Биоразнообразие бактериальных ансамблей в бурозёме элювиированном под сосной корейской

  • Наталья Борисовна Наумова ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева 8/2, Россия https://orcid.org/0000-0003-2354-5065
  • Татьяна Юрьевна Аликина ЦКП «Геномика» ФГБУН Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, 630090, г. Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева 8, Россия
  • Галина Васильевна Кузнецова ФГБУН Институт леса им. В.Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН, Академгородок, 50, стр. 28, Красноярск, 660036, Россия
Ключевые слова: Haplic Cambisol, метагеномные исследования, ризосфера, Pinus koraeansis, 16S рДНК, бурозём элювиированный, сосна корейская

Аннотация

Цель исследования: Целью работы было изучение генетического разнообразия и структуры бактериальных ансамблей бурозема элювиированного и выявление их взаимосвязи с почвенно-химическими и почвенно-микробиологическими свойствами.

Место и время проведения. Образцы валовой и ризосферной части бурозёма элювиированного отобрали осенью 2014 года из слоя 0-20 см (сразу под подстилкой) с делянок длительного полевого опыта с сосной корейской в Хабаровском крае.

Методология. Отбирали образцы валовой почвы, а также почвы ризосферы корней сосны путем осторожного встряхивания корней и сбора оставшейся на них почвы. В отобранных образцах почвы определяли химические (pH, содержание органического вещества, обменных форм питательных элементов) и микробиологические (содержание биомассы почвенных микроорганизмов, базальное и субстрат-индуцированное дыхание почвы) свойства, а также экстрагировали метагеномную ДНК. Эту ДНК использовали в качестве матрицы для амплификации гипервариабельных районов (V3-V4) генов 16S рРНК с помощью универсальных бактериальных праймеров; ампликоны секвенировали с помощью Illumina MiSeq. Полученные последовательности идентифицировали до индивидуальных операционных таксономических единиц (ОТЕ) на уровне сходства 97%. Далее матрицы данных с обилием ОТЕ анализировали с помощью методов анализа главных компонент, многомерного шкалирования и дисперсионного анализа. Также рассчитывали индексы α- и β- разнообразия.

Основные результаты. В бактериальных ансамблях бурозёма элювиированного под сосной корейской в естественных для нее условиях было выявлено 400 ОТЕ, из которых 42 являлись доминантными, т.е. имели вклад ≥1% в общее число последовательностей. Основными типами являлись Acidobacteria (34% общего числа последовательностей), Proteobacteria (25%) и Actinobacteria (9%). При этом видовое богатство бактериальных ансамблей было определено первым доминирующим типом, а выравненность – вторым доминирующим типом. Основными классами оказались Alphaproteobacteria (21%), группа 1 Acidobacteria (13%) и Ktedonobacteria (12%). Среди первых 5 доминантных ОТЕ две ОТЕ встречались во всех образцах, и это были ОТЕ, относящиеся к Rhizobiales, т.е. азотфиксирующим бактериям. Индексы α-разнообразия не отличались между образцами, а индекс β-разнообразия были больше для образцов с разных делянок, чем для образцов валовой и ризосферной почвы.

 Заключение. Впервые выявлен состав бактериальных ансамблей бурозёма элювиированного под сосной корейской в искусственном моновидовом фитоценозе, но в естественных для этого вида условиях окружающей среды. Доминирование азотфиксирующих организмов в почве под сосной корейской свидетельствует об особой важности азотфиксации для роста и развития этого высокопродуктивного вида. Впервые выявленная положительная связь видового разнообразия ансамблей почвенных бактерий с содержанием микробиального углерода в органическом веществе почвы важна для расширения диапазона значимости этого показателя как стандартного индикатора качества почвы.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.
Опубликован
2018-12-04
Как цитировать
Наумова, Н., Аликина, Т., & Кузнецова, Г. (2018). Биоразнообразие бактериальных ансамблей в бурозёме элювиированном под сосной корейской. Почвы и окружающая среда, 1(3), 151-169. https://doi.org/10.31251/pos.v1i3.31
Раздел
Биология и биохимия почв