青藏高原草地耐低温纤维素分解真菌多样性研究

It is seasonal low temperature and great changeable of diurnal temperature variations in the alpine meadow environment. Fungal community is small, less than bacteria, or even less than the actinomycetes, but it adapts to the extremely low temperature well, and its low-temperature cellulase has broad application prospects. Knowledge about the community structure and diversity of cold-adapted fungi is still rudimentary. Based on the systematic survey of an overview of Qinghai-Tibet Plateau in recent years, This project intends to study community structure and diversity to explore and clarify the following questions:.1）How about the community structure and diversity of it under extremely geographic situation of Qinghai-Tibet Plateau? .2）Are there significant spatial-temporal variation on cold-adapted cellulose-decomposing fungi, what is the main control factor? .3) How about the characteristics of fungal biology and its cellulase？Is there new groups or species existence?.The results would enrich the community structure and diversity of cold-adapted cellulose-decomposing fungi in Qinghai-Tibet plateau and also provide basic information for ecology of cellulose-decomposing fungi in alpine meadow in this study.

青藏高原草地环境具有持续性寒冷、季节性低温、昼夜温差大的特点。尽管真菌类群小，数量不及细菌，甚至比放线菌还少，但其极适应于这种低温极端环境，产生的低温纤维素酶具有广阔的应用前景。人们对高寒草地耐低温纤维素分解真菌多样性的认识有限。近年来项目组对青藏高原部分地区草地耐低温纤维素分解真菌资源进行了系统地调查研究，本项目拟在此基础上研究青藏高原草地耐低温纤维素分解真菌群落结构和多样性，探索并阐明以下几个科学问题：1）在青藏高原高寒草地极端环境中，纤维素分解真菌群落结构和多样性如何？ 2）高寒草地纤维素分解真菌多样性是否存在显著的时间和空间差异，主要的控制因素是什么？3）高寒草地目标（优势）纤维素分解真菌的生物学和产纤维素酶特性如何？是否存在新的产低温纤维素酶真菌类群或者种类？研究结果可以丰富青藏高原草地耐低温纤维素分解真菌群落结构和多样性，同时也为研究高寒草地纤维素分解真菌的生态学提供基础资料。

青藏高原草地环境具有持续性寒冷、季节性低温、昼夜温差大的特点，独特的气候与环境孕育了丰富的微生物资源，项目组通过大样带-区域尺度-原位诱导试验等措施对青藏高原高寒草地纤维素分解真菌资源进行了系统地研究。. 分别于2013、2014、2015年植物生长季，自青藏高原东北缘（甘肃天祝高寒草地）-青藏高原腹地（三江源区高寒草地）-青藏高原南部（西藏藏北地区高寒草地）-川西北高原（四川阿坝和甘孜地区），从区域尺度上分析了青藏高原草地耐低温纤维素分解真菌的数量、物种数与环境的关系，重点研究了黄河流域、长江流域、澜沧江流域高寒草地可培养纤维素分解真菌群落结构和多样性。. 在甘肃农业大学草业学院天祝高寒草地研究定位试验站、青海大学-清华大学三江源草地生态环境监测定位站、青海省河南蒙古族自治县优干宁镇阿木乎村境内的高寒草地，选取具有代表性的试验样地进行定位试验，参照真菌各属的总物种数（N）、分离频度 ( F) 、相对多度（RA）、物种丰富度（S）、物种多样性Shannon-Wiener 指数（H'）、物种均匀度Pielou（J）指数等指标，分析土壤真菌群落结构特征。开展了土壤真菌群落结构分布和季节变化规律及其与主要土壤环境因素之间的关系。.在富集-选择性抑制-分离-筛选-培养的基础上，再选用多种纤维素类物质底物的选择性培养基进行筛选，通过多指标全面考察具有分解纤维素类物质功能的真菌，采用核糖体DNA 转录间隔区序列（RibosomalDNA Internal Transcripted Spacer，rDNA-ITS）进行分子克隆、测序，开展了相关的遗传多样性研究，获得40个菌株的基因序列，全部已在genebank中登录。. 重点研究了5株具有纤维素分解能力的目标菌株对温度、pH 值变化和不同碳、氮源利用能力的培养特性、在不同温度、pH 值、碳源、氮源诱导真菌产纤维素酶的特性，通过研究筛选出的产酶活性高且稳定性好的优良菌株的培养特性、菌株间的相互关系、酶学性质以及酶液间的互作和协同效应，分析了不同功能酶系间抑制或者协同机制。.