土壤生物数据库项目介绍

2016-02-24

• 土壤微生物的地理分布 

  在微生物生态学中，土壤微生物的地理分布主要是受环境历史因素（用空间距离表征）的影响，还是当代环境因子（气候、土壤条件、植被等）的作用，以及它们的相对贡献率是多少，还存在很大争议。越来越多的证据表明，环境因子是塑造土壤微生物群落组成的决定因子。影响土壤微生物群落组成和多样性的环境因子包括土壤性质及气候特征，尤其是pH、水分及植物来源的有机C源，其它因子包括土壤质地、元素组成等。pH对土壤细菌群落组成和多样性的影响较大，而真菌对pH的敏感性弱于细菌。利用环境因子梯度样带调查的方法，人们发现土壤细菌组成与多样性的空间分布模式在水平地带性和垂直地带性上都与动、植物不同，微生物具有其特殊的规律。

  传统的研究大多应用分子指纹图谱方法, 如DGGE，t-RFLP等,通量和分辨率较低，很难把环境中的菌群全面系统地分析到科、属水平上。微生物的一些变异模式只有在高分辨率下才能被检测出来，较粗略的物种分类标准可导致观测到的时空变异模式减弱甚至消失。由于微生物种群分析复杂繁琐，以往的研究一般取样量有限，难于建立大尺度上微生物群落特征与环境因子的关系。高通量测序技术一次可以测定成千上万个DNA序列，使我们快速地在种、属水平上对微生物进行系统分类，信息全面、效率高，适宜大批量环境样品的菌群分析，为微生物生态学研究提供了强有力的手段。

  在我国，对微生物地理分布及与环境因子的关系已开展了一些研究。Ge等利用DGGE方法分析了我国长期定位农业试验站土壤细菌群落，发现历史进化因素是驱动大尺度下（约1000公里）细菌多样性变化的主控因子，当代环境因子在局部的区域尺度上起主要作用。南京土壤研究所的研究表明青藏高原碱性湖底沉积物中pH是控制细菌群落空间变异的关键因子，pH也是驱动长白山土壤细菌群落垂直地带性分异的关键因子。2012年以来，成都生物所在内蒙古草原利用高通量测序和元基因组技术研究长期氮沉降、水热梯度变化对土壤微生物群落结构和功能的影响。在土壤动物生态学方面，利用传统方法已进行了很多研究。但是，这些研究结果大多分散在各种文献中，将来会产生更多的研究数据，非常有必要系统地整合这些数据，以便在大尺度上发现生物的地理分布规律，绘制土壤生物地图。

  土壤生物数据库的主要功能 

  土壤生物数据库是为了收集、整合土壤生物的地理分布、分类组成数据及分析生物组成与环境因子的关系，建立网络数据库，实现数据查询、下载、上传、分析、生物地图制作等功能。土壤生物数据库的主要任务包括：

  1.     数据收集和整合：对土壤生物的组成、空间分布等数据进行收集和整合，对环境基因组和生物标记物序列信息重点收集，作为土壤生物数据库的基本数据源；

  2.     环境因子数据收集：收集与土壤生物样品相对应的环境因子参数，如地理坐标、气候、植被、土地利用方式、土壤理化指标等；

  3.     建立土壤数据库的软件平台系统，其中包括数据库提交、储存、分析、预测、生物地图制作功能。

  4.     数据分析功能：利用收集整合的数据，建立生物组成与环境因子的关系模型，预测生物组成的空间分布和变化；建立生物信息学和生态统计方法，进行比较群落学研究；

  5.     土壤生物地图：建立的数据库具有搜索功能，根据土壤的宏观参数信息，能够建立土壤生物的分布图及其动态变化模式；提供可视化的界面交流模式，查找微生物在时间和空间上的分布特征；

  6.      数据库的社会服务功能：对土壤生物研究项目提供数据收集、储存、分析、咨询服务。

   

  

   

   

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