青藏高原冰川雪冰微生物研究进展

应用与环境生物学报　2007,13(4):592～596

C h in J A ppl Environ B iol =ISSN 10062687X

　2007208225

收稿日期:2006207210 接受日期:2006209204

3国家自然科学基金项目(No .90411003,40121101)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(No .KZCX32S W 2344)和中国科学院百人计

划项目　Supported by the Nati onal Natural Science Foundati on of China

(No .90411003,40121101),the Knowledge I nnovati on Pr oject of the Chinese Academy of Sciences (CAS,No .KZ CX32S W 2344)and the “100Talents Pr oject ”of CAS

33通讯作者　Corres ponding author (E 2mail:shugui@ns .lzb .ac .cn )

青藏高原冰川雪冰微生物研究进展

3

张淑红　侯书贵

33

　秦大河

(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈与环境联合重点实验室　兰州　730000)

摘　要　微生物作为青藏高原冰川研究的一个参数,不仅能提供丰富的物种和嗜冷基因资源作用于冰川的能量和化

学物质平衡,而且还与气候和环境相关联.近年来,青藏高原冰川雪藻的研究主要在南部的Yala 冰川开展,细菌的研究集中在北部冰川.这些研究主要针对冰川雪冰微生物与环境的关系.未来除在研究方法上加以改进外,还应该在微生物多样性、生态意义、嗜冷机制及其与气候和环境的关系等方面进一步深入研究.参36关键词　冰川雪冰;微生物;青藏高原CLC Q938

Advances i n Researches of M i croorgan is m s i n Gl ac i a l Snow

and I ce on the Q i n gha i -T i bet Pl a teau

3

ZHANG Shuhong,HOU Shugui

33

&Q I N Dahe

(Key Laboratory of C ryosphere and Environm ent,Cold and A rid Regions Environm ental and Engineering Research Institute,

Chinese Acade m y of Sciences,Lanzhou 730000,China )

Abstract M icr oorganis m s,as one of the research para meters f or glaciers of the Q inghai -Tibet Plateau,can not only p r ovide rich s pecies and p sychr otr ophic genes,affect the balance of glacial energy and che m ical substances,but als o correlate with cli 2mate and envir on ment .This revie w p resents s ome of the recent findings and discusses the near future trends of m icr oorganis m s in glacial snow and ice of the Q inghai -Tibet Plateau .I n the recent years,the researches about snow algae have been done in Yala Glacier on the s outhern part of the p lateau,whereas those about bacteria have been investigated on the northern part .Most of the researches have been f ocused on the relati onshi p bet w een glacial m icr oorganis m s and envir on ment .D iversity,ecol ogical significance,cold -adap ted mechanis m of glacial m icr oorganis m s and their correlati on with cli m ate and envir on ment need fur 2ther study .Ref 36

Keywords glacial snow and ice;m icr oorganis m;Q inghai -Tibet Plateau CLC Q938

微生物能够随气流升入高空,然后随降水沉降到冰雪层表

面,而后逐渐沉积到冰芯[1].由于藻类、真菌、细菌和病毒等微生物按照时间序列被保存,因此冰芯记载了不同沉积时期大气向冰川输送的微生物菌群的数量和结构变化的特征,对不同时期各种有关微生物群的分析及其与温度和环境关系的研究将有助于发掘地球生命与寒区环境协同变化的信息.因此,冰川雪冰微生物的研究不仅有利于发掘新的基因资源,丰富微生物多样性、过去环境的变迁、生物基因的进化乃至生命起源的研究,同时也为估计全球范围的微生物多样性及其与气候环境变化关系的研究开辟新途径.作为“世界第三极”的青藏高原,远离海洋,地处低纬度、高海拔(平均4150k m )地区,为两极之外人们最感兴趣的冰川研究热点地区之一.由于冰川雪冰微生物区域上的差异性,研究该地区的冰川雪冰微生物具有特殊的

意义.本文就青藏高原冰川雪冰微生物的研究进展进行综述.

1　青藏高原冰川雪冰微生物的种类及

其来源

青藏高原冰川雪冰中研究较多的生命为低等生物,包括藻

类、真菌、放线菌和细菌等.谢树成[2]从喜马拉雅山达索普冰川雪冰样品中分离出多种细菌和两种酵母菌,均属专性嗜冷菌.在这前后有喜马拉雅冰川藻类的报道[3,4].然而从马兰冰芯中并未恢复出酵母和真菌[5],该冰芯常年处于寒冷干燥的特殊地理环境,使得这里的冰芯微生物以细菌为主[5].之后的慕士塔格[6,7]、普若岗日[8]和东绒布[9]冰川的研究同样以冰芯细菌为主.

虽然冰川雪冰环境有其特殊性,但其中保存的微生物来源基本相似,主要源于周围的海浪、风媒、土壤颗粒、被感染植物和腐烂有机物等.这说明冰川雪冰微生物并不是土著的.对慕士塔格冰芯[10]细菌的16S r DNA 基因序列的分析结果表明,这些细菌与从其他冷环境如极地冰川、海冰、湖水和深海洋中分离出的细菌具有很高的序列相似性.这意味着冰川雪冰中的细菌来自于不同环境的可能性比较大[10].然而确定冰芯微生物来源仅根据序列相似性还远远不够,需要更多的研究来说明.