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： 昆明空气微生物群落多样性及潜在功能
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY40.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 昆明空气微生物群落多样性及潜在功能/.陈燕著/.李成云指导 |
| 出版发行项： | 2022.6.7 |
| 载体形态项： | 172页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 植物保护学院,学号2015110018 |
| 提要文摘： | 微生物在全球生态系统中具有重要作用，不仅影响降水和碳、氮循环，而且与人类、动植物 的健康息息相关，但目前我们对空气微生物群落的全貌和潜在功能的认识十分有限。本研究基于 Illumina HiSeq2500 平台对 2015 年 3 月~2017 年 6 月共 28 个月的空气微生物样品分别进行 ITS1 和 16S V4 区的 rDNA 扩增子测序，系统地分析了空气中真菌和细菌群落多样性与群落结构，分 析其季节性特点、潜在功能及本地环境因子对群落分布的影响。采用“比较 rRNA/rDNA”方法 分析空气微生物总群落和潜在代谢活性群落组成和结构的差异。通过分析空气微生物群落与不同 生境（叶表、灰尘以及土壤）的微生物群落结构的差异，结合 FEAST 对空气微生物潜在来源进 行分析。主要研究结果如下： （1）经过长达两年半样品采集和分析，结果表明空气微生物群落的物种组成十分丰富，以 97%的一致性聚类共获得 6,412 个真菌 OTUs 和 6,626 个细菌 OTUs。真菌 OTUs 注释到 5 门 33 纲 119 目 329 科 910 属 1769 种，其中子囊菌门（相对丰度 87.6%）和担子菌门（11.2%）占优势。 从功能上看，植物相关真菌（即潜在植物病原真菌、植物内生真菌、外生菌根真菌）的种类和丰 度占比最高，分别为40.5%和53.74；其次是大型真菌（包括蘑菇和木腐菌），物种数占比高达23.6%， 相对丰度比例为 8.95%；然后是腐生真菌，物种属占比是 16.87%和 11.41%；此外空气真菌群落 中还包括人类病原真菌、动物病原菌真、动物内生菌、地衣真菌、重寄生菌；暗示云南丰富的生 物多样性不仅体现在动物、植物上，也体现在微生物，包括空气微生物。 细菌 OTUs 注释到 43 门 116 目 863 属，其中的优势菌门为厚壁菌门（52.29%）、变形菌门 （29.05%）、蓝细菌门（9.31%）、放线菌门（4.54%）以及拟杆菌门（2.31%）。其中 35.01%的 物种来源于土壤、空气、水体等自然环境；22.01%的物种为人类相关细菌（包括人类肠道菌、病 原菌、口腔菌及其它），其次是动物相关细菌（20.97%）；表明空气细菌群落组成和来源与人类生 活和生产关系密不可分，人类在生产生活中会向大气排放大量细菌。此外，发现 80 种极端环境 （深海、高温、低温、极碱、极酸、高盐等）来源的物种，为微生物可以在空气中进行远距离传 播提供了证据。 （2）明确了本地气象因子变化对空气真菌群落多样性无显著影响，本地空气质量中二氧化 硫含量的含量与真菌物种多样性显著负相关。平均风速、月平均温度变幅及月平均湿度变幅与细 菌群落的 α 多样性指数显著正相关。与真菌相比，空气细菌群落多样性更易受到气象因子和空气 质量因子变化的影响。对空气微生物群落结构影响最大的环境因子为气温变幅、空气湿度变幅以 及平均风速。但它们对真菌和细菌群落结构的影响存在差异：对真菌群落结构的影响为相对湿度 变幅>气温变幅>平均风速，对细菌群落结构的影响为相对湿度变幅>平均风速>气温变幅。 （3）空气中有大约 36.44%的细菌和 42.82%真菌 OTUs 具有潜在代谢活性。植物病原真菌为 空气中的优势类群，且 50%以上在种水平具有潜在活性。无论是寄主广泛并且在空气中常见种类 （链格孢（Alternaria alternata），离生青霉（Penicillium solitum），曲霉（Aspergillus spp.），匍枝 根霉（Rhizopus stolonifer），米根霉（R. oryzae）以及禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）），还 V 是寄主专化性较强的 Arthrinium phaeospermum（暗孢节菱孢）、Pestalotiopsis maculans（斑污拟盘 多毛孢）、Geosmithia putterillii，Fusicladium sicilianum（黑星孢属）、Exobasidium gracile（细丽 外担菌，导致油茶饼病）以及 Microbotryum violaceum，亦或是典型的活体寄生菌（如白粉病菌） 均具有潜在代谢活性，因此推测在空气中停留和传播是许多真菌以及植物病原真菌的基本特征。 我国暂无文献报道或分布的物种 Diatrype prominens，Septofusidium herbarum，Pseudomicrostroma glucosiphilum，Quambalaria cyanescens，Uromycladium tepperianum 同样具有潜在代谢活性，暗示 它们可能通借助空气和风进行远距离传播，条件适宜，可能引起病害，需要引起重视。基于潜在 活性、相对丰度和寄主范围对植物病原真菌相关病害及致病风险评估，发现 12 种真菌的致病风 险较高，尤其是目前在我国没有报道的 Q. cyanescens（引起桉树梢枯病）和 U. tepperianum（引 起柳荆 Acacia saligna 瘿锈病），需要引起极高重视。 此外，一些稀有类群具有较高潜在活性，可能在生物圈中发挥重要作用，需要加强对稀有类 群的研究。空气中存在部分具有活性的人类以及动物病原真菌和细菌，对人类和动物的健康具有 潜在风险，需要提高防范意识。 （4）空气中的微生物与不同生境（叶表、灰尘以及土壤）中的微生物群落既有共同类群， 也存在特有类群，其中 22.3%的真菌 OTUs 以及 24.6%的细菌 OTUs 为以上生境共有，而空气中 特有的真菌和细菌 OTUs 分别为 18.3%和 12.5%；而从丰度上看，共有的真菌和细菌类群在空气 中占绝对优势，相对丰度分别为 86.47%和 89.25%；空气特有细菌和真菌则为稀有类群，相对丰 度仅为 0.73%和 0.33%。基于各样本相对丰度 Top10 的物种组成的 UPGMA 聚类树表明空气微生 物群落的组成均与灰尘中的群落最接近，其次是叶表样本，而与土壤样本的微生物群落组成和结 构差异较大。 对比已发表的全球不同时间、不同地点的空气微生物样品的研究结果，有超过 50%的类群是 共有的，表明许多微生物可以借助大气环流在全球范围内进行传播扩散。基于 GBIF 平台进行不 同真菌种类的全球性记录信息检索结果也表明微生物的分布具有全球性，丰度越高的物种越容易 被在全球范围内捕捉并研究报道。 |
| 并列题名： | Microbial community and potential function in the atmosphereat Kunming eng |
| 题名主题： | 大气 微生物 群落 宏基因组学 功能类群 代谢活性 学位论文 |
| 中图分类： | Q938-533 |
| 个人名称等同： | 陈燕 著 |
| 个人名称次要： | 李成云 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20230522 |