三江流域水土界面沉積物微生物群落結(jié)構(gòu)、多樣性及豐度研究.pdf

1、為了探討無機(jī)鹽分、養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)礦化作用對微生物群落結(jié)構(gòu)、多樣性和功能微生物豐度影響，河流水土界面微生物群落結(jié)構(gòu)和碳、氮、硫循環(huán)功能微生物種群的演替規(guī)律，本論文以九龍江、閩江和甌江三江流域作為研究區(qū)域，并增加溫室培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，對其中水土界面沉積物樣品中的理化參數(shù)、微生物群落、多樣性和功能微生物豐度進(jìn)行測定;采用基因文庫構(gòu)建技術(shù)、變性梯度凝膠電泳技術(shù)(DGGE)和illumina高通量測序技術(shù)分析了樣品中微生物群落結(jié)構(gòu)及活動規(guī)律;利用實(shí)時熒光定

2、量PCR(RT-PCR)技術(shù)對功能微生物進(jìn)行定量，分析豐度在不同鹽分區(qū)域的變化規(guī)律，進(jìn)而闡述環(huán)境因素和有機(jī)質(zhì)礦化作用對微生物群落結(jié)構(gòu)、多樣性及功能微生物豐度影響規(guī)律;主要研究結(jié)果如下:
　　 1)三江流域水土界面沉積物中，大部分站位Proteobacteria為優(yōu)勢細(xì)菌種類，九龍江淡水區(qū)域和咸水區(qū)域Firmicutes占主要部分;β-proteobacteria隨電導(dǎo)率增加而降低，γ-proteobacteria隨電導(dǎo)率增加而增

3、加;δ-proteobacteria和ε-proteobacteria在電導(dǎo)率較低的區(qū)域存在較少甚至未檢測出;
　　 2)甌江流域微生物群落結(jié)構(gòu)與九龍江和甌江存在較大差異;功能微生物群落結(jié)構(gòu)在不同流域間存在差異:甌江流域，產(chǎn)甲烷菌群落結(jié)構(gòu)（基于mcrA基因）與鹽度、TN（總氮）、TC(總碳)和NO3--N相關(guān)，氨氧化細(xì)菌(AOB)群落結(jié)構(gòu)與鹽度相關(guān);九龍江和閩江流域，反硝化菌群（基于nirS基因）和異化型硫酸鹽還原菌（基于dsr

4、AB基因）群落結(jié)構(gòu)與鹽度相關(guān)，氨氧化細(xì)菌和異化型硫酸鹽還原菌群落結(jié)構(gòu)與pH相關(guān)，異化型硫酸鹽還原菌群落結(jié)構(gòu)與TS(總硫)相關(guān);
　　 3)甌江流域氨氧化古菌所得9條優(yōu)勢條帶經(jīng)測序比對均與Nitrosopumilus達(dá)到97％以上相似度，在系統(tǒng)發(fā)育樹上與九龍江和閩江氨氧化古菌序列處于不同枝，說明甌江沉積物中氨氧化古菌與九龍江、閩江沉積物中氨氧化古菌親緣關(guān)系比較遠(yuǎn);三江流域所得35條氨氧化細(xì)菌優(yōu)勢條帶均為β-proteobacter

5、ia，其中有五條屬于Nitrosomonadaceae;
　　 4)三江流域水土界面沉積物中細(xì)菌豐度顯著高于占菌豐度，推測在沉積物中細(xì)菌為優(yōu)勢微生物，九龍江和甌江古菌豐度隨鹽度增加;三江流域氨氧化古菌amoA基因豐度顯著高于氨氧化細(xì)菌amoA基因，推斷沉積物氨氧化過程中，占菌占主導(dǎo)地位;三江流域，nirS和dsrA基因豐度隨鹽度增加而增加;九龍江、甌江AOB豐度和相對豐度隨鹽度增加而增加，AOA僅絕對豐度增加;
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6、)淡水培養(yǎng)沉積物和咸水培養(yǎng)沉積物中細(xì)菌由Actinobacteroa、Bacteroidetes、Chloroflexi、Firmicutes、Nitrospirae、Proteobacteria、Acidobacteria和Cyanobacteria占優(yōu)勢，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)存在較大差異;可交換性鐵、可交換性亞硝酸鹽、可交換性銨鹽、氧化還原電位和pH是影響細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的主要因素;溫室培養(yǎng)增加沉積物中微生物多樣性;
　　 6)溫室培養(yǎng)