中国冰川细菌系统发育、生物多样性及生物地理学

传统观点认为微生物是全球性随机分布的，近年有些证据显示特定微生物种群因地理分隔和扩散限制呈现有限的地理分布或地方性分化，但尚存争议。就冰川细菌而言，现有研究多局限于属或属以上水平，过于粗略，忽视了细菌种及种以下水平的系统发育差异，难以得出确切的结论。同时没有开展系统的分类学研究，新属和新种的确定性研究也很少。本课题将针对我国代表性冰川中的细菌，进行系统分类、生物多样性及生物地理学研究：①用不可培养的方法研究不同地域、不同类型冰川细菌的群落结构、系统发育，揭示其生物多样性和生物地理学特点；②用可培养和不可培养的方法，在种及种以下水平找出冰川细菌地域分布的规律和特点，并加以比较；③在群落结构水平和种及种以下水平，研究地理距离、环境因素对冰川细菌生物地理学分布的作用，探索其空间分布格局的形成和维持机制；④从系统分类、遗传多样性角度研究冰川细菌，预计将会确定较多的新物种，丰富低温细菌的资源。

低温环境具有相似的选择压力、相距遥远的地理距离及气候屏障, 是研究细菌生物多样性和地理分布的理想生态系统。然而，低温环境特别是冰川的微生物多样性和生物地理学的研究工作相对较少。近年来，我国在这方面的研究取得了一定的进展，但是，没有深入分析我国冰川细菌的地理分布特点以及形成机制。本研究采用可培养和不可培养两种方法对我国六个冰川进行细菌群落多样性分析，首次利用气候数据、环境因素数据和地理距离分别与细菌群落相似性进行相关性分析，并得出冰川细菌群落不仅受到年平均降水量的影响，也受到地理距离的影响，同时，有些类群菌株还收到环境条件的制约，有些类群属于全球随机分布，最终形成了具有一定地理分布规律的冰川细菌群落。本研究第一次将气候数据引入冰川细菌生物地理学研究中，为冰川细菌生物地理学研究拓宽一条思路。另外，本研究还获得10个低温细菌新物种及大量低温细菌物种资源，为我国研究和开发低温细菌奠定了基础。