氮是高寒生態(tài)系統(tǒng)的限制性營養(yǎng)元素，對固氮細(xì)菌多樣性及其影響因素的研究有助于解決高寒生態(tài)系統(tǒng)土壤氮缺乏的難題。
中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所科研人員在祁連山區(qū)冰溝選擇了兩種典型植被進(jìn)行樣方調(diào)查和土壤樣品采集。通過對其土壤理化性質(zhì)進(jìn)行測定，對兩種植被土壤中的固氮細(xì)菌多樣性和豐度用克隆文庫（clone library）和定量PCR技術(shù)進(jìn)行了檢測。
固氮基因（nifH）克隆文庫分析結(jié)果顯示，所有可鑒定的固氮細(xì)菌均屬于變形菌門，其中固氮螺菌（Azospirillum）是灌叢土壤中特有的固氮細(xì)菌；而莢瘤菌（Thiocapsa），德克斯氏菌（Derxia），外硫紅螺菌（Ectothiorhodospira），中慢生根瘤菌（Mesorhizobium），克雷白氏桿菌（Klebsiella），劍菌（Ensifer），甲基細(xì)胞菌（Methylocella）和假單胞菌（Pseudomonas）是草甸土壤中特有的固氮細(xì)菌。系統(tǒng)發(fā)育分析將nifH 基因的序列分為5個(gè)分支：分支I，II和III主要是來源于草甸土壤的nifH 序列，而分支IV主要由來源于灌叢土壤的nifH 序列組成。nifH 基因的香農(nóng)多樣性指數(shù)的變化范圍是1.5～2.8，草甸土壤中的多樣性高于灌叢土壤；nifH基因拷貝數(shù)的變化范圍是4.0×106～6.9×107 copies g-1 soil，草甸土壤中的拷貝數(shù)低于灌叢土壤。冗余分析表明：灌叢土壤中，nifH 基因的多樣性和拷貝數(shù)與地上生物量相關(guān)；草甸土壤中，nifH 基因的多樣性主要受海拔的影響，而其拷貝數(shù)主要受土壤速效鉀的影響。
該研究成果發(fā)表于Biogeosciences。
基因的拷貝數(shù)和多樣性指數(shù)（*顯著性水平為P < 0.05）
固氮細(xì)菌群落特征與環(huán)境因子間的RDA分析。RDA圖（Biplots方法）基于物種與環(huán)境變量間的線性相關(guān)模型在CanoDraw中生成。紅色箭頭和字體代表環(huán)境因子，藍(lán)色箭頭和黑色字體代表固氮細(xì)菌群落特征。
