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甲醇是甲烷氧化过程的中间产物,高浓度的甲醇可能会对甲烷单加氧酶产生反馈抑制,从而抑制甲烷的氧化。基于mxaF和xoxF蛋白质序列的系统发育分析结果显示,甲醇脱氢酶蛋白质家族组成至少有六种不同的独立分支(mxaF和xoxF1-5)。而xoxF基因是最近新发现的甲基营养菌的甲醇脱氢酶。虽然,在海洋环境中利用xoxF基因检测到多种甲醇氧化菌,但在湿地沉积物和草原土壤中的多样性及分布还尚无报道。 为了解湿地沉积物及草原土壤中甲醇氧化菌的多样性,本文以内蒙古高原典型湿地和草原作为研究区域,选择重度富营养化的乌梁素海湿地、半干旱区锡林河水库、锡林河围封湿地,以及典型草原毛登牧场,采集表层土壤或沉积物作为研究对象,提取样品总DNA并构建xoxF5基因克隆文库,共测序221个克隆子序列(132个OTUs)并进行甲醇氧化菌群落结构及多样性分析。研究结果如下: (1)三个不同湿地沉积物中都检测出α-变形菌门(丰度:12~48%,下同),β-变形菌门(7~47%),γ-变形菌门(37~54%)的甲醇氧化菌,生境不同而有所差异。在属水平上,TypeⅠ甲烷氧化菌(Cluster6和Cluster8)是同时作为乌梁素海(WWT),锡林河水库(XRR),锡林河湿地(XWT)的主要菌群(丰度分别17%,38%及22%)。其次,Hyphomicrob ium属相关的Cluster3B是乌梁素海(WWT)和锡林河水库(XRR)中的丰度较高(分别22%和41%)。而Methylibiumsp.Root1272亲缘菌群(OTU005)是锡林河湿地(XWT)特异的优势菌(16%)。还有,Beggiatoa相关Cluster4(17%)也是乌梁素海特异性主要菌群。这些结果显示,甲烷氧化菌也是湿地主要甲醇氧化菌,可能为其他氮或硫循环功能的甲醇氧化菌提供碳素营养。 (2)毛登牧场草原土壤的甲醇氧化菌中包含α-变形菌门(63%),β-变形菌门(13%),γ-变形菌门(5%),厚壁菌门(17%)及放线菌门(2%)。其中,α-变形菌门的Hyphomicrobium相关Cluster3B(16%)和Bradyrhizobium亲缘Cluster3A(23%),以及未知的厚壁菌门的未知的Cluster5(20%)是主要功能菌群,另外γ-变形菌门的TypeⅠ甲烷氧化菌(4%)。而且与湿地相比,Bradyrhizobium与未知的Cluster5是草原特异菌群,在草原土壤中甲醇氧化菌可能对草原土壤氮循环起重要作用。 (3)甲醇氧化菌的多样性分析结果是毛登草原的香农指数最高(H=3.62),依次是锡林河湿地(3.32),锡林河水库(3.18),乌梁素海湿地(2.88)。RDA分析结果表明,总磷,铵态氮及pH可能对甲醇氧化菌群组分及多样性有一定的影响。