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摘要黑戈壁是一种特殊的荒漠类型，仅在我国西部分布。黑戈壁区域具有干旱、强辐射等极端环境条件，鲜有人类踪迹，相关生物学研究报道主要关注于动植物研究，而微生物研究未见报道。本研究首次针对河西走廊黑戈壁生境中的微生物开展研究，通过可培养的方法与高通量测序相结合的技术手段，阐明了河西走廊黑戈壁微生物群落结构特征，结合土壤理化性质分析揭示了微生物分布的影响因素，筛选出了7株抗辐射活性突出的功能菌株，为黑戈壁这一特殊生态环境中微生物资源开发提供了数据支撑及菌株资源。主要结论如下:<br>　　1.研究区域可培养的细菌数量介于2.3×104-1.49×106CFU·g-1soil，4种不同生境(砾石石表、砾石石下、砾石间隙、深层土(50cm))土壤的可培养细菌数量具有明显的差异，可培养细菌主要栖息于砾石石下生境中，表明黑戈壁中砾石石下为微生物提供了相对较适宜的生境;通过统计分析，结果表明土壤总碳是影响黑戈壁土壤可培养细菌数量的主要因素，pH是影响可培养细菌多样性的主要因素;结合16S rRNA基因序列比对，共鉴定出可培养细菌118种菌株，归类于放线菌门(Actinobacteria)、异常球菌-栖热门(Deinococcus-Thermus)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)4个类群，其中放线菌门和厚壁菌门是优势菌门;芽孢杆菌属（Bacillus）、链霉菌属（Streptomyces）是优势菌属。分离出来的菌株中，有10株为潜在新种。<br>　　2.以1000J/m2辐射强度的紫外辐射条件从分离菌株中筛选出了多株抗辐射活性较高的菌株，其中7株活性显著高于阳性对照耐辐射奇球菌(Deinocccus radiodurans)，其中2株菌辐射过后的存活率高达90％以上，分别为链霉菌属ST1-1-2-9（Streptomyces sp.ST1-1-2-9）和多粘类芽孢杆菌ST3-24-2（Paenibacillus polymyxa ST3-24-2）。菌株生理活性实验表明，菌株ST1-1-2-9在第36h时达到对数生长期，菌株ST3-24-2在第50h时达到对数生长期。增加辐射强度至2000J/m2时，菌株ST1-1-2-9存活率降到16.89％，变化幅度81.65％，菌株ST3-24-2降到35.62％，变化幅度均超过一半以上，但仍显著高于阳性对照，这两株菌为进一步筛选研究细菌抗辐射机制及抗辐射活性物质提供了菌株资源。<br>　　3.为进一步阐明研究区域微生物群落结构特征，采用16S rRNA基因高通量测序技术进行了细菌多样性分析，共获得了731，116条有效序列，结果表明变形菌门、放线菌门和绿弯菌门(Chloroflexi)为优势菌门，相对丰度达70％以上;芽孢杆菌属、假单胞菌属（Pseudomonas）和红色杆菌属（Rubrobacter）为优势菌属;不同生境土壤的细菌多样性分布具有明显差异，Shannon多样性指数在砾石石下最高，说明黑戈壁中砾石石下为微生物提供了相对较适宜的生境;通过统计分析，结果表明土壤含水量和土壤总碳是影响黑戈壁土壤微生物多样性分布的主要因素;物种组成Venn图分析结果显示，匿杆菌门(Latescibacteria)和Rokubacteria这两个菌门仅分布在砾石石下土壤中，Muribacter是砾石上表面土所特有的细菌菌属。指示物种分析表明，芽孢杆菌属为砾石石表生物指示种，假单胞菌属是深层土壤生物指示种。<br>　　4.通过软件PICRUSt预测了黑戈壁细菌群落功能。结果表明，虽然四种生境中的细菌群落结构差异显著，但预测的群落功能（COG功能分类）非常近似，占优势的为跟新陈代谢有关的功能。不同生境中共有物种的比例远低于共有功能的比例，存在冗余物种。黑戈壁较高比例的冗余物种对增加生态系统中生物多样性，维持生态系统稳定方面有重要作用。