性调查方法。通过对植物群落多样性分析,掌握群落内多样性和群落间多样性分析方法;通过对校内外荒地杂草群落多样性的调研,分析人为因素对于杂草生长的影响。 调查内容: 调查的植物包括狗尾巴草(禾本科)、马唐(早熟禾科马唐属)、狗牙根草(禾本科狗牙根属)、灰枝笕、灰绿藜、葎草(桑科)、龙葵(茄科)、臭草(禾本科)、草熟禾、打破碗碗花等常见野生杂草。 一.基本概念 物种多样性:物种多样性是生物多样性的简单度量,它只计算给定地区的不同物种数量。在数学公式里用S代表。 物种的丰富程度跟纬度呈明显的反比关系。即使考虑高纬度地区地表面积减少等因素的修正,离赤道越远,物种就越稀少。 物种多样性的其它度量包括种群的稀有程度,以及他们具备的进化稀有特征的数量。 物种多样性是指动物,植物和微生物种类的丰富性,它们是人类生存和发展的基础。 群落物种多样性是群落生态学研究中的重要内容,是物种丰富度和分布均匀性的综合反映,体现了群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异。城市植物的多样性是维持城市生态平衡的关键,是其他生物重要的栖息地,是生物流动和能量交换的场所,并决定其他生物的多样性,是生态城市建设过程中不可忽略的重要指标之一。 通过调查研究,对植物群落作综合分析,找出群落本身特征和生态环境的关系,以及各类群落之间的相互联系。 二.用品与材料 1.测量仪器:测绳。

中国微生物物种多样性研究进展_郭良栋.

生物多样性 2012, 20 (5): 572–580 Doi: 10.3724/SP.J.1003.2012.10129 Biodiversity Science http: //https://www.docsj.com/doc/013744985.html, —————————————————— 收稿日期: 2012-06-13; 接受日期: 2012-08-10 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(30930005) ? 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: guold@https://www.docsj.com/doc/013744985.html, 中国微生物物种多样性研究进展 郭良栋* (中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室, 北京 100101) 摘要: 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 具有丰富的物种多样性。我国地域辽阔, 跨越热带至寒温带, 气候条件多样, 地理环境与生态系统类型复杂, 是世界上生物多样性最丰富的国家之一。我国已开展了大量微生物多样性研究, 并证实我国多样的生境蕴藏着丰富的微生物物种多样性。目前我国已报道真核微生物(菌物)约14,700种, 其中包括真菌约14,060种、卵菌约300种、黏菌约340种, 而真菌中有药用菌473种、食用菌966个分类单元。特别是近年来通过免培养的分子生物学技术发现我国存在丰富的原核微生物多样性。本文概述了传统方法和现代分子生物学技术在我国原核微生物(古菌、细菌)和真核微生物(真菌、卵菌、黏菌)物种多样性研究的最新进展。 关键词: 真核微生物, 原核微生物, 物种多样性, 培养方法, 分子技术 Progress of microbial species diversity research in China Liangdong Guo * State Key Laboratory of Mycology, Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 Abstract: Microbes with rich species and genetic diversity are widely distributed throughout various habitats in the world. China possesses a variety of climate zones, geographic environments, and complex ecosystems, which play a large role shaping the complex biodiversity of this country. Microbial diversity has been widely studied and well documented by Chinese scientists. For example, a total of ca. 14,700 eukaryotic microbe species have been recorded, including ca. 14,060 fungi, ca. 300 oomycetes, and ca. 340 slime molds. Within the Fungi, there have been 473 medicinal fungal species and 966 edible fungal taxa recorded. However, re-cent studies have documented much high species diversity of prokaryotic microbes using molecular tech-niques, which have greatly promoted the study level of microbial diversity in China. This review paper sum-marizes recent research progress of microbial (i.e., archaea, bacteria, fungi, oomycetes, and slime molds) di-versity in China based on traditional and molecular techniques. Key words: eukaryotic microbe, prokaryotic microbe, species diversity, cultivation method, molecular technique 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 可利用各种有机化合物、无机盐等作为能源, 在有氧或无氧条件下, 在寒冷的极地、高达100℃的热泉或高盐碱度等极端环境中生活。微生物具有丰富的物种和遗传多样性, 并以高度的变异性适应不同的生境。作为生态系统中的重要组分, 微生物在自然界的物质与能量循环、生态系统的演替以及生物多样性的维持中发挥重要的生态功能。微生物与人类的生活休戚相关, 在直 接或间接地为人类提供了极其丰富的物质资源的同时, 也为人类带来了巨大危害。 Woese 和Fox(1977)以核糖体RNA(rRNA)的小亚基(原核生物的16S 、真核生物的18S 基因)序列为依据, 提出了独立于真细菌(Eubacteria)和真核生物(Urkaryotes)之外的第三种生命形式——古菌(Archaea), 认为它和真核生物以及真细菌是从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来。随后Woese 等(1990)提出了三域(Domain)分类系统, 将

植物群落野外调查知识要点

生态学植物群落野外调查知识要点 1.经、纬度:参考GPS数据; 2.地貌类型: 【平原】1、冲积平原;2、三角洲;3冲积扇;4波状平原;5台地;6洼地; 【山地】7、高山;8、中山;9低山;10、丘陵;11高原;12、准平原;13、喀斯特;【坡位】1、山顶;2、上;3、中;4、下;5、坡麓; 【坡向】1、N;2、W;3、E;4、S;5、彼此中间; 【坡形】1、凸;2、平直;3、凹;4、复合;5、阶梯; 【风向坡】1、向风;2、侧风;3、背风; 3.土壤水分:参考土壤水分仪数据; 4. (扩展知识:植物的每一层也可以分为多个亚层;同时,在每一次群落调查中要当场划分植物群落的层,并绘制群落垂直结构图,记录各层的高度和主要的种类及其生活型;)5.生活型—— 植物生活型(life form)植物对综合生境条件长期适应而在外貌上表现出来的生长类型,如乔木、灌木、草本、藤本、垫状植物等。其形成是不同植物对相同环境条件产生趋同适应的结果。例如,在不同地理区域的干旱生境中有相同生活型的肉质植物,其亲缘关系相隔甚远:仙人掌属于仙人掌科,景天属景天科,芦荟属百合科,龙舌兰属石蒜科,但却具有相似的外貌特征。自19世纪初洪堡(von Humboldt)以外貌特征划分生活型至今,已建立多种植物生活型分类系统,其中最广泛应用的是丹麦植物生态学家劳恩凯尔()建立的系统。他按越冬休眠芽的位置与适应特征,将高等植物分为高位芽、地上芽、地面芽、地下芽和一年生植物五大

生活型类群。在各类群的基础上,按植物的高度、茎的质地、落叶或常绿等特征,再分为30个较小的类群。 (1)高位芽植物(phaenerophyte)【Ph】 高位芽植物(phaenerophyte)渡过不利生长季节的芽或顶端嫩枝位于离地面较高处的枝条上。如乔木、灌木和热带潮湿地区的大型草本植物都属此类。根据芽距离地面的高度,又可将其分为大型(30米以上)、中型(8~30米)、小型(2~8米)和矮小型(~2米)四类。再根据常绿或落叶,芽有无芽鳞保护的特征,将其进一步分为12个类型,加上肉质多浆汁高芽位植物,多年生草本高芽位植物和附生高芽位植物,合计有15个类型。 (2)地上芽植物(chamaephyte)【Ch】 地上芽植物(chamaephyte)芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表,距地表的高度不超过20~30厘米,在不利于生长的季节中能受到枯枝落叶层或雪被的保护。可分为四个类型:矮小半灌木地上芽植物;被动地上芽植物,即一些枝条太纤弱而不能直立只能平伏于地面的植物;主动地上芽植物,这类植物也平伏于地面,但枝条并不纤弱,而是主动地横向伸展;垫状植物。常绿的和落叶的藤本灌木或小灌木〔紫金牛Ardisia japonica、欧百里香(Thymus ser-pyllum)〕,垫状植物,留有一部分茎的草本植物(白车轴草Trifolium repens)等都属于此类。 (3)地面芽植物(hemicryptophyte)【H】 地面芽植物(hemicryptophyte)在不利季节时地上的枝条枯萎,其地面芽和地下部分在表土和枯枝落叶的保护下仍保持生命力,到条件合适时再度萌芽。可分为原地面芽植物、半莲座状地面芽植物、莲座状地面芽植物三个类型。地面芽植物是可越过不良生活期的抗性芽接近地表的植物。冬季在地面上有放射状的丛生叶,而中央具有芽的堇菜类、月见草(Oenothera lamarckiana)、草莓、日本海伦(Heloniopsis japonica)、伸出带叶的茎的地榆(Sanguisorba officinalis)、直立金丝桃(Hypericum erectum),或具有枯叶鞘包着芽的翦股颖(Agrostis matsumurae)、结缕草(Zo-ysia japonica)等都属于这类植物。J.Braun-Bla -nquet等将附生藻类、固着或叶状地衣类、叶状苔等低等植物都归入此类。在寒冷地区,雪层能保护其免受低温的伤害,因此这种生活型的植物很多。

植物群落多样性调查与分析

植物群落多样性调查与 分析 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

植物群落多样性调查与分析 目的意义:过对植物群落多样性的调查,掌握群落多样性调查方法。通过对植物群落多样性分析,掌握群落内多样性和群落间多样性分析方法;通过对校内外荒地杂草群落多样性的调研,分析人为因素对于杂草生长的影响。 调查内容: 调查的植物包括狗尾巴草(禾本科)、马唐(早熟禾科马唐属)、狗牙根草(禾本科狗牙根属)、灰枝笕、灰绿藜、葎草(桑科)、龙葵(茄科)、臭草(禾本科)、草 熟禾、打破碗碗花等常见野生杂草。 一.基本概念 物种多样性:物种多样性是的简单度量,它只计算给定地区的不同物种数量。在公式里用S代表。 物种的丰富程度跟呈明显的反比关系。即使考虑高纬度地区地表面积减少等因素的修正,离越远,物种就越稀少。 物种多样性的其它度量包括的稀有程度,以及他们具备的进化稀有特征的数量。 物种多样性是指,和种类的丰富性,它们是生存和发展的基础。 群落物种多样性是群落生态学研究中的重要内容,是物种丰富度和分布均匀性的综合反映,体现了群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异。城市植物的多样性是维持城市生态平衡的关键,是其他生物重要的栖息地,是生物流动和能量交换的场所,并决定其他生物的多样性,是生态城市建设过程中不可忽略的重要指标之一。 通过调查研究,对植物群落作综合分析,找出群落本身特征和生态环境的关系,以 及各类群落之间的相互联系。 二.用品与材料 1.测量仪器:测绳。 2.调查测量设备:钢卷尺,剪刀,标本夹,采集杖,各种表格,记录本,标签。 3.文具用品:彩笔、铅笔、橡皮、小刀、米尺、绘图薄、资料袋等。 4.采集工具:铁铲、枝剪、标本夹、标本纸、放大镜。 三.内容与方法 (一)样地的设置 1.取样数目 如果群落内部植物分布和结构都比较均一,则采用少数样地;如果群落结构复杂且变化较大、植物分布不规则时,则应提高取样数目。

微生物多样性研究—β多样性分析概述

微生物多样研究中的—β多样性分析概述

一、β-多样性分析介绍 1. β(Beta)Diversity: 是对不同样品/不同组间样品的微生物群落构成进行比较分析。 ?β多样性分析前的数据“来源”: 1)OTUs的丰度信息表; 2)OTUs之间的系统发生关系, 计算Unweighted Unifrac及Weighted Unifrac距离。 ?通过多变量统计学方法主成分分析(PCA,Principal Component Analysis),主坐标分析(PCoA,Principal Co-ordinates Analysis),非加权组平均聚类分析(UPGMA,Unweighted Pair-group Method with Arithmetic Means)等分析方法,从中发现不同样品(组)间的差异。

2. PCA & PCoA分析 ?主成分分析(PCA)是多变量统计学中最为人熟知的分析方法,它通过线性变换,将原始的高维数据投影至少量新合成的变量(即主成分),从而简化数据结构,展现样品的自然分布。 ?主成分分析不考虑原始变量之间可能存在的相互关系,并且是基于欧式距离评价样品之间的相似度。 ?多维尺度分析与主成分分析类似,但是它可以采用任何距离评价样品之间的相似度。主坐标分析(Principal coordinates analysis,PCoA)是经典的多维尺度分析方法。

3.UniFrac距离 ?由于微生物极其多样,不同微生物彼此之间的系统发育关系往往千差万别,仅仅将群落中不同微生物成员视为相互独立的变量显然并不合理。 ?因此,在比较不同群落样品之间的差异时,需要考虑两个群落成员之间的系统发育关系是否相似。 ?基于这个思想,计算微生物群落样品间距离的UniFrac距离应运而生,通过比较两个群落各自独有的微生物成员之间系统发育关系的远近,更为客观地反映两个群落样品之间的相似程度。

植物群落多样性调查与分析

植物群落多样性调查与分析 目的意义:过对植物群落多样性的调查,掌握群落多样性调查方法。通过对植 物群落多样性分析,掌握群落内多样性和群落间多样性分析方法;通过对校内外荒地杂草群落多样性的调研,分析人为因素对于杂草生长的影响。 调查内容: 调查的植物包括狗尾巴草(禾本科)、马唐(早熟禾科马唐属)、狗牙根草(禾本科狗牙根属)、灰枝笕、灰绿藜、葎草(桑科)、龙葵(茄科)、臭草(禾本科)、草熟禾、打破碗碗 花等常见野生杂草。 一.基本概念 物种多样性:物种多样性是生物多样性的简单度量,它只计算给定地区的不同物种数量。在数学公式里用S代表。 物种的丰富程度跟纬度呈明显的反比关系。即使考虑高纬度地区地表面积减少等因素的修正,离赤道越远,物种就越稀少。 物种多样性的其它度量包括种群的稀有程度,以及他们具备的进化稀有特征的数量。 物种多样性是指动物,植物和微生物种类的丰富性,它们是人类生存和发展的基础。 群落物种多样性是群落生态学研究中的重要内容,是物种丰富度和分布均匀性的综合反映,体现了群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异。城市植物的多样性是维持城市生态平衡的关键,是其他生物重要的栖息地,是生物流动和能量交换的场所,并决定其他生物的多样性,是生态城市建设过程中不可忽略的重要指标之一。 通过调查研究,对植物群落作综合分析,找出群落本身特征和生态环境的关系,以及各类群落之间的相互联系。 二.用品与材料 1.测量仪器:测绳。 2.调查测量设备:钢卷尺,剪刀,标本夹,采集杖,各种表格,记录本,标签。 3.文具用品:彩笔、铅笔、橡皮、小刀、米尺、绘图薄、资料袋等。 4.采集工具:铁铲、枝剪、标本夹、标本纸、放大镜。 三.内容与方法 (一)样地的设置 1.取样数目 如果群落内部植物分布和结构都比较均一,则采用少数样地;如果群落结构复杂且变化较大、植物分布不规则时,则应提高取样数目。 2.取样技术

微生物之微生物多样性分析-DGGE

变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE) 普通的聚丙烯酰胺凝胶电泳只能通过片段大小不同在同一浓度的胶上电泳迁移率不同而分离不同的DNA片段,对于片段大小接近或相同的DNA片段无法做到有效地分离;DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis) 即变性梯度凝胶电泳,是利用DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化,从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开。 DGGE作为一种成熟的分子生物学技术被广泛应用于环境科学(土壤、海洋、河流、冰川、淤泥等)、医学(各种疾病治疗前后,病变部位微生物的差异)、人体(鼻咽、口腔、黏膜、肠道)等领域进行微生物多样性分析。 实验流程图: 实验结果 实验结果包括以下内容 1 引物设计 以下是DGGE中常用的引物,我们将根据客户的不同需求,进行针对性的引物设计。 引物序列(5’-3’)

细菌 16S V3 区扩 增引物 357-F-GC CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGG GCACGGGGGGCCTACGGGAGGCAGCAG 518r ATTACCGCGGCTGCTGG 引物 序列(5’-3’) 真核 18S V1-3区扩增引物 Euk1A CTGGTTGATCCTGCCAG EukA516r-GC CGCCCGGGGCGCGCCCCGGGCGGGGCGGGGGCA CGGGGGGACCAGACTTGCCCTCC 2 基因组DNA 抽提电泳检测图 针对客户的样本来源不同,我们针对性优化不同的基因组抽提方法,已达到提取效果最佳。 说明:1-8为样本所抽提基因组DNA,上样量3uL;M 为1kb Marker 上数第一条带为8 kb,中间的亮带为3kb,浓度为30ng/uL,其余为10 ng/uL。 3 目的片段PCR 检测 说明:1-8为样本,负为负对照(说明我们的实验没有污染,这对分子实验是至关重要的),上样量为5uL;M 为DL2000 Marker,上样量3uL。其中亮带为20ng/uL,其余为10 ng/uL。 Reconditioning PCR: 第一轮PCR 产物将会作为新的模板再进行少数循环的第二轮PCR 扩增,这叫做“Reconditioning PCR”。由于在“ Reconditioning PCR”的过程中引物和模板之

微生物多样性研究进展

姓名:崔靖璞学号:2010212802 专业:生物科学 微生物多样性研究进展 摘要:微生物资源丰富,开发潜力巨大,是生命科学发展的主要动力之一.本文介绍了几种常用的研究微生物多样性的分子生物学技术,主要包括:16SrDNA测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等,并对微生物多样性研究技术的未来发展进行了展望,同时本文也介绍几种微生物多样性的研究实验方法。 关键词:微生物多样性聚合酶链式反应基因芯片平板纯培养 微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源,微生物资源的开发,是21世纪生命科学发展的主要动力之一.由于微生物的微观性,微生物多样性与其他高等生物相比有许多独特之处,包括:生存环境多样;生长、繁殖速度多样;营养、代谢类型多样;生活方式多样.微生物多样性的揭示与研究技术的发展和创新是密不可分的,研究技术的进步是微生物多样性研究向前发展的重要推动力量.近年来,随着微电子、计算机、分子生物学、物理、化学等技术的发展,微生物多样性研究技术也在吸收其他学科先进技术的基础上不断向前发展.各种研究方法的发展使得这种状况有了很大改观.现代分子生物学技术在微生物多样性研究上的应用克服了微生物培养技术的限制,能对样品进行较客观的分析,较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性.目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包括:16SrDNA 测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等。 1核酸探针杂交技术 核酸分子杂交技术是20世纪70年代发展起来的一种分子生物学技术.该技术快速、灵敏、具有高度特异性,近年来被广泛应用于微生物多样性的研究中.用于微生物多样性研究的探针主要有三类:双链DNA、单链DNA和RNA以及寡核苷酸探针,杂交方式主要有荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)、全细胞杂交(whole-cell hybridization)、数量印迹杂交(quantitative dot blot)及生物芯片(biochip).对于环境微生物样品解析而言,最有意义的核酸杂交技术是原位杂交技术,在原位杂交技术中,应用最广泛的是荧光原位杂交技术。

植物群落物种多样性的测定

基础生态学实验 植物群落物种多样性的测定

【实验原理】 植物群落的多样性是群落中所含不同物种数量和它们的多度的函数。多样性依赖于物种丰富度、均匀度或物种多度的均匀性。两个具有相同物种的群落,可能由于相对多度的分布不同而在结构和多样性上有很大差异。 【实验目的】 1、掌握植物群落多样性的测定方法 2、加深对物种多样性和植物群落重要意义的认识 【实验器材】 实验器材:样方测绳(4m),卷尺 【实验步骤】 1、选择样方 在人工草地、野生草地中各选取2个1m2的样方。要求每种草地中选择的样方的植物种类要大致一致,生境条件大致相同,且群落结构较为完整,植被覆盖度较大,尽量选择群落中心较为典型的部分。注意要将样方划为标准的正方形。 2、测量并记录样方中植物的总盖度、各物种分盖度、各物种多度,并多次在各个物种中取样测量株高,取平均值记为该物种的平均高度。

3、比较各个样方和两种草地之间的差异。 【实验结果与分析】 测量得到的数据如下表1—表4所示。 (一)人工草地 表1 人工草地样方一中各植物的盖度、多度及高度 表2 人工草地样方二中各植物的盖度、多度及高度

分析与讨论: (1) 人工草地两处样方的植物种类基本一致,但优势物种不同,各植物种类的比例也不同;样方一以绿地早熟禾为主,分盖度大约为87.5%;样方二以酢浆草为主,分盖度大约为62.5%;而该人工草地中播种的是绿地早熟禾,说明样方二被酢浆草侵染较严重。 (2) 各种植物物种在生长时相距紧密,叶片有所重叠,因此各个植物物种的分盖度相加之和会略大于植被总盖度。 (3) 该人工草地中播种的是绿地早熟禾,但即使是绿地早熟禾为优势种的区域内,仍然有较多其他物种如早开堇菜、酢浆草、旋覆花的生长,说明即使是纯人工种植的绿地中也往往不只生长着单一物种,其他物种的种子也会由风媒等方式传播而来,在此扎根生长。 (二)自然草地 表3 自然草地样方一中各植物的盖度、多度及高度 表4 自然草地样方二中各植物的盖度、多度及高度

污染土壤微生物群落结构多样性及功能多样性测定方法

第26卷第10期 2006年10月生 态 学 报ACT A EC O LOGIC A SI NIC A V ol.26,N o.10Oct.,2006 污染土壤微生物群落结构多样性及 功能多样性测定方法 陈承利,廖 敏3 ,曾路生 (污染环境修复与生态健康教育部重点实验室,浙江大学环境与资源学院,杭州 310029)基金项目:国家重点基础研究发展规划“973”资助项目(2002C B410804);国家自然科学基金资助项目(40201026) 收稿日期:2005206227;修订日期:2006205220 作者简介:陈承利(1982~),男,浙江平阳,硕士,主要从事土壤环境化学与环境生态毒理学研究.E 2mail :clchen1982@1631com 3通讯作者C orresponding author.E -mail :liaom in @https://www.docsj.com/doc/013744985.html, or liaom inzju1@1631com Found ation item :The project was supported by National K ey Basic Research Support F oundation of China (N o.2002C B410804)and National Natural Science F oundation of China (N o.40201026) R eceived d ate :2005206227;Accepted d ate :2006205220 Biography :CHE N Cheng 2Li ,M aster ,mainly engaged in s oil environmental chem istry and ecotoxicology.E 2mail :clchen1982@1631com 摘要:土壤微生物在促进土壤质量和植物健康方面发挥着重要的作用,土壤微生物群落结构和组成的多样性及其变化在一定程度上反映了土壤质量。为了更好地了解土壤健康状况,非常有必要发展有效的方法来研究污染土壤微生物的多样性、分布以及行为等。回顾了近年来国内外污染土壤微生物群落结构多样性及功能多样性的测定方法,包括生物化学技术和分子生物学技术,现将它们的原理、优缺点、实用性及其发展动态作一阐述,同时指出结合这两种技术可为微生物群落分析提供一个更全面的、精确的方法。 关键词:污染土壤;微生物多样性;分子生物学;BI O LOG;P LFA ;PCR ;DNA 文章编号:100020933(2006)1023404209 中图分类号:Q143,Q938,S154 文献标识码:A Methods to measure the microbial community structure and functional diversity in polluted soils CHE N Cheng 2Li ,LI AO Min 3,ZE NG Lu 2Sheng (MOE K ey Laboratory ,Environmental Remediation and Ecosystem H ealth ,College o f Environmental and Resources Sciences ,Zhejiang Univer sity ,Hangzhou ,310029,China ).Acta Ecologica Sinica ,2006,26(10):3404~3412. Abstract :S oil m icroorganisms ,such as bacteria and fungi ,play im portant roles in prom oting soil quality and im proving plant health and nutrition ,thus in fluencing terrestrial ecosystems.Increasing anthropogenic activities ,such as spraw ling urbanization ,agricultural development ,pesticides utilization ,and pollutions from all sources ,can potentially affect soil m icrobial community com position and diversity ,leading to deterioration of soil quality and fertility.H owever ,it is yet to be determ ined how these changes in m icrobial diversity can in fluence surface and ground ecosystems.T o that end ,there is an acute need for reliable and accurate methods to study the community structure and tax onomy of soil m icroorganisms.W ithout the development of effective methods for studying the m icrobial diversity ,distribution ,and behavior in polluted soil ,a thorough understanding of m icrobial diversity ,as well as its im pact on soil health ,cannot be achieved. The determ ination of species diversity depends on several factors including the intensity of each species ,the total number of species present ,species evenness ,and the spatial distribution of species.M ethods to measure m icrobial community structure and functional diversity in polluted soils can be classified into tw o groups ,i.e.,biochem ical 2based techniques and m olecular biological 2based techniques.T ypically ,diversity studies include the relative com parisons of communities across a gradient of stress and disturbance.W ith current techniques ,it is difficult to study true diversity due to lack of know ledge on com position and the techniques to determ ine the accuracy of the extraction or detection methods.T raditionally ,the analysis of soil m icrobial

土壤微生物群落多样性研究方法及进展_1

第27卷增刊V ol 127,Sup 1广西农业生物科学Journal o f Guangx i A g ric 1and Biol 1Science 2008年6月June,2008 收稿日期:20080122。 基金项目:广西大学博士启动基金项目(X05119)。 作者简介:姚晓华(广西大学副教授,博士;E -mail:x hy ao@g xu 1edu 1cn 。文章编号:10083464(2008)增008405 土壤微生物群落多样性研究方法及进展 姚晓华 (广西大学农学院,广西南宁530005) 摘要:微生物多样性是指群落中的微生物种群类型和数量、种的丰度和均度以及种的分布情况。研究 土壤微生物群落多样性的方法包括传统的以生化技术为基础的方法(直接平板计数、单碳源利用模式等) 和以现代分子生物技术为基础的方法(从土壤中提取DN A ,进行G+C%含量的分析,或杂交分析,或进 行PCR,产物再进行D GGE/T GG E 等分析)。现代生物技术与传统微生物研究方法的结合使用,为更全面 地理解土壤微生物群落的多样性和生态功能提供了良好的前景。 关键词:微生物多样性;生化技术;分子生物学技术;DN A 中图分类号:.Q 938115 文献标识码:A Advancement of methods in studying soil microbial diversity YAO Xiao -hua (Co llege of Ag ricultur e,G uangx i U niv ersit y,N anning 530005,China) Abstract:Species div ersity consist o f species richness,the total number of species,species ev enness,and the distribution of species 1Methods to measure microbial diversity in so il can be categ orized into tw o g roups:biochemica-l based techniques and m olecular -based techniques 1The fo rmer techniques include plate counts,sole carbon so urce utilizatio n patterns,fatty acid methy l ester analysis,and et al 1The latter techniques include G +C%,DNA reassociation,DNA -DNA hy br idization,DGGE/TGGC,and et al 1Ov er all,the best w ay to study soil microbial diversity w o uld be to use a variety of tests w ith differ ent endpoints and degr ees o f r esolutio n to o btain the bro adest picture possible and the most inform ation r eg ar ding the microbial co mmunity 1 Key words:microbial diversity;biochem ica-l based techniques,mo lecular -based techniques,DNA 微生物多样性研究是微生物生态学最重要的研究内容之一。微生物在土壤中普遍存在,对环境条件的变化反应敏捷,它能较早地预测土壤养分及环境质量的变化过程,被认为是最有潜力的敏感性生物指标之一[1] 。但土壤微生物的种类庞大,使得有关微生物区系的分析工作十分耗时费力。因此,微生物群落结构的研究主要通过微生物生态学的方法来完成,即通过描述微生物群落的稳定性、微生物群落生态学机理以及自然或人为干扰对群落产生的影响,揭示土壤质量与微生物数量和活性之间的关系。利用分子生物学技术和研究策略,揭示自然界各种环境中(尤其是极端环境)微生物多样性的真实水平及其物种组成,是微生物生态学各项研究的基础和核心,是重新认识复杂的微生物世界的开端。

草本植物群落的调查与分析

华南师范大学实验报告 学生姓名刘璐学号20082501055 专业年级、班级 课程名称实验项目草本植物群落的调查与分析 实验类型验证设计综合实验时间2011年 3 月21 日 实验指导老师实验评分 草本植物群落的调查与分析 一、目的意义 生物群落是指在相同时间内聚集在同一地段上的各物种种群的集合[1]。植物种类不同,群落的类型和结构也不相同,种群在群落中的地位和作用也不相同[1]。因此,我们可以通过对群落物种多样性的调查研究来更好地认识群落的组成,变化,发展,以及环境保护的状况。而草本植物的分布与环境有着十分密切的关系[2],研究草本植物群落的特征及植物物种多样性,对我们了解和保护草本植物资源,保护生态环境等都具有极为重要的意义。 二、采样测定方法 1、仪器和材料 样方框(50cm×50cm),皮尺,卷尺 2、测定方法 (1)样地调查:采用样方法进行野外调查,于2011年3月21日在华南师范大学石牌校区网络学院门口的草坪上选好样地,在样地中每隔2m 设置1个50cm×50cm的样方,共计19个样方。调查记录的内容主要包括:草本植物的植物名、株数、盖度、高度及物候相等。 (2)数据分析:本次实验采用重要值作为多样性指数计算和群落划分的依据,而群落多样性的测度选用Simpson 多样性指数D 和Shannon – Weiner多样性指数H 。 重要值 = 相对多度 + 相对频度 + 相对盖度 其中,相对多度 = 某种的多度 所有种的多度之和 × 100% ;多度 = 某种的个体数 所有种的个体数之和

相对频度 = 某种的频度 所有种的频度之和× 100% ;频度 = 某种出现的样方数 样方总数 相对盖度 = 某种的盖度 所有种的盖度之和 × 100% Shannon – Weiner多样性指数H (bit)= –∑P i log e P i 其中,P i——种i个体在全部个体中的比例 Simpson 多样性指数D = 1 –Σ(N i / N)2 其中,N i——种i的个体数; N ——群落中全部物种的个体数。 三、结果与分析 1、草本植物群落的种类组成及其优势种 表1 两耳草 + 地毯草 + 天胡荽群落表 种名总株数相对多度相对频度相对盖度重要值两耳草1416 25.22 9.88 33.16 68.26 地毯草897 15.98 11.05 24.4 49.43 天胡荽1054 18.77 9.3 9.5 37.57 黄花酢浆草505 9 5.81 7.59 22.4 水蜈蚣398 7.09 7.56 3.73 18.38 假俭草322 5.74 4.07 7.7 17.51 丰花草68 1.21 8.14 7.61 16.96 三点金267 4.76 7.56 3.71 15.94 堇菜113 2.01 8.14 1.02 11.17 纤毛鸭嘴草176 3.14 4.07 1.35 8.56 狗牙根100 1.78 4.65 1.09 7.52 崩大碗46 0.82 4.07 1.55 6.44 马唐147 2.62 2.9 0.49 6.01 雾水葛26 0.46 4.07 0.5 5.03 车前草21 0.37 1.74 1.92 4.03

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