752 冰川冻土 35 卷为消融区. 积累区是冰川获得物质的区域, 消融区是冰川支出物质的区域. 冰舌最前端部分称为冰川末端 [22]. 本研究以近年来据观测和分析处于退缩 [23-24] 状况的祁连山老虎沟 12 号冰川为研究对象, 以冰川消融区和末端为着手点, 从纵向角度研究冰川细菌在雪样和土

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智野杜
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1 第 35 卷第 3 期年 6 月冰川冻土 JOURNALOFGLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY Vol.35 No.3 Jun.2013 doi: /j.issn ZhangShuhong,HouShugui,QinXiang, 犪.PreliminaryresearchonthedominantbacterialpopulationafectedbyretreatoftheLaohugou GlacierNo.12intheQilianMountain[J].JournalofGlaciologyandGeocryology,2013,35(3): [ 张淑红, 侯书贵, 秦翔, 等. 祁连山老虎沟 12 号冰川退缩对细菌优势种群影响的初步研究 [J]. 冰川冻土,2013,35(3): ] 祁连山老虎沟 12 号冰川退缩对细菌优势种群影响的初步研究张淑红 1, 侯书贵 2,3, 秦翔 3, 杜文涛 3, 孙维君 4, 闫沛迎 3 (1. 商丘师范学院生命科学学院, 河南商丘 ;2. 南京大学地理与海洋学院, 江苏南京 ; 3. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室, 甘肃兰州 ; 4. 山东师范大学人口资源与环境学院, 山东济南 ) 摘要 : 随着全球冰川正在越来越多的地区融化, 冰川微生物资源很可能会由于冰川退缩而未被人类所发现就已受到生存的威胁而濒危. 以祁连山老虎沟 12 号冰川消融区和末端雪样及末端土样为研究对象, 采用培养方法分子鉴定, 研究冰川雪样优势菌群在冰川末端土样的分布状况及生理生化指标变化情况, 分析冰川细菌优势菌群在冰川退缩后适应非雪环境的能力. 结果表明 : 冰川末端雪样优势菌为 1BW1 和 1BW2 所代表的犘犱狅犫犪犮狉, 该属在冰川消融区雪样和冰川末端土样中未分离到 ; 冰川消融区雪样优势菌为 2BW 所代表的犃犮狀狅犫犪犮狉, 该属在冰川末端雪样中的数量较少, 在冰川末端土样中的数量更少. 不同采样位点 16SrRNA 序列相似性高的菌株其生理生化特征比相同采样位点的大. 因此, 冰川冰退缩可能会引发冰川雪样中的优势种群不能适应新环境而灭绝. 应加强冰川细菌资源利用和保护的研究基础. 关键词 : 老虎沟 12 号冰川 ; 退缩 ; 细菌优势种群中图分类号 :Q 文献标识码 :A 0 引言 [1] 目前, 气候变暖已成为毋庸置疑的事实, 气候变化已经或正在对全球的生态系统和生物多样性 [2-3] 产生着显著影响, 包括使生境退化或丧失物 [4] [5-7] 种灭绝速度加快物种分布范围发生变化生 [8-9] 物物候期和物种繁殖行为发生改变种间关系发生变化等 [10-11]. 受气候变暖的影响, 全球冰川开始发生退缩. 然而, 近几十年来, 世界各地资料表明, 全球冰川正在以有记录以来的最大速率在世界越来越多的地区融化着, 到 20 世纪 90 年代全球冰川呈现出加速融化的趋势 [12]. 自 20 世纪 90 年代至今, 冰川退缩后土壤微生物的原生演替过程一直是国外诸多专家关注的焦点 [13-19]. 然而, 对于冰川雪样中的优势微生物种群, 在冰川退缩后能否适应新的环境, 与土壤中的微生物相互作用后还能否存活下来. 在秘鲁的安第斯山 Puca 冰川, β Pro teobacteria 类群的犆狅犿犪犿狅狀犪犱犪犮犪在冰舌端最年轻的土壤占据优势, 在中间年龄的土壤丰度降低, 在最老的土壤未被检测到 [20]. 该报道说明, 冰川退缩会引发其优势种群不能适应新环境而灭绝. 基 [21] 于这种考虑,Thomas Hal 等在南极和意大利的阿尔卑斯山冰川分离到具有冷适应性的 3 个酵母新种, 为保护嗜冷微生物资源做出了贡献. 任何一个冰川以其平衡线高度将其分为两部分, 平衡线高度以上的部分为积累区 ; 以下的部分收稿日期 : ; 修订日期 : 基金项目 : 国家自然科学基金项目 ( ; ; ; ); 冰冻圈科学国家重点实验室自主项目 (SKLCS ZZ ) 资助作者简介 : 张淑红 (1977-), 女, 甘肃庆城人, 副教授,2007 年在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所获博士学位, 现从事环境微生物及其应用研究.E mail:mariazhangsh@yahoo.com.cn 通讯作者 : 侯书贵,E mail:shugui@nju.edu.cn

2 752 冰川冻土 35 卷为消融区. 积累区是冰川获得物质的区域, 消融区是冰川支出物质的区域. 冰舌最前端部分称为冰川末端 [22]. 本研究以近年来据观测和分析处于退缩 [23-24] 状况的祁连山老虎沟 12 号冰川为研究对象, 以冰川消融区和末端为着手点, 从纵向角度研究冰川细菌在雪样和土样中的多样性差异. 该研究在方法上, 采用培养技术和生理生化分析, 能为冰川细菌的资源保护与利用提供研究基础, 为反映我国冰川退缩后对冷环境敏感的细菌变化趋势的预测提供科学依据. 1 材料方法 : 1.1 样品的采集 2011 年 12 月从祁连山老虎沟 12 号冰川采集消融区和末端雪样, 以及末端土样. 末端采样位点海拔 4721m, E, N; 消融区采样位点海拔 4550m, E, N. 用无菌的不锈钢铲去掉表层雪样和土样 1cm,5 点梅花取样法采取 1cm 以下的表层样品, 土样去除石块等杂物, 装入预先经无菌处理的高密度密封硬塑料瓶, 置于冰柜中, 以低温 ( 5 ) 方式运回实验室并置冷库中 ( 15 ) 贮存. 1.2 细菌的分离培养冰川末端土样细菌的分离在超净工作台上称取 10g 土样置于盛有 90 ml PBS(pH7) 溶液和玻璃珠的三角瓶内, 气浴振荡器 (CHA SA) 上 16 振荡 30min 后,10 倍递增梯度稀释至 10-3 和每个梯度取 200 μl, 于 R2A 培养基 ( 酵母提取物 0.5g, 示蛋白胨 0.5g, 酪蛋白氨基酸 0.5g, 可溶性淀粉 0.5g, 葡萄糖 0.5g, 丙酮酸钠 0.3g, 磷酸氢二钾 0.3g, 七水硫酸镁 0.05g, ph7.2) 上涂板, 且做 3 个平行. 平板至于 16 培养箱,30d 后进行菌落计数, 并挑取不同形态色泽的菌落, 纯化后, 菌液加入 15% 甘油冷冻于 -70 保存冰川末端及消融区雪样细菌的分离雪样置于 4 缓慢融化, 将约 400~700mL 融水用 0.22 μm 无菌 Milipore 微孔滤膜过滤. 将滤膜悬浮于 3.5mL 的 PBS(pH7) 缓冲液中. 振荡后取 350μL 于 R2A 培养基上涂板, 每个样品 3 个重复. 后置于 16 培养箱,30d 后进行菌落计数, 并挑取不同形态色泽的菌落, 纯化后, 菌液加入 15% 甘油冷冻于 -70 保存. 1.3 培养菌株 16 犛狉犚犖犃的扩增及其序列分析 SrRNA 扩增以恢复出的菌株其菌苔提取 DNA, 具体步骤 [25] 参照 Zhou 等的 CTAB+SDS 法. 以细菌通用引物 27F (5 -AgAgTTTgATCCTggCTCAg-3 ) 和 1492R (5 -ggttaccttgttacgactt-3 ) 对样品进行 PCR 扩增 [26]. 反应体系为 :1 PCR 缓冲液,2.5mM MgCl 2,0.2 mm dntp, 正反向引物各 l0pm( 北京六合华大基因科技股份有限公司合成 ),1 U Taq 聚合酶 (Biolabs),1μL DNA (10ng μl 1 ) 模板,ddH 2O 补足至 25μL.PCR 扩增条件 :94 预变性 2 min,94 变性 1 min,58 复性 1min,72 延伸 1.5 min,30 个循环 ;72 延伸 10min. 将 ddh 2O 做阴性对照, 扩增产物用 1.0% 琼脂糖胶电泳 ARDRA 分析及测序分析 PCR 产物用两种内切酶 (HhaⅠ 和 HaeⅢ, Fermentas) 酶切, 酶切反应体系 :8ulPCR 产物,1 bufer,0.5u 内切酶,ddH 2O 补足至 10μL. 酶切条件 :37,4h. 酶切产物用 3.0% 琼脂糖胶电泳分析. 选取不同酶切图谱的 16SrRNA PCR 产物, 以及细菌通用引物 27F(5 -AgAgTTTgATC CTggCTCAg-3 ) 517F(5 -CCAgCAgCCgCgg TAAT-3 ) 907F(5 -AAACTCAAATgAATT gacggg-3 ) [27], 由北京六合华大基因科技股份有限公司完成测序. 所获得的序列在 EMBL 上进行登陆, 注册号为 :HF HF SrRNA 序列比较及系统发育树构建经测序所得的序列在 GenBank 数据库 (ht tp://blast.ncbi.nlm.nih.gov/blast.cgi?pro GRAM =blastn&blast_programs= mega Blast&PAGE_TYPE=BlastSearch&SHOW _DE FAULTS=on&LINK_LOC=blasthome) 与已知细菌的 16SrRNA 基因序列进行比较, 选取相似性最高的序列下载后用于系统发育树的构建. 用 clustalx1.81 [28] 对序列进行对位排序,MEGA5.02 (MolecularEvolutionaryGeneticsAnalysis) 计算遗传距离, 邻接法 (Neighbor joining) 构建系统发育树状图. 1.4 菌落形态特征和生理生化测定革兰氏染色培养 18~24h 的菌株, 参照周德庆版的微生物学实验教程 [29] 进行革兰氏染色, 鉴定革兰氏阳性菌和阴性菌, 同时对细胞形态进行观察.

3 3 期张淑红等 : 祁连山老虎沟 12 号冰川退缩对细菌优势种群影响的初步研究生理生化测定对接触酶脲酶脂酶产氨试验明胶吲哚氧化酶苯丙氨酸脱氨酶苯丙氨酸脱羧酶精氨酸脱羧酶葡萄糖氧化发酵 C 源 ( 蔗糖乙酸乙醇肌醇乳糖柠檬酸淀粉葡萄糖 ) N 源 (L 丙氨酸 NH 4 Cl (NH 4 ) 2 SO 4 (NH 4 ) 2 HPO 4 NaNO 3 KNO 3 ) 温度 ( ) ph ( ) NaCl 浓度 (2% 5% 8% 11%) 等指标表 1 老虎沟冰川雪样和土样可培养细菌的表型和生理生化特征 Table1 Phenotypic,physiologicalandbiochemicalpropertiesofbacteriaisolatedfrom glacialsnowandsoilsamplesinlaohugou 菌株名称 1BR 1FW 1BY1 1BY2 1BW1 1BW2 1BW3 1BW4 1BW5 1BD 2BY0 2BY2 2BY3 革兰氏染色细胞形态 r c c r r r r r r r c c r 生长范围生长温度 ( ) NaCl(%) ph ND 生化接触酶脂酶产氨试验脲酶明胶吲哚氧化酶苯丙氨酸脱氨酶苯丙氨酸脱羧酶精氨酸脱羧酶葡萄糖氧化发酵发酵型氧化型氧化型发酵型发酵型氧化型发酵型氧化型发酵型 ND 发酵型发酵型发酵型氮源 NH4Cl (NH4)2SO (NH4)2HPO NaNO KNO L 丙氨酸碳源蔗糖乙酸乙醇肌醇乳糖柠檬酸淀粉葡萄糖分子鉴定结果相似菌株及序列号犃狉犺狉狅犫犪犮狉犃狉犺狉狅犫犪犮狉犕犪犪犃狉犺狉狅犫犪犮狉犘犱狅犫犪犮狉犪犵狌犫狉狉犪狀狌犪狌狉犪犮狉狌犱狌狉犪狇狌犪犘犱狅犫犪犮狉犃犮狀狅犫犪犮狉犔犵狅狀犪犱狌狉犪狇狌犪狑狅犳犳犵狉狀犅犪犮狌犃狉犺狉狅犫犪犮狉犕犮狉狅犮狅犮犮狌犘狅犪狉狅犿狅狀犪犆狌狉狅犫犪犮狉狌犿犱狉狀狀狉狅犵狌犪犼犪犮狅犮狌犳犪狏狌狀犪狆犺犺犪狀狏狅狉犪狀犮狉狌犿 (NR_026198) (NR_026198) (NR_042502) (NR_026188) (NR_042601) (NR_042601) (NR_026209) (NR_028744) (NR_043268) (NR_027199) (NR_043881) (NR_027567) (99) 相似性 (%) 菌落数

4 754 冰川冻土 35 卷 Table1 表 1 老虎沟冰川雪样和土样可培养细菌的表型和生理生化特征 ( 续 ) Phenotypic,physiologicalandbiochemicalpropertiesofbacteriaisolatedfrom glacialsnowandsoilsamplesinlaohugou 菌株名称 2BY4 2BY5 2BW 2BW1 2BW3 2BW4 2BR0 tby1 tby2 tbw1 tbw2 tbw3 tbw4 革兰氏染色细胞形态 r r r c r c r r r c r c r 生长范围生长温度 ( ) Nd NaCl(%) Nd ph 和生化接触酶脂酶产氨试验脲酶明胶吲哚氧化酶苯丙氨酸脱氨酶苯丙氨酸脱羧酶精氨酸脱羧酶葡萄糖氧化发酵发酵型发酵型发酵型 ND 发酵型发酵型发酵型发酵型发酵型氧化型发酵型发酵型氧化型氮源氯化铵 ND 硫酸铵磷酸氢二铵硝酸钠硝酸钾 L 丙氨酸碳源蔗糖乙酸乙醇肌醇乳糖柠檬酸淀粉葡萄糖分子鉴定结果相似菌株及序列号犃狉犺狉狅犫犪犮狉犔犵狅狀犪犃犮狀狅犫犪犮狉犕犪犪狌犿犫犪犵狉狀狑狅犳犳犫狉狏犪犪犃犮狀狅犫犪犮狉犘狉狅犿犮狉狅犿狅狀狅狆狅狉犪犃狉犺狉狅犫犪犮狉犛狆犺狀犵狅犿狅狀犪犃犵狉狅犮狅犮犮狌犛狉狆狅犿狔犮犃狉犺狉狅犫犪犮狉犛狉狆狅犿狔犮犃犮狀狅犫犪犮狉狑狅犳犳犽狉狅狆狆狀犱犪犵犼犪狆狅狀犮犪犪犺犪狌狀犮犪狀犱犱狌狀狉狅犵狌犪犼犪犮狅犮狌犮犪狀犱犱狌狑狅犳犳 (NR_042078) (NR_028744) (NR_026209) (NR_044274) (NR_026209) (NR_042622) (NR_026198) (NR_041681) (NR_043587) (NR_043504) (NR_028744) (NR_043504) (NR_026209) 相似性 (%) 菌落数进行了测定, 具体操作过程参照伯杰细菌鉴定手册第八版 [30]. 2 结果与分析从冰川末端土样冰川末端和消融区雪样三个样品中共恢复出 1504 个细菌,30 个不同形态的菌株用于 RFLP 分析,26 个不同 ARDRA 型用于 16S rrna 序列分析及革兰氏染色和生理生化测定. 26 个菌株的革兰氏反应细胞形态菌株生长温度 NaCl 浓度生长范围结果如下 : 有 13 个菌株的细胞革兰氏染色反应为阳性,13 个为阴性, 各占一半.18 个为杆菌,8 个为球菌.9 个能在 5~45

5 ３期张淑红等祁连山老虎沟１２号冰川退缩对细菌优势种群影响的初步研究图１老虎沟冰川雪样和土样中可培养细菌１６ＳＲＮＡ基因序列的系统发育树Ｆｇｎｎｓｈｓｆｂｆ１６ｓｒｎａｇｎｓｎｓｓｄｇ１Ｐｈｙｑｕｆｍｇｓｎｗｎｄｓｓｍｓｎｌｈｕｇｕ７５５

6 冰７５６川条件下生长属于嗜温菌９个能在５３５条件下生长２个能在１５３５条件下生长２个能在５冻土３５卷狅狀犪属第三类的代表菌株１ＢＷ４不能确定其分类因为其与犔犵狅狀犪犵狉狀ＮＲ０２８７４４的序列相似性仅为９１可能为新菌Ｂｂ２５条件下生长１个能在１５２５条件下生长他们的最适生长温度都在１５以上属耐冷菌纲由２大类组成１ＢＹ１归属于犕犪犪属只有２株能在５１５条件下生长最适生长温度２ＢＷ１可能归属于犕犪犪属２ＢＹ２归属于犘狅为１５属于嗜冷菌３１盐浓度测定结果为多数菌株生长的盐浓度范围为２８Ｈ实验结果显示菌株生长的Ｈ为５１１表１犪狉狅犿狅狀犪属Ａｂ纲仅由一个代表菌ｈ株ＴＢＹ１组成归属于犛狆犺狀犵狅犿狅狀犪属第三大门Ｂｄｓ有２个代表菌１ＢＷ１和经系统发育分析其系统发育树图１所示２６个序列归属于ＡｎｂＦｍｕｓＰｂｄｓ四大类和Ｂ１ＢＷ２且均聚类在犘犱狅犫犪犮狉属第四大门Ｆｍｕｓ仅有１个代表菌１ＢＷ５聚集在犅犪犮狌属第一大门类的Ａｎｂ门由８个革兰氏阳性菌组成共由６个属组成第一大属为犃狉犺狉狅犫犪犮狉该属占有优势且由１３个代表菌株组成几乎从所有的低温环境均分离出这个属的细菌分３讨论３１类群的变化冰川末端雪样细菌类群由４种组成而冰川消布在２个雪样和１个土样中第二大属犛狉狆狅犿狔融区雪样和冰川末端土样细菌类群数均为２因此犮由２个代表菌株组成其他４个属的代表菌株均为一个从细菌类群组成来说冰川末端雪样最多冰川末第二大门为Ｐｂ由ＡｂｈＢｂＧｍｍｂ三个纲组成Ｇｍｍｂ最具优势其次为Ｂ端雪样Ｂｄｓ门相对丰度为７３为优势类群冰川消融区雪样Ｐｂ门相对丰度为９６为优势类群冰川末端土样Ａｎｂ门为优势类群相对丰度为９０三个样品细菌优势ｂＡｂ居后Ｇｍｍｈ类群均不同图２ｂ纲由２大类组成第一类聚集在犃犮狀狅属由四个代表菌株和１ＢＷ３２ＢＷ２ＢＷ３犫犪犮狉３２种属及其生理生化特征的变化如系统发育树图１所示在３个不同环境的样ＴＢＷ４组成第二类为代表菌株２ＢＹ５归属于犔犵品中有些是２个样品所共有的属有些是３个样品图２不同雪样和土样中细菌类群结构Ｆｍｍｕｎｕｕｎｄｆｆｎｓｎｗｎｄｓｓｍｓｇ２Ｂｙｓ

7 3 期张淑红等 : 祁连山老虎沟 12 号冰川退缩对细菌优势种群影响的初步研究 757 所共有的属. 在 Actinobacteria 门中, 犃狉犺狉狅犫犪犮狉在 3 个样品中均有分布.1FW 和 2BY4 与犃狉犺狉狅犫犪犮狉狌犫狉狉犪狀狌 (NR_026198) 和犃狉犺狉狅犫犪犮狉狌犿犫犪 (NR_042078) 的序列相似性相同, 分别为 97% 和 99%, 这两个菌株均来自韩国南部海岸深的地下水 [32].1FW 和 2BY4 的菌落数分别为 1 和 20,1FW 的细胞形态为球状, 而 2BY4 的细胞形态为杆状, 因此二者在细胞形态上有着本质的差异. 在产脂酶产 NH 3 葡萄糖氧化发酵 NH 4Cl NaNO 3 蔗糖淀粉葡萄糖和 L 丙氨酸的利用等方面 1FW 均不如 2BY4, 这可能也是 1FW 菌落数比 2BY4 少的原因. 1BD 与犃狉犺狉狅犫犪犮狉狀狉狅犵狌犪犼犪犮狅犮狌 (NR_027199) 和犃狉犺狉狅犫犪犮狉犪狌狉犮狀 (NR_026233) 的序列相似性均为 99%,TBW2 与犃狉犺狉狅犫犪犮狉狀狉狅犵狌犪犼犪犮狅犮狌 (NR_027199) 和犃狉犺狉狅犫犪犮狉犪狌狉犮狀 (NR_026233) 的序列相似性分别为 99% 和 98%.1BD 和 TBW2 的菌落数分别为 5 和 9, 二者的数量在两个不同采样位点的分布差异性不大, 但在生理生化方面的差异性大些, 如在产脲酶产明胶酶利用 NH 4Cl (NH 4 ) 2 SO 4 NaNO 3 KNO 3 蔗糖乙酸乳糖柠檬酸淀粉 L 丙氨酸等方面 1BD 均不如 TBW2, 唯有产氧化酶方面 1BD 能产氧化酶, 而 TBW2 则不能 ( 表 1).1BR 和 2BR0 与犃狉犺狉狅犫犪犮狉犪犵 (NR_026198) 的序列相似性均为 99%, 且在生理生化方面的特征也很接近 ( 表 1). 但数量上有差异,1BR 的菌落数为 130, 2BR0 的菌落数为 33( 表 1), 说明犃狉犺狉狅犫犪犮狉在该冰川雪样中属于比较优势的菌株, 且末端雪样的环境更适合该菌.TBW1 和 TBW3 的菌落数分别为 13 和 8, 二者与犛狉狆狅犿狔犮犮犪狀犱犱狌 (NR_043504) 的序列相似性均为 99%. 二者的生理生化差异性体现在脂酶产生葡萄糖氧化发酵和 C 源利用方面, 在 N 源利用的几个指标上均相同. 上述结果说明不同样品恢复出的菌株, 即使相似性很高, 在生理生化特征方面的差异性也比同一样品的大. 犕犮狉狅犮狅犮犮狌犘狉狅犿犮狉狅犿狅狀狅狆狅狉犪犆狌狉狅犫犪犮狉狌犿三个属仅分布于 [33] 冰川消融区雪样中, 犕犮狉狅犮狅犮犮狌分布于东绒布和 [34] 马兰冰川中, 而犘狉狅犿犮狉狅犿狅狀狅狆狅狉犪犆狌狉狅犫犪犮狉狌犿在其他青藏高原冰川中未见报道. 犃犵狉狅犮狅犮狌仅分布于冰川末端土样, 该属同时存在于东绒布冰川 [33]. 在 Firmicutes 门, 犅犪犮狌仅分布于冰川末端雪样. 其代表菌株 1BW5 菌落数为 5, 因此, 在冰川末端雪样中不占优势. 在 Proteobacteria 门的 Alphaproteobacteria 纲, 犛狆犺狀犵狅犿狅狀犪仅分布于冰川末端土样. 该属同时存 [33] [33] [35] [34] 在于东绒布果曲慕士塔格和马兰冰川中.TBY1 的菌落数为 3, 在土样中不占优势, 与犛狆犺狀犵狅犿狅狀犪犼犪狆狅狀犮犪 (NR_041681) 的序列相似性为 99%. 在 Betaproteobacteria 纲, 犕犪犪分布于冰川末端雪样, 也可能分布于冰川消融区雪样, 因为, 2BW1 经 Blast 比对后与犕犪犪犫狉狏犪犪 (NR_ ) 的相似性为 97%. 代表菌株 1BY1 的菌落数为 72, 说明在该环境中占优势. 代表菌株 2BW1 的菌落数为 2, 说明在该环境中不占优势.1BY1 和 2BW1 在革兰氏染色细胞形态脲酶产生等方面相同, 但在接触酶脂酶产生及部分 C 源 N 源利用上不同. 犘狅犪狉狅犿狅狀犪仅分布于冰川消融区雪样, 该属 [33] [33] 也存在于东绒布和果曲冰川, 代表菌株 2BY2 的菌落数为 3, 说明在该环境中不占优势. 在 Gammaproteobacteria 纲, 犃犮狀狅犫犪犮狉在 3 个样品中均有分布.1BW3 2BW 2BW3 TBW4 菌落数分别为 , 与犃犮狀狅犫犪犮狉狑狅犳犳 (NR_026209) 的序列相似性均为 99%, 说明犃犮狀狅犫犪犮狉最多是分布在冰川消融区的, 而在冰川末端土样和雪样中均比较少, 尤其是在土样中.4 个代表菌株均能产生接触酶吲哚 ( 色氨酸酶 ) 氧化酶苯丙氨酸脱氨酶苯丙氨酸脱羧酶精氨酸脱羧酶, 能利用柠檬酸和淀粉. 但在脂酶脲酶 NH 3 明胶酶的产生,NH 4Cl (NH 4 ) 2SO 4 NaNO 3 (NH 4 ) 2 HPO 4 KNO 3 这几个 N 源的利用和蔗糖乙酸乙醇肌醇乳糖柠檬酸淀粉葡萄糖 L 丙氨酸等 C 源的利用方面差异性比较大. 总的来说冰川末端土样和雪样的代表菌株 TBW4 和 1BW3 的生理生化特征更接近, 消融区雪样的 2 个代表菌株 2BW 和 2BW3 的生理生化特征更接近, 说明生存环境越接近, 菌株的生存特性也更接近, 从而说明环境对菌株具有很大的影响. 除了犃犮狀狅犫犪犮狉, 还有犔犵狅狀犪属, 该属在其他的青藏高原冰川中未见报道. 其代表菌株 2BY5 的菌落数为 1, 因此在冰川消融区雪样中不占优势. 在 Bacteroidetes 门, 犘犱狅犫犪犮狉仅分布于冰川末端雪样, 该属在青藏高原其他冰川未见报道. 其代表菌株 1BW1 和 1BW2 的菌落数分别为 373 和 553, 与犘犱狅犫犪犮狉犱狌狉犪狇狌犪 (NR_042601) 的序列相似性分别为 98% 和 99%, 说明犘犱狅犫犪犮在冰川消融区雪样中占有优势.1BW1 和 1BW2 在所测定的生理生化指标中大部分相同, 仅在脂酶脲酶和氧化酶的产生和葡萄糖氧化还原性方面有差异, 且在 (NH 4 ) 2

8 758 冰川冻土 35 卷 HPO 4 KNO 3 乙醇柠檬酸葡萄糖利用上 1BW1 不能, 而 1BW2 却能. 这可能也是 1BW2 的菌落数比 1BW1 多的原因. 同时对 1BW1 和 1BW2 的稳定生长范围测定结果为 5~35 和 5~25, 说明 1BW2 为耐冷菌, 对这样的资源进行及时保存很有必要. 4 结论综合以上分析, 此次从 3 个样品中恢复出的菌株中, 有些是青藏高原其他冰川所共有的, 如犃狉犺狉狅犫犪犮狉犛狉狆狅犿狔犮犕犮狉狅犮狅犮犮狌犃犵狉狅犮狅犮犮狌犅犪犮狌犛狆犺狀犵狅犿狅狀犪犘狅犪狉狅犿狅狀犪犃犮狀狅犫犪犮狉, 而有些则是其他冰川所未见报道的, 如犔犵狅狀犪犘犱狅犫犪犮狉犕犪犪犘狉狅犿犮狉狅犿狅狀狅狆狅狉犪犆狌狉狅犫犪犮狉狌犿.3 个不同采样位点有着各自的菌群, 也有共同的菌群, 但即使是共同的菌群, 在不同采样位点的菌落数量和生理生化特征也有比较大的差异. 而且, 不同采样位点下的共同菌群的生理生化特征差异性更大. 因此, 冰川退缩可能会使雪样中的微生物不能适应土样而逐渐发生生理生化特性的改变, 甚至灭绝 [20-21]. 然而, 本研究选用 3 个位点的样品, 研究结果仅仅基于分离培养的方法, 有关结果还需要用更多的样品和更多的研究方法做以验证. 参考文献 ( 犚犳狉狀犮 ): [1] IPCC.ClimateChange2007:ThePhysicalScienceBasis.Contribu tionofworkinggroupitothefourthassessmentreportofthe IntergovernmentalPanelon Climate Change [M].Cambridge, UK:CambridgeUniversityPress,2007. [2] CárdenasML,GoslingW D,SherlockSC, 犪.Theresponseof vegetationontheandeanflankinwesternamazoniatopleistocene climatechange[j].science,2011,331(6020): [3] ThuilerW,LavergneS,RoquetC, 犪.Consequencesofclimate changeonthetreeoflifein Europe[J].Nature,2011,470 (7335): [4] ThomasJA,Telfer M G,RoyDB, 犪.Comparativelossesof Britishbuterflies,birdsandplantsandtheglobalextinctioncrisis [J].Science,2004,303(5665): [5] ColwelRK,BrehmG,CardelúsCL, 犪.Globalwarming,el evationalrangeshiftsandlowlandbioticatritioninthewettropics [J].Science,2008,322(5899): [6] WaltherGR,BeissnerS,BurgaCA.Trendsintheupwardshift ofalpineplants[j].journalofvegetationscience,2005,16(5): [7] WilsonRJ,GutiérrezD,GutiérezJ, 犪.Changestotheeleva tionallimitsandextentofspeciesrangesassociated withclimate change[j].ecologyleters,2005,8(11): [8] ParmesanC,YoheG.Aglobalycoherentfingerprintofclimate changeimpactsacrossnaturalsystems[j].nature,2003,421: [9] RootTL,PriceJT,HalKR, 犪.Fingerprintsofglobalwar mingonwildanimalsandplants[j].nature,2003,421: [10]KappeleM,vanVuurenM MI,BaasP.Efectsofclimatechange onbiodiversity:areviewandidentificationofkeyresearchissues [J].BiodiversityandConservation,1999,8(10): [11]ThuilerW.Biodiversity:Climatechangeandtheecologist[J].Na ture,2007,448: [12]YaoTandong,YaoZhijun.Impactsofglacialretreatonrunofon TibetanPlateau[J].ChineseJournalofNature,2010,32(1):4-8.[ 姚檀栋, 姚治君. 青藏高原冰川退缩对河水径流的影响 [J]. 自然杂志,2010,32(1):4-8.] [13]YoshitakeS,UchidaM,NakatsuboT, 犪.Characterizationof soilmicrofloraonasuccessionalglacierforelandinthehigharctic on ElesmereIsland,Nunavut,Canadausingphospholipidfaty acidanalysis[j].polarbioscience,2006,19: [14]PhilippotL,TscherkoD,BruD, 犪.Distributionofhighbacte rialtaxaacrossthechronosequenceoftwoalpineglacierforelands [J].MicrobialEcology,2011,61(2): [15]SchüteU M E,AbdoZ,FosterJ, 犪.Bacterialdiversityina glacierforelandofthehigharctic[j].molecularecology,2010, 19(S1): [16]SchmidtSK,ReedSC,NemergutDR, 犪.Theearlieststages ofecosystemsuccessioninhigh elevation (5000 metresabovesea level),recentlydeglaciatedsoils[j].proceedingsoftheroyalsoci etyb:biologicalsciences,2008,275(1653): [17]YueJun,Liu Guangxiu,Zhang Gaosen, 犪.Changesinsoil propertiesandculturablebacteriadiversityinzhadangglacierfore land[j].journalofglaciologyandgeocryology,2010,32(6): [ 岳君, 刘光, 章高森, 等. 念青唐古拉山扎当冰川退缩前沿土壤性质与可培养细菌多样性变化 [J]. 冰川冻土, 2010,32(6): ] [18]ZhangGaosen,Zhang Wei,LiuGuangxiu, 犪.Distributionof aerobicheterotrophicbacteria managedbyenvironmentfactorsin glacierforeland[j].journalofglaciologyandgeocryology,2012, 34(4): [ 章高森, 张威, 刘光, 等. 环境因素主导着冰川前沿裸露地好氧异养细菌群落的分布 [J]. 冰川冻土, 2012,34(4): ] [19]WuXiukun,MaoWenliang,TaiXisheng, 犪.Progressinstud iesofmicrobialecologyinglacierforeland[j].journalofglaciology andgeocryology,2013,35(1): [ 伍修锟, 毛文梁, 台喜生, 等. 冰川前沿裸露地微生物生态学研究进展 [J]. 冰川冻土,2013,35(1): ] [20]NemergutD R,AndersonSP,ClevelandC C, 犪.Microbial communitysuccessioninanunvegetated,recentlydeglaciatedsoil [J].MicrobialEcology,2007,53(1): [21]Thomas HalS R,Turcheti B,BuzziniP, 犪.Cold adapted yeastsfrom AntarcticaandtheItalian Alps descriptionofthree novelspecies: 犕狉犪犽犪狉狅犫狉 sp.nov., 犕狉犪犽犪犫狅狅狆 sp.nov. and 犕狉犪犽犪狀犮犮狅犿犫 sp.nov.[j].extremophiles,2010,14 (1): [22]QinDahe,YaoTandong,DingYongjian, 犪.English Chinese

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10 760 冰川冻土 35 卷犘狉犿狀犪狉狔犚犪狉犮犺狅狀犺犇狅犿狀犪狀犅犪犮狉犪犘狅狆狌犪狅狀犃犳犮犱犫狔犚狉犪狅犳犺犔犪狅犺狌犵狅狌犌犪犮狉犖狅.12 狀犺犙犪狀犕狅狌狀犪狀 ZHANGShu hong 1, HOUShu gui 2,3, QINXiang 3, DU Wen tao 3, SUN Wei jun 4, YANPei ying 3 (1. 犆狅犵狅犳犔犳犛犮狀犮, 犛犺犪狀犵狇狌犖狅狉犿犪犝狀狏狉狔, 犛犺犪狀犵狇狌犎狀犪狀 , 犆犺狀犪 ;2. 犛犮犺狅狅狅犳犌狅犵狉犪狆犺犮犪狀犱犗犮犪狀狅犵狉犪狆犺犮犛犮狀犮, 犖犪狀犼狀犵犝狀狏狉狔, 犖犪狀犼狀犵犑犪狀犵狌 , 犆犺狀犪 ;3. 犛犪犓狔犔犪犫狅狉犪狅狉狔狅犳犆狉狔狅狆犺狉犮犛犮狀犮, 犆狅犱犪狀犱犃狉犱犚犵狅狀犈狀狏狉狅狀犿狀犪犪狀犱犈狀犵狀狉狀犵犚犪狉犮犺犐狀狌, 犆犺狀犃犮犪犱犿狔狅犳犛犮狀犮, 犔犪狀狕犺狅狌犌犪狀狌 , 犆犺狀犪 ;4. 犆狅犵狅犳犘狅狆狌犪狅狀, 犚狅狌狉犮犪狀犱犈狀狏狉狅狀犿狀, 犛犺犪狀犱狅狀犵犖狅狉犿犪犝狀狏狉狔, 犑 ' 狀犪狀犛犺犪狀犱狅狀犵 , 犆犺狀犪 ) 犃犫狉犪犮 :Globalglaciersareablatingwiththemaximal rateonrecordin moreand moreareasaloverthe world.thisphenomenondeterminesthepotentialloss ofglacialmicrobialresourceswithoutbeingdiscovered. Takensnowsamplesfromtheglacialablationzoneand terminus,soilsamplesfrom glacialterminusasre search objects,the variation of dominant bacterial communityin glacialsnow withadaptationto non snowenvironmentinresponsetotheretreatoflaoh ugouglacierno.12intheqilian Mountainswasin vestigated,usingcultureand molecular methods,as welasphysiologicalandbiochemicalindexes.there sultdemonstratesthatthedominantpopulationof 犘犱狅犫犪犮狉,representedby1BW1and1BW2,insnow samplefromtheglacialterminusisunabletoisolate fromsnowsamplefromtheglacialablationzoneand soilsamplefromtheglacialterminus.moreover,dom inant population of 犃犮狀狅犫犪犮狉,represented by 2BW,inthesnow samplefrom theglacialablation zoneismorethanthatinthesnowsamplefromglacial terminusandislessinthesoilsamplefromtheglacial terminus.strainswithhigh16srrnasequencesimi larityindiferentsamplingsitesaremorediferentin physiologicalandbiochemicalcharacteristics.there fore,thedominantpopulationsinglacialsnow may probablybecomeextinctionowingtounabletoadapt thenewenvironmentafterglacialretreat.theresearch isabasisfortheutilizationandprotectionofbacterial resourcesinglaciers. 犓狔狑狅狉犱 :LaohugouGlacierNo.12;retreat;dominantbacterialpopulation

BuletinofSoiland WaterConservation Vol.38,No.3 Jun.,2018 & X R( + 1, 1, < 1,=> 3 (1. E^ IFTU ^,NO ; 2.NO\ ^,NO ;3.NO B`a -

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