全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 10 期摇 摇 2011 年 5 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
大熊猫取食竹笋期间的昼夜活动节律和强度 张晋东,Vanessa HULL,黄金燕,等 (2655)………………………
高枝假木贼的胎生萌发特性及其生态适应 韩建欣,魏摇 岩,严摇 成,等 (2662)…………………………………
准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系 赵从举,康慕谊,雷加强 (2669)………………………
喀斯特山地典型植被恢复过程中表土孢粉与植被的关系 郝秀东,欧阳绪红,谢世友,等 (2678)………………
青藏高原高寒草甸土壤 CO2排放对模拟氮沉降的早期响应 朱天鸿,程淑兰,方华军,等 (2687)………………
毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤水分和植被空间格局 邱开阳,谢应忠,许冬梅,等 (2697)………………
雪灾后粤北山地常绿阔叶林优势树种幼苗更新动态 区余端,苏志尧,解丹丹,等 (2708)………………………
四川盆地四种柏木林分类型的水文效应 龚固堂,陈俊华,黎燕琼,等 (2716)……………………………………
平茬对半干旱黄土丘陵区柠条林地土壤水分的影响 李耀林,郭忠升 (2727)……………………………………
连栽杉木林林下植被生物量动态格局 杨摇 超,田大伦,胡曰利,等 (2737)………………………………………
近 48a华北区太阳辐射量时空格局的变化特征 杨建莹,刘摇 勤,严昌荣,等 (2748)……………………………
中型景观尺度下杨树人工林林分特征对树干病害发生的影响———以河南省清丰县为例
王摇 静,崔令军,梁摇 军,等 (2757)
………………………
……………………………………………………………………………
耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响 田欣欣,薄存瑶,李摇 丽,等 (2768)………………………
官山保护区白颈长尾雉栖息地适宜性评价 陈俊豪,黄晓凤,鲁长虎,等 (2776)…………………………………
花椒园节肢动物群落特征与气象因子的关系 高摇 鑫,张晓明,杨摇 洁,等 (2788)………………………………
沙漠前沿不同植被恢复模式的生态服务功能差异 周志强,黎摇 明,侯建国,等 (2797)…………………………
大豆出苗期和苗期对盐胁迫的响应及耐盐指标评价 张海波,崔继哲,曹甜甜,等 (2805)………………………
不同耐盐植物根际土壤盐分的动态变化 董利苹,曹摇 靖,李先婷,等 (2813)……………………………………
短期 NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗 K+吸收和 Na+、K+积累的影响 王晓冬,王摇 成,马智宏,等 (2822)……
套袋微域环境对富士苹果果皮结构的影响 郝燕燕,赵旗峰,刘群龙,等 (2831)…………………………………
畜禽粪便施用对稻麦轮作土壤质量的影响 李江涛, 钟晓兰,赵其国 (2837)……………………………………
土霉素胁迫下拟南芥基因组 DNA甲基化的 MSAP分析 杜亚琼,王子成,李摇 霞 (2846)………………………
甲藻孢囊在长山群岛海域表层沉积物中的分布 邵魁双,巩摇 宁,杨摇 青,等 (2854)……………………………
湖南省城市群生态网络构建与优化 尹海伟, 孔繁花,祈摇 毅,等 (2863)………………………………………
基于多智能体与元胞自动机的上海城市扩展动态模拟 全摇 泉, 田光进,沙默泉 (2875)………………………
城市道路绿化带“微峡谷效应冶及其对非机动车道污染物浓度的影响 李摇 萍,王摇 松,王亚英,等 (2888)…
专论与综述
北冰洋微型浮游生物分布及其多样性 郭超颖,王桂忠,张摇 芳,等 (2897)………………………………………
种子微生物生态学研究进展 邹媛媛,刘摇 洋,王建华,等 (2906)………………………………………………
条件价值评估的有效性与可靠性改善———理论、方法与应用 蔡志坚,杜丽永,蒋摇 瞻 (2915)…………………
问题讨论
中国生态学期刊现状分析 刘天星,孔红梅,段摇 靖 (2924)………………………………………………………
研究简报
四季竹耐盐能力的季节性差异 顾大形,郭子武,李迎春,等 (2932)………………………………………………
新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化 杨红梅,欧提库尔·玛合木提,曾摇 军,等 (2940)………………
两种猎物对南方小花蝽种群增长的影响及其对二斑叶螨的控害潜能 黄增玉,黄林茂,黄寿山 (2947)………
学术信息与动态
全球变化下的国际水文学研究进展:特点与启示 ———2011 年欧洲地球科学联合会会员大会述评
卫摇 伟,陈利顶 (2953)
……………
…………………………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*302*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*34*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄05
封面图说: 藏酋猴(Macaca thibetana)属猴科(Cercopithecidae )猕猴属(Macaca)又名四川短尾猴、大青猴,为我国特有灵长类之
一,被列为国家二级保护野生动物;近年来,由于人类活动加剧,栖息环境恶化,导致藏酋猴种群数量和分布日趋缩
小;本照片摄于四川卧龙国家级自然保护区(拍摄时间:2010 年 3 月)。
彩图提供: 中国科学院生态环境研究中心张晋东博士摇 E鄄mail:zhangjd224@ 163. com
生 态 学 报 2011,31(10):2940—2946
Acta Ecologica Sinica
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家“973 项目冶前期研究专项(2008CB417214);新疆自治区自然科学基金项目(2009211B29);新疆特殊环境微生物实验室开放课题
(XJYS0203鄄2009鄄02)
收稿日期:2010鄄03鄄24; 摇 摇 修订日期:2010鄄07鄄12
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: loukai02@ mail. tsinghua. edu. cn
新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化
杨红梅,欧提库尔·玛合木提,曾摇 军,娄摇 恺*
(新疆农业科学院微生物应用研究所,新疆乌鲁木齐摇 830091)
摘要:为了解新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化,采用微生物纯培养方法结合 16S rRNA 基因序列系统发育分析法对
地震前后泉水样品进行研究。 结果表明,地震前和地震后可培养菌落的数目、菌群结构和优势菌都存在差异。 地震前,25 株菌
分属于 11 个科 12 个属 17 个种,多数菌落归属于变形菌门 酌亚群(Gammaproteobacteria)(82. 63% ),其中优势菌株为窄食单胞
菌属某种。 RB25(Stenotrophomonas sp. RB25)(56. 86% )和不动杆菌属某种. RB11(Acinetobacter sp. RB11)(24. 31% );地震后,
27株菌分属于 14 个科 17 个属 21 个种,总细菌数量减少,但生物多样性提高,变形菌门 琢亚群(Alphaproteobacteria)(49. 64% )
上升为优势类群,优势菌株为根瘤菌属某种. RA42(Rhizobium sp. RA42)(28. 21% )。 该研究为泉水微生物的映震研究积累了
资料。
关键词:乌恰泉华;地震;泉水细菌群落
Variation of a spring bacterial community from Wuqia Sinter in Xinjiang during
the pre鄄 and post鄄earthquake period
YANG Hongmei,OTKUR ·Mahmut,ZENG Jun,LOU Kai*
Institute of Microbiology,XinJiang Academy of Agriculture Science,Urumqi 830091, China
Abstract: Spring water, which is one of the most active parts of the earth忆s crust media, can actually and sensitively reflect
the stress in the crust. Wuqia Sinter (40毅25忆07义 40毅25忆39义 N, 75毅09忆37义 75毅09忆58义 E) lies in the linkage of the
Tianshan Mountains and Kunlun Mountains in Wuqia County of Xinjiang, which is an earthquake鄄prone area. Wuqia Sinter
is a very infrequent karst landform that is closely related to spring water. The sampling site (40毅25忆30义 N, 75毅09忆58义 E) is
the largest spring of Wuqia Sinter, approximately 146 km from the epicenter. In this study, we examined the spring
bacterial community composition from Wuqia Sinter during the pre鄄 and post鄄earthquake stages by using traditional
microbiological culturability methods followed by 16S rRNA phylogenetic classification. Our objective was to preliminarily
investigate the variation of a spring bacterial community from Wuqia Sinter under earthquake action. The results revealed
that the culturable community number, community composition and the dominant microbes differed during these two stages.
On R2A media, the culturable bacteria numbers corresponded for the pre鄄 and post鄄earthquake stages were 13. 15 伊102
CFU / mL and 2. 00伊102 CFU / mL, respectively. And on NA media, the culturable bacteria numbers corresponded for the
pre鄄 and post鄄earthquake stages were 7. 88伊102 CFU / mL and 0. 87伊102 CFU / mL, respectively. The culturable bacteria
counts decreased significantly (P < 0. 01) after the earthquake. R2A agar, a low鄄nutrient medium, is more suitable to
culture the microbial in an oligotrophic water environment. Overall, 52 CFU (25 from the pre鄄earthquake spring water and
27 from the post鄄earthquake spring water) were selected from the terminal positive dilution steps for analysis. Phylogenetic
analysis of the bacterial 16S rRNA gene sequences showed that all isolates fell into one of the following six bacterial
lineages: Actinobacteria, Alphaproteobacteria, Bacteroidetes, Deinococcus鄄Thermus, Firmicutes and Gammaproteobacteria.
The following genera were detected in both the pre鄄 and post鄄earthquake samples: Acinetobacter, Bacillus, Bosea,
http: / / www. ecologica. cn
Brevundimonas, Deinococcus, Micrococcus, Rhizobium and Roseomonas. Additionally, the genera Lysobacter, Nocardiopsis,
Stenotrophomonas and Streptomyces were no longer present after the earthquake, while Aeromonas, Arthrobacter,
Flavobacterium, Kocuria, Mycetocola, Pedobacter, Planomicrobium, Rothia and Staphylococcus only appeared during the
post鄄earthquake stage. Some strains had higher adaptability, which could exist in both the pre鄄 and post鄄earthquake stages,
including Rhizobium sp. RA42, Brevundimonas sp. RB44, Brevundimonas sp. RA61, Bosea sp. RA62, Roseomonas sp.
RB63, Acinetobacter sp. NB115, Micrococcus sp. NB52, Deinococcus sp. RA45 and Bacillus sp. RA23. In the pre鄄
earthquake stage, 25 pre鄄earthquake colonies grouped into 17 phylotypes, and the majority of isolates were affiliated with
the Gammaproteobacteria ( 82. 63% ), including two numerically dominant organisms, Stenotrophomonas sp. RB25
(56郾 86% ) and Acinetobacter sp. RB11 (24. 31% ), which disappeared after the earthquake. While in the post鄄earthquake
stage, 27 post鄄earthquake colonies formed 21 phylotypes, the abundance of total bacterial decreased, but bacterial diversity
was higher. The predominant groups among the post鄄earthquake isolates were Alphaproteobacteria (49郾 64% ), including
the numerically dominant Rhizobium sp. RA42 (28. 21% ). Strains Stenotrophomonas sp. RB25, Acinetobacter sp. RB11
and Rhizobium sp. RA42 are likely to be as indicator strains during the pre鄄 and post鄄earthquake period in Wuqia of
Xinjiang, China. The results obtained in this study should provide a preliminary assessment of the responses of the spring
microbial population in Wuqia Sinter to earthquakes, which will accumulate data for reflecting earthquake analysis of spring
microorganisms.
Key Words: Wuqia Sinter; earthquake; spring bacterial community
地下水是地壳介质中最活跃的组分之一,不仅参与地震孕育发生的全过程,而且充当地震信息传播的媒
介,能够客观地、灵敏地反映地壳应力应变信息[1]。 地下水在适宜的地形地质条件下,遇到能通经地面的通
道,便会浸露出地面形成泉,泉是研究地下水生态系统天然良好的材料。 有关泉水的水位、流量、化学组份以
及气体和同位素成分等对地震的预测和响应研究,国内外学者作了大量的工作,并取得了很多成果[2鄄7]。 但
地震活动下泉水细菌群落的变化及泉水细菌对地震的响应分析,还未见报道。
新疆是我国典型的内陆地震活动区,地震活动沿阿尔泰山、天山、昆仑山 3 个强地震带广泛分布。 新疆克
州地区乌恰泉华属于典型的喀斯特(岩溶)地貌,位于天山与昆仑山两大山系的结合部,处于地震多发地带。
本文采用微生物纯培养法分离培养乌恰泉华地震前后泉水中的细菌,并依据 16S rRNA基因序列特征对分离
的菌株进行了系统发育分析,研究评估了乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的多样性变化和种群结构变迁,初
步探讨了该生境下泉水细菌对地震的响应,以期为泉水微生物的映震研究积累资料、为深入研究乌恰泉华生
态系统奠定基础。
1摇 材料和方法
1. 1摇 样地描述与样品采集
乌恰泉华(40毅25忆07义—40毅25忆39义N, 75毅09忆37义—75毅09忆58义E)位于新疆克州乌恰县托云乡西北部 28 km
处,面积约 0. 5 km2。 采样点(40毅25忆30义N, 75毅09忆58义E)位于最大的一个泉华溢出点(泉),泉口如盆,泉水如
柱,涌出约 30 cm高,泉口距离泉尾约 46 m,凡水流过之处皆留下以鲜红为主的五彩斑斓的结晶体。
北京时间 2008 年 10 月 5 日 23 时 52 分,在新疆克州乌恰县发生 6. 8 级地震,震源深度 33 km,震中距离
本采样点 146 km。 2008 年 10 月 4 日(地震前)和 2008 年 10 月 15 日(地震后)先后两次采集泉水样品各 5 L,
pH值分别为 5. 5 和 8. 5,水样在水面下 20 cm处采集。 样品装入无菌瓶中,4 益黑暗保存运至实验室,运抵实
验室后立即进行微生物的分离。
1. 2摇 菌株的分离培养和计数
菌株分离采用营养琼脂(NA)培养基和 R2A培养基[8]。
NA培养基:蛋白胨 10 g,牛肉浸粉 3 g,NaCl 5 g,琼脂 15 g,蒸馏水 1,000 mL,pH 7. 2。
1492摇 10 期 摇 摇 摇 杨红梅摇 等:新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化 摇
http: / / www. ecologica. cn
R2A培养基:酵母膏 0. 5 g,阮蛋白胨(Difco) 0. 5 g,酪蛋白氨基酸 0. 5 g,葡萄糖 0. 5 g,可溶性淀粉 0. 5
g,丙酮酸钠 0. 3 g,K2HPO40. 3 g,MgSO4· 7H2O 0. 05 g,琼脂 15 g,蒸馏水 1000 mL,pH 7. 2。
泉水样品稀释为不同浓度梯度,分别为原液、稀释 10 倍、稀释 100 倍、稀释 1000 倍。 每个梯度各取 200
滋L涂布于 NA培养基和 R2A培养基上,每个样品的每个稀释度均设置 3 个平行,每种培养基设一个空白,共
设置培养平板 26 块,20 益培养 14 d[9鄄10],统计菌落数量,计算出各样品在不同培养基平板上的菌落形成单位
(CFU / mL)。 根据菌落的大小、颜色、形状、隆起、边缘和表面状况等不同形态特征挑取单菌落,用划线分离法
对菌株作进一步纯化分离。 参照文献[11]中的方法分别对各纯培养菌株进行革兰氏染色及芽孢染色镜检。
1. 3摇 菌体 DNA提取及 16S rRNA基因扩增
参考文献[12鄄13] 的方法提取菌株 DNA。 采用细菌 16S rRNA 基因通用引物 27F: 5忆鄄AGAGTTT
GATCNTGGCTCAG鄄3忆和 1492R: 5忆鄄TACGGHTACCTTGTTACGACTT鄄3忆[14]进行 PCR扩增。 反应条件为: 95 益
5 min;95 益 45 s,55 益 30 s,72 益 1. 5 min,30 个循环;72 益 7 min。
1. 4摇 测序与系统发育分析
扩增的 PCR产物送往上海生物工程(Biotechnology Limited Company of Shanghai)进行 16S rRNA 序列测
定;使用 Blast搜索程序从 GenBank数据库中调出与测定序列相似性较高的 16S rRNA基因序列,16S rRNA基
因序列相似性低于 97%的作为不同的分类单元[15鄄16],用 CLUSTAL X软件进行多重序列比对[17],运用 MEGA
4. 0(Molecular Evolutionary Genetics Analysis)软件包采用邻接法(Neighbor鄄Joining method)进行聚类分析和系
统进化树构建[18]。 本研究中得到的序列已提交至 GenBank,收录号如下所示: FJ898291 至 FJ898300,
FJ898302 至 FJ898320。
1. 5摇 数据统计分析
采用两因素完全随机设计的方差分析及 Duncan多重比较分析地震前后两个样品在不同培养基上所形成
的细菌菌群数量,所有统计分析均采用 DPS 9. 5 统计分析软件完成。 实验数据采用 3 个重复的平均值依标准
误差(Mean依SE),图表绘制借助 Excel和 Origin7. 5[19]来完成。
2摇 结果与分析
摇 图 1摇 不同培养基上两样品可培养细菌菌群数量比较(平均值依标
准误差)
Fig. 1 摇 Comparison of the spring bacterial number during the
pre鄄 and post鄄earthquake period under R2A medium and NA
medium (Mean 依 SE)
各组间不同小写字母表示差异显著(P < 0. 05),不同大写字母表
示差异极显著(P < 0. 01)
2. 1摇 地震前后细菌菌群数量变化
对两种培养基上分离得到的细菌进行菌落观察和
计数,结果显示,乌恰泉华地震前后泉水样品均于 24 h
内在 R2A培养基和 NA 培养基上形成可见菌落,分别
于 12 d和 8 d 后无新菌落出现。 地震前,泉水样品在
R2A培养基上形成的菌落数为 13. 15伊102 CFU / mL,在
NA培养基上的菌落数为 7. 88伊102 CFU / mL;地震后,泉
水样品在 R2A 培养基上的菌落数为 2. 00 伊102 CFU /
mL,在 NA培养基上的菌落数为 0. 87伊102 CFU / mL。 方
差检验分析结果表明,两种培养基上,地震后泉水样品
的总菌落数均显著低于地震前(P < 0. 01);地震前,泉
水样品在 R2A培养基上的菌落数明显高于 NA 培养基
上的,差异极显著(P < 0. 01);地震后,泉水样品在 R2A
培养基上的菌落数明显高于 NA培养基上的,差异显著
(P < 0. 05) (图 1)。
2. 2摇 地震前后细菌物种多样性与种类组成变化
两种培养基上分离的菌株去重复后,共得到 52 株菌;其中地震前的有 25 株菌,地震后的有 27 株菌。 对
这 52 株分离培养物的 16S rRNA基因进行序列测定,序列相似性比对结果表明,除菌株 RA22 之外,其他菌株
2492 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
均与数据库中已知菌株 16S rRNA基因序列具有较高的相似性(逸97% ) (表 1)。
在地震前后两个不同的泉水样品中,可培养细菌物种多样性存在一定的差异。 地震前有泉水细菌 11 个
科 12 个属 17 个种,归属于变形菌门 琢亚群(Alphaproteobacteria)、变形菌门 酌亚群(Gammaproteobacteria)、放
线菌门(Actinobacteria)、异常球菌—栖热菌门(Deinococcus鄄Thermus)和厚壁菌门(Firmicutes)5 个类群;地震
后有 14 个科 17 个属 21 个种,主要属于 Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Actinobacteria、拟杆菌门
(Bacteroidetes)、Deinococcus鄄Thermus和 Firmicutes这 6 大类群,生物多样性较地震前高(表 1,图 2)。
比较两个泉水样品中细菌种类,发现细菌组成上发生了改变。 无论地震前后,Alphaproteobacteria 中共有
4 个科,包括醋酸菌科(Acetobacteraceae)、慢生型根瘤菌科 (Bradyrhizobiaceae)、柄杆菌科(Caulobacteraceae)
和根瘤菌科(Rhizobiaceae);Deinococcus鄄Thermus 中只有异常球菌科(Deinococcaceae)。 Gammaproteobacteria
类群中,地震前泉水样品中分离的 5 株菌属于黄单胞菌科 ( Xanthomonadaceae ) 和莫拉氏菌科
(Moraxellaceae);地震后的 2 株菌属于气单胞菌科 ( Aeromonadaceae ) 和莫拉氏菌科 ( Moraxellaceae )。
Actinobacteria类群中,地震前泉水样品中分离的 4 株菌属于微杆菌科(Microbacteriaceae)、拟诺卡氏菌科
(Nocardiopsaceae)和链霉菌科 ( Sterptomycetaceae);而地震后的 6 株菌属于微球菌科 (Micrococcaceae)和
Microbacteriaceae。 Bacteroidetes类群中的菌株仅在地震后泉水样品中分离得到,这 3 株菌属于黄杆菌科
(Flavobacteriaceae)和鞘脂杆菌科(Sphingobacteriaceae)。 Firmicutes类群中,地震前泉水样品中仅分离到 1 株
菌,属于芽孢杆菌科 ( Bacillaceae);地震后的 4 株菌归属于 Bacillaceae、 Planococcaceae 和葡萄球菌科
(Staphylococcaceae)。
表 1摇 乌恰泉华地震前后泉水样品分离菌株的系统发育分布
Table 1摇 Phylogenetic distribution of isolates from Wuqia Sinter spring during the pre鄄 and post鄄earthquake period
类群
Phylogenetic group
地震前 Pre鄄earthquake
代表菌株
Representative
isolates
最相近菌种
Nearest relative
序列
相似性 / %
Sequence
similarity
地震后 Post鄄earthquake
代表菌株
Representative
isolates
最相近菌种
Nearest relative
序列
相似性 / %
Sequence
similarity
变形菌门 琢亚群 RB22 Brevundimonas vesicularis 99
Alphaproteobacteria RA42 Rhizobium selenireducens 98 RA42 Rhizobium selenireducens 98
RB44 Brevundimonas alba 99 RB44 Brevundimonas alba 99
RA61 Brevundimonas lenta 99 RA61 Brevundimonas lenta 99
RA62 Bosea thiooxidans 99 RA62 Bosea thiooxidans 99
RB63 Roseomonas frididaquae 100 RB63 Roseomonas frididaquae 100
变形菌门 酌亚群 RB11 Acinetobacter calcoaceticus 99 RA11 Aeromonas salmonicida 100
Gammaproteobacteria NB115 Acinetobacter johnsonii 100 NB115 Acinetobacter johnsonii 100
RB25 Stenotrophomonas maltophilia 98
RB64 Lysobacter ginsengisoli 99
RB72 Lysobacter koreensis 99
放线菌门 RB21 Streptomyces rochei 98 RA22 Rothia arfidiae 92
Actinobacteria RB24 Streptomyces cremeus 99 NA32 Kocuria rosea 100
NB52 Micrococcus luteus 99 NB52 Micrococcus luteus 99
RB61 Nocardiopsis alba 98 RA41 Kocuria polaris 99
RA44 Mycetocola reblochoni 99
RA71 Arthrobacter parietis 99
拟杆菌门 RA21 Flavobacterium saccharophilum 98
Bacteroidetes RA43 Flavobacterium antarcticum 98
NA71 Pedobacter cryoconitis 98
异常球菌鄄栖热菌门 RA45 Deinococcus radiodurans 99 RA45 Deinococcus radiodurans 99
Deinococcus鄄Thermus
厚壁菌门 RA23 Bacillus subtilis 98 RA23 Bacillus subtilis 98
Firmicutes RA12 Bacillus atrophaeus 98
NA15 Planomicrobium chinense 99
NA19 Staphylococcus aureus 100
3492摇 10 期 摇 摇 摇 杨红梅摇 等:新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化 摇
http: / / www. ecologica. cn
摇 摇 地震前后均能分离出属于这些类群的细菌,包括不动杆菌属(Acinetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、
Bosea、短波单胞菌属 ( Brevundimonas)、异常球菌属 ( Deinococcus)、微球菌属 (Micrococcus)、根瘤菌属
(Rhizobium)和玫瑰单胞菌属 (Roseomonas)。 地震后水体内原有的溶杆菌属 ( Lysobacter)、拟诺卡氏菌属
(Nocardiopsis)、窄食单胞菌属(Stenotrophomonas)和链霉菌属(Streptomyces)等菌属消亡,新出现了气单胞菌属
(Aeromonas)、节杆菌属(Arthrobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、考克氏菌属(Kocuria)、Mycetocola、土地杆菌
属(Pedobacter)、动性杆菌属(Planomicrobium)、罗氏菌属(Rothia)和葡萄球菌属(Staphylococcus)。 有些菌类
适应性较强,能同时存在于地震前后这两个不同的阶段,如 Rhizobium sp. RA42、Brevundimonas sp. RB44、
Brevundimonas sp. RA61、Bosea sp. RA62、Roseomonas sp. RB63、Acinetobacter sp. NB115、Micrococcus sp. NB52、
Deinococcus sp. RA45 和 Bacillus sp. RA23(表 1 和图 2)。
2. 3摇 地震前后细菌优势菌群的变化
在地震前后两个不同的阶段,细菌的优势菌群发生了一定的变化。 地震前泉水细菌中 Gammaproteobacteria
在数量上占绝对优势(82. 63%),其中第 1 优势菌株是 Stenotrophomonas sp. RB25(56郾 86% ),第 2 优势菌株是
Acinetobacter sp. RB11(24. 31% );地震后 Alphaproteobacteria 上升为优势类群(49. 64% ),原有的优势菌株
Stenotrophomonas sp. RB25 和 Acinetobacter sp. RB11 消亡, Rhizobium sp. RA42 (28. 21% )数量增加成为优势
菌株。
3摇 讨论
所获得的可培养细菌种类和数量与所采用的培养基有密切的联系。 本研究采用 NA 和 R2A 两种培养基
分离乌恰泉华泉水细菌;无论地震前后,该贫营养环境中的样品在 NA 培养基上所形成的菌落数量均显著低
于 R2A培养基上的(图 1),而且多样性较低。 此结果与 Reasoner 等[8]、Williams 等[20]及白晓慧等[21]的研究
结论相符,他们的研究结果表明,富营养培养基(如 NA培养基等)支持快速生长的细菌的生长,却可能抑制水
中那些生长缓慢或处于受抑制状态的细菌的生长;与富营养培养基相比,低营养培养基 R2A培养基配合较低
的培养温度(20 益至 30 益)和延长的培养时间,更适合贫营养环境中的微生物培养。
虽然喀斯特地下水通常作为饮用水的来源,但是对该生境中微生物的研究相对较少。 Farnleitner 等[22]以
阿尔卑斯山两个喀斯特泉为研究对象,监测了泉水中微生物群落组成随季节的变化情况。 研究结果表明,这
两个喀斯特泉水样品中存在丰富多样的 Proteobacteria类群的微生物,优势类群为硝化螺旋菌门(Nitrospirae)
和 Bacteroidetes;即使在持续 10—20 h的暴雨后,泉水中的微生物群落组成也没有随时间而发生较大的改变。
该结果第一次证实了在该喀斯特生境中存在典型且相对稳定的土著微生物群落。 Pronk 等[23]研究了瑞士的
两个喀斯特泉中微生物群落的结构、多样性和随时间的变化,再一次证实了相对稳定的土著微生物群落存在
于喀斯特地下水中。 同样是喀斯特泉,本文所分离的 52 株菌中仅有 9 种菌株同时存在于地震前后两个不同
的泉水样品中;其中除了菌株 Rhizobium sp. RA42 在地震后数量增加成为优势菌株外,其它菌株在地震前后
两个阶段所占的比例都很小。 乌恰泉华泉水样品中可培养菌落的数目、菌群结构和优势菌在地震前后都存在
明显的差异,推测可能是地震前后地下水中一些物化组分的变化(如 pH 值由 5. 5 变为 8. 5)导致了这个相对
稳定的生态环境中的细菌群落发生了变化,这个变化可能是微生物对地震表现出来的一种适应性响应。
地震可能影响了泉水中优势种群的种类和数量。 地震前的优势菌株 Stenotrophomonas sp. RB25 和
Acinetobacter sp. RB11 在地震后发生了消亡,Rhizobium sp. RA42 数量增加成为地震后的优势菌株。 菌株
Stenotrophomonas sp. RB25、Acinetobacter sp. RB11 和 Rhizobium sp. RA42 可能可以作为新疆乌恰地震前后的
指示菌株。
本研究中地震前后的样品仅各取了一份,而且只采用了纯培养法对其中的细菌进行分离研究,因此只能
初步评估乌恰泉华泉水细菌群落地震前后的变化及其对地震的响应。 下一步工作将结合非培养的分子生态
研究方法对该研究点进行连续监测、取样和微生物群落研究,测定泉水细菌群落随时间的变化,从而对原位微
生物多样性获得更全面的了解,以期得到地震活动与泉水微生物群落之间更为系统、准确可靠的对应关系,为
4492 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
深入研究乌恰泉华生态系统奠定基础。
图 2摇 根据分离自乌恰泉华地震前后泉水细菌和其相近菌种 16S rRNA部分序列构建的系统发育树
Fig. 2摇 Neighbor鄄joining tree based on partial and aligned 16S rRNA sequences of isolates obtained from the Wuqia Sinter spring and their
nearest type strains
Referrences:
[ 1 ]摇 Wang C M, Che Y T, Wan D K, Dong S Y. Research on Groundwater Mico鄄dynamic State. Beijing: Earthquake Press, 1988:4鄄6.
[ 2 ] 摇 Gao X Q, Li X Y, Xu Q L, Li Y P, Zhang X M, Cui Y. Characteristics of earthquake precursory for dissolved CH4 in ground water at the No. 10
spring, Urumqi. South China Journal of Seismology, 2001, 21(1): 14鄄18.
[ 3 ] 摇 Gao X Q, Xu Q L, Li Y P, Li X Y, Zhang X M, Cui Y. Reflecting earthquake analysis of discharge rate for the No. 10 spring spot in Urumqi.
5492摇 10 期 摇 摇 摇 杨红梅摇 等:新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化 摇
http: / / www. ecologica. cn
Journal of Seismological Research, 2001, 24(3): 233鄄237.
[ 4 ] 摇 Wang D, Xu Q L, Yushupov S S. Preliminary study on carbon isotope in groundwater on Tianshan seismic activity area. Inland Earthquake, 2002,
16(4): 294鄄301.
[ 5 ] 摇 Gao W Y. Relation between high value anomaly of radon at Qiyan spring of Dingxiang, Shanxi and seismicity of North China. Earthquake Research
in Shanxi, 2006,(4): 17鄄19.
[ 6 ] 摇 Wang X, Zhao X M, He C J. Precursory anomalies of subsurface fluid before Jiangyang earthquake and Baoji earthquake at the Lingtong seismic
station. Journal of Catastrophology, 2006, 21(2): 64鄄68.
[ 7 ] 摇 Dilixiati K, Zhu C Y. Study on precursor anomalous characteristics of hydrochemistry in new No. 10 spring before strong earthquakes. Inland
Earthquake, 2008, 22(1): 90鄄96.
[ 8 ] 摇 Reasoner D J, Geldreich E E. A new medium for the enumeration and subculture of bacteria from potable water. Applied and Environmental
Microbiology, 1985, 49(1): 1鄄7.
[ 9 ] 摇 Leclerc H, da Costa M S. The microbiology of natural mineral waters椅Senior D A G, Ashurst P, eds. Technology of Bottled Water. Sheffield:
Sheffield Academic Press, 1998: 223鄄274.
[10] 摇 Leclerc H, Moreau A. Microbiological safety of natural mineral water. FEMS Microbiology Reviews, 2002, 26(2): 207鄄222.
[11] 摇 Xiao L, Yang L Y, Yin D Q, Zhang M Y. Experimental Technology of Environmental Microbiology. Beijing: China Environmental Science Press,
2004: 71鄄72.
[12] 摇 Kim S B, Yoon J H, Kim H, Lee S T, Park Y H, Goodfellow M. A phylogenetic analysis of the genus Saccharomonospora conducted with 16S
rRNA gene sequences. International Journal of Systematic Bacteriology, 1995, 45(2): 351鄄356.
[13] 摇 Liu M, Xie L B, Yue C Y. The research of the methods of the Staphylococcus aureus爷 DNA extraction. Journal of Practical Training of Medicine,
2007, 35(2): 123鄄125.
[14] 摇 Gurtler V, Stanisich V A. New approaches to typing and identification of bacteria using the 16S鄄23S rDNA spacer region. Microbiology, 1996, 142
(1): 3鄄16.
[15] 摇 Suzuki M T, Rappe M S, Haimberger Z W, Winfield H, Adair N, Strobel J, Giovannoni S J. Bacterial diversity among small鄄subunit rRNA gene
clones and cellular isolates from the same seawater sample. Applied and Environmental Microbiology, 1997, 63(3): 983鄄989.
[16] 摇 McCaig A E, Glover L A, Prosser J I. Molecular analysis of bacterial community structure and diversity in unimproved and improved unpland grass
pastures. Applied and Environmental Microbiology, 1999, 65(4): 1721鄄1730.
[17] 摇 Thompson J D, Higgins D G, Gibson T J. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence
weighting, position鄄specific gap penalties and weigh matrix choice. Nucleic Acids Research, 1994, 22(22): 4673鄄4680.
[18] 摇 Tamura K, Dudley J, Nei M, Kumar S. MEGA 4: molecular evolutionary genetics analysis(MEGA) software version 4. 0. Molecular Biology and
Evolution, 2007, 24(8): 1596鄄1599.
[19] 摇 Fang A P, Ye W P. Origin 7. 5 for Technology Plotting and Data Analyzing. Beijing: China Machine Press, 2006: 69鄄76.
[20] 摇 Williams H N, Quinby H, Romberg E. Evaluation and use of a low nutrient medium and reduced incubation temperature to study bacterial
contamination in the water supply of dental units. Canadian Journal of Microbiology, 1994, 40(2): 127鄄131.
[21] 摇 Bai X H, Ge Z J, Xin Y, Fan X Y. Comparision of total bacteria measurement by two kinds of substrates to effluent of water machines.
Environmental Monitoring in China, 2006, 22(6): 22鄄24.
[22] 摇 Farnleitner A H, Wilhartitz I, Ryzinska G, Kirschner A K T, Stadler H, Burtscher M M, Hornek R, Szewzyk U, Herndl G, Mach R L. Bacterial
dynamics in spring water of alpine karst aquifers indicates the presence of stable autochthonous microbial endokarst communities. Environmental
Microbiology, 2005, 7(8): 1248鄄1259.
[23] 摇 Pronk M, Goldscheider N, Zopfi J. Microbial communities in karst groundwater and their potential use for biomonitoring. Hydrogeology Journal,
2009, 17(1): 37鄄48.
参考文献:
[ 1 ]摇 汪成民, 车用太, 万迪堃, 董守玉. 地下水微动态研究. 北京: 地震出版社, 1988: 4鄄6.
[ 2 ] 摇 高小其, 李新勇, 许秋龙, 李艳萍, 张学敏, 崔勇. 乌鲁木齐 10 号泉地下水中溶解气甲烷的映震特征. 华南地震, 2001, 21(1): 14鄄18.
[ 3 ] 摇 高小其, 许秋龙, 李艳萍, 李新勇, 张学敏, 崔勇. 乌鲁木齐 10 号泉流量的映震分析. 地震研究, 2001, 24(3): 233鄄237.
[ 4 ] 摇 王道, 许秋龙, III·C·尤素甫夫. 天山地震活动区地下水中碳同位素的初步研究. 内陆地震, 2002, 16(4): 294鄄301.
[ 5 ] 摇 高文玉. 山西定襄七岩泉水氡高值异常与华北地震活动的关系. 山西地震, 2006,(4): 17鄄19.
[ 6 ] 摇 王新, 赵小茂, 何崇君. 临潼温泉地下流体地震前兆异常分析. 灾害学, 2006, 21(2): 64鄄68.
[ 7 ] 摇 地里夏提·克尤木, 朱成英. 新 10 号泉水化学测项中强地震前兆异常特征的研究. 内陆地震, 2008, 22(1): 90鄄96.
[11] 摇 肖琳, 杨柳燕, 尹大强, 张敏跃. 环境微生物实验技术. 北京: 中国环境科学出版社, 2004: 71鄄72.
[13] 摇 刘敏, 谢利波, 乐超银. 金黄色葡萄球菌 DNA 提取方法的研究. 实用医学进修杂志, 2007, 35(2): 123鄄125.
[19] 摇 方安平, 叶卫平. Origin 7. 5 科技绘图及数据分析. 北京: 机械工业出版社, 2006: 69鄄76.
[21] 摇 白小慧, 戈志坚, 邢一, 范新元. 两种培养基对饮水机出水中细菌总数的测定效果比较. 中国环境监测, 2006, 22(6): 22鄄24.
6492 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 10 May,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Circadian activity pattern of giant pandas during the bamboo growing season
ZHANG Jindong, Vanessa HULL,HUANG Jinyan, et al (2655)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………
The vivipary characteristic of Anabasis elatior and its ecological adaptation HAN Jianxin, WEI Yan, YAN Cheng, et al (2662)……
Relationships between plant community characteristics and environmental factors in the typical profiles from Dzungaria Basin
ZHAO Congju, KANG Muyi, LEI Jiaqiang (2669)
………
…………………………………………………………………………………
The relationship between pollen assemblage in topsoil and vegetation in karst mountain during different restoration period of typical
vegetation community HAO Xiudong, OUYANG Xuhong,XIE Shiyou,et al (2678)………………………………………………
Early responses of soil CO2 emission to simulating atmospheric nitrogen deposition in an alpine meadow on the Qinghai Tibetan Plateau
ZHU Tianhong, CHENG Shulan, FANG Huajun, et al (2687)……………………………………………………………………
Spatial pattern of soil moisture and vegetation attributes along the critical area of desertification in Southern Mu Us Sandy Land
QIU Kaiyang, XIE Yingzhong, XU Dongmei, et al (2697)
……
…………………………………………………………………………
Dynamics ofdominant tree seedlings in montane evergreen broadleaved forest following a snow disaster in North Guangdong
OU Yuduan, SU Zhiyao, XIE Dandan, et al (2708)
…………
………………………………………………………………………………
A comparative analysis of the hydrological effects of the four cypress stand types in Sichuan Basin
GONG Gutang, CHEN Junhua, LI Yanqiong, et al (2716)
……………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of cutting management on soil moisture in semi鄄arid Loess Hilly region LI Yaolin, GUO Zhongsheng (2727)…………………
Dynamics of understory vegetation biomass in successive rotations of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) plantations
YANG Chao,TIAN Dalun,HU Yueli,et al (2737)
……………
…………………………………………………………………………………
Spatial and temporal variation of solar radiation in recent 48 years in North China
YANG Jianying, LIU Qin,YAN Changrong, et al (2748)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Impact of stand features of short鄄rotation poplar plantations on canker disease incidence at a mesoscale landscape: a case study
in Qingfeng County, Henan Province, China WANG Jing,CUI Lingjun,LIANG Jun,et al (2757)………………………………
Effects of different soil tillage systems on weed biodiversity and wheat yield in winter wheat (Triticum aestivum L. ) field
TIAN Xinxin, BO Cunyao, LI Li, et al (2768)
……………
……………………………………………………………………………………
Habitat suitability evaluation of Elliot忆s pheasant (Syrmaticus ellioti) in Guanshan Nature Reserve
CHEN Junhao, HUANG Xiaofeng, LU Changhu,et al (2776)
……………………………………
………………………………………………………………………
Relationships between arthropod community characteristic and meteorological factors in Zanthoxylum bungeanum gardens
GAO Xin, ZHANG Xiaoming, YANG Jie, et al (2788)
……………
……………………………………………………………………………
The differences of ecosystem services between vegetation restoration modelsat desert front
ZHOU Zhiqiang, LI Ming, HOU Jianguo, et al (2797)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Response to salt stresses and assessment of salt tolerability of soybean varieties in emergence and seedling stages
ZHANG Haibo, CUI Jizhe, CAO Tiantian, et al (2805)
……………………
……………………………………………………………………………
Dynamic change of salt contents in rhizosphere soil of salt鄄tolerant plants DONG Liping, CAO Jing,LI Xianting, et al (2813)………
Effect of short鄄term salt stress on the absorption of K+ and accumulation of Na+,K+ in seedlings of different wheat varieties
WANG Xiaodong, WANG Cheng, MA Zhihong, et al (2822)
…………
………………………………………………………………………
Effects of the micro鄄environment inside fruit bags on the structure of fruit peel in ‘Fuji爷 apple
HAO Yanyan, ZHAO Qifeng, LIU Qunlong, et al (2831)
………………………………………
…………………………………………………………………………
Enhancement of soil quality in a rice鄄wheat rotation after long鄄term application of poultry litter and livestock manure
LI Jiangtao, ZHONG Xiaolan, ZHAO Qiguo (2837)
…………………
………………………………………………………………………………
MSAP analysis of DNA methylation in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) under Oxytetracycline Stress
DU Yaqiong, WANG Zicheng, LI Xia (2846)
………………………………
………………………………………………………………………………………
Distribution of dinoflagellate cysts in surface sediments from Changshan Archipelagoin the North Yellow Sea
SHAO Kuishuang, GONG Ning,YANG Qing, et al (2854)
…………………………
…………………………………………………………………………
Developing and optimizing ecological networks in urban agglomeration of Hunan Province, China
YIN Haiwei, KONG Fanhua, QI Yi, et al (2863)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
Dynamic simulation of Shanghai urban expansion based on multi鄄agent system and cellular automata models
QUAN Quan, TIAN Guangjin,SHA Moquan (2875)
…………………………
………………………………………………………………………………
“Micro鄄canyon effect冶 of city road green belt and its effect on the pollutant concentration above roads for non鄄motorized vehicles
LI Ping, WANG Song, WANG Yaying,et al (2888)
……
………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The abundance and diversity of nanoplankton in Arcitic Ocean GUO Chaoying,WANG Guizhong,ZHANG Fang,et al (2897)………
Advances in plant seed鄄associated microbial ecology ZOU Yuanyuan,LIU Yang,WANG Jianhua,et al (2906)………………………
Improving validity and reliability of contingent valuation method through reducing biases and errors: theory, method and applic鄄
ation CAI Zhijian, DU Liyong, JIANG Zhan (2915)………………………………………………………………………………
Discussion
The analysis of Chinese ecological academic journals LIU Tianxing, KONG Hongmei, DUAN Jing (2924)……………………………
Scientific Note
Seasonal variations in salt tolerance of Oligostachyum lubricum GU Daxing, GUO Ziwu, LI Yingchun, et al (2932)…………………
Variation of a spring bacterial community from Wuqia Sinter in Xinjiang during the pre鄄 and post鄄earthquake period
YANG Hongmei,OTKUR ·Mahmut,ZENG Jun,et al (2940)
…………………
………………………………………………………………………
Comparison of the effect of two prey species on the population growth of Orius similis Zheng and the implications for the control
of Tetranychus urticae Koch HUANG Zengyu, HUANG Linmao, HUANG Shoushan (2947)……………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 10 期摇 (2011 年 5 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 10摇 2011
编摇 摇 辑摇 《生态学报》编辑部
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
电话:(010)62941099
www. ecologica. cn
shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
主摇 摇 编摇 冯宗炜
主摇 摇 管摇 中国科学技术协会
主摇 摇 办摇 中国生态学学会
中国科学院生态环境研究中心
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
出摇 摇 版摇
摇 摇 摇 摇 摇 地址:北京东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
印摇 摇 刷摇 北京北林印刷厂
发 行摇
地址:东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
电话:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
订摇 摇 购摇 全国各地邮局
国外发行摇 中国国际图书贸易总公司
地址:北京 399 信箱
邮政编码:100044
广告经营
许 可 证摇 京海工商广字第 8013 号
Edited by摇 Editorial board of
ACTA ECOLOGICA SINICA
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Tel:(010)62941099
www. ecologica. cn
Shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
Editor鄄in鄄chief摇 FENG Zong鄄Wei
Supervised by摇 China Association for Science and Technology
Sponsored by摇 Ecological Society of China
Research Center for Eco鄄environmental Sciences, CAS
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Published by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North Street,
Beijing摇 100717,China
Printed by摇 Beijing Bei Lin Printing House,
Beijing 100083,China
Distributed by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North
Street,Beijing 100717,China
Tel:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
Domestic 摇 摇 All Local Post Offices in China
Foreign 摇 摇 China International Book Trading
Corporation
Add:P. O. Box 399 Beijing 100044,China
摇 ISSN 1000鄄0933CN 11鄄2031 / Q 国内外公开发行 国内邮发代号 82鄄7 国外发行代号 M670 定价 70郾 00 元摇