不同土地利用方式下红壤古菌数量和多样性的研究

古菌在自然环境中分布广泛，数量巨大，在生态系统物质循环，尤其是在碳、氮的转化中起着重要的作用。认识古菌在生态系统中的数量、组成和应对不同环境因素的动态变化特征，可为更好地研究整个生态系统微生物功能提供重要信息。土壤古菌主要为广古菌和泉古菌，由于分离和培养古菌比较困难，利用分子生物技术对古菌在生态系统中的功能及其与环境因子的相互作用过程的了解显得尤其重要。本项目以长期实验站亚热带红壤为对象，系统研究不同土地利用方式和不同剖面层次间土壤古菌，包括泉古菌（如氨氧化古菌）和广古菌（如产甲烷古菌）的数量变化和群落组成，基于土壤生物化学、16S rRNA基因和功能基因（如amoA 、mcrA）等多种手段，重点探明土壤古菌的数量分布及其在整个原核生物中所占的比重，揭示土壤古菌的群落组成特征及与土壤环境因子的关系，为评介古菌在土壤生态系统过程中的作用提供理论依据。

古菌在自然环境中分布广泛，数量巨大，在生态系统物质循环，尤其是在碳、氮的转化中起着重要的作用。认识古菌在生态系统中的数量、组成和应对不同环境因素的动态变化特征，可为更好地研究整个生态系统微生物功能提供重要信息。本项目从不同年度和不同深度对不同利用方式下土壤古菌、氨氧化古菌和细菌数量和群落结构进行了系统研究，同时又对我国不同类型农田土壤中古菌丰度及其影响因子进行了调查，取得了以下主要进展：（1）发现不同利用方式对土壤古菌、氨氧化古菌、细菌和氨氧化细菌等微生物丰度产生了显著的影响，而且随土壤层次深度加深红壤古菌和泉古菌与细菌的比值增大；（2）发现不同利用方式对酸性红壤古菌和氨氧化古菌的数量和群落结构产生明显影响，其中退化区与其它土地利用方式的差异显著；通过分析土壤环境因子与微生物数量和群落结构的关系，发现硝态氮含量与氨氧化古菌的数量显著相关，揭示了环境因子对土壤古菌群落结构的影响；（3）初步探明了不同土壤古菌和细菌16S rRNA基因丰度的分布特征，生境差异和空间位置的变化共同影响了土壤古菌群落组成和多样性。从以上结果可以看出，不同土地利用方式对古菌和氨氧化古菌的组成产生了明显的影响，揭示了不同土地利用方式对土壤性质的显著作用，在很大程度上反映了人类活动对于土壤质量及其生态功能的重要影响。受项目资助，发表SCI论文2篇，中文核心2篇，个人获奖2项，培养研究生2名。