西藏东北部热泉水中硫氧化菌的多样性及分布特征

作     者：寇祝 卿纯 袁昌果 李平 KOU Zhu;QING Chun;YUAN Changguo;LI Ping

作者机构：中国地质大学(武汉)/生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074 长江流域环境水科学湖北省重点实验室湖北武汉430074 

出 版 物：《生态环境学报》 (Ecology and Environmental Sciences)

年 卷 期：2023年第32卷第5期

页      面：989-1000页

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41772260) 

主　　题：西藏 热泉 硫氧化菌 soxB基因 dsr A基因 群落结构 环境因子 

摘      要：热泉中存在大量的硫氧化菌,而西藏东北部丰富的热泉资源中硫氧化菌的相关研究较少。为探究西藏东北部热泉水中不同类型硫氧化菌(Sulfur-Oxidizing Bacteria,SOB)的多样性、群落结构及其分布特征,采集西藏东北部5个地热区总共13个热泉的地球化学及微生物样品,构建硫氧化基因dsrA和soxB的功能基因克隆文库、q PCR定量分析dsr A和soxB基因丰度,结合水化参数对比分析热泉水中dsrA型SOB和soxB型SOB的群落结构及其分布特征的差异。结果表明,西藏东北部热泉水中的硫氧化菌主要为β变形菌纲(Betaproteobacteria)、α变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)和嗜氢菌纲(Hydrogenophilalia),其中dsr A型SOB和soxB型SOB的优势类群在纲水平上均为Betaproteobacteria,但目水平上则存在差异,即soxB型SOB优势菌目为亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)(30.0%-91.7%);dsr A型SOB优势菌目为红环菌目(Rhodocyclales)(33.3%-96.0%)。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,SO_4^(2-)、S^(2-)、HCO_(3)~-、pH、温度等是影响硫氧化菌群落分布的关键环境因子。soxB基因相对丰度主要与SO_4^(2-)浓度、氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential,ORP)以及S^(2-)浓度相关,dsr A基因相对丰度受总砷(As~T)浓度和HCO_(3)~-浓度影响较大。这些结果表明,soxB基因型SOB主要分布于偏氧化环境,而dsr A基因型SOB主要分布于砷浓度、碱度相对偏高的热泉。该研究进一步完善了关于西藏热泉水环境中SOB多样性和分布规律的认识,促进了对热泉硫的生物地球化学循环的理解。