赣江流域微型浮游真核生物时空分布格局

发布时间：2020-06-03 18:26

【摘要】：微型浮游真核生物形态各异,物种丰富,分布广泛,是水生生物群落的重要组成部分,具有重要的生态学功能。目前,针对微型浮游真核生物的多样性和生物地理学研究往往忽略了时间尺度和使用通用引物引起的偏差。在淡水水系中,干流和支流相互贯通但生态环境各异,支流汇入会影响干流生物群落的丰度及多样性,尽管淡水微型浮游真核生物的相关研究近年来取得了很大进展,但仍缺乏对整个流域内微型浮游真核生物时空分布格局方面的研究。另一方面,微型浮游真核生物地理分布模式是“限制性分布”还是“广布性分布”仍存在争议。在上述研究背景下,本研究选用针对微型浮游真核生物核糖体小亚基rRNA基因V4高变区的特异引物,应用高通量测序方法,首次在赣江流域系统开展了为期一周年的微型浮游真核生物多样性和时空分布格局研究,主要结果如下:(1)赣江流域微型浮游真核生物高度丰富多样,共获得4330788条有效序列,4903个OTUs(Operational Taxonomic Units),其中大多数OTUs丰度较低。所获OTUs覆盖了真核生物系统中发育位置已确定的所有超类群,其中泛植物界Archaeplastida和Hacrobia为赣江流域的广布类群;弯隐藻(Cryptomonas curvata)为赣江流域的优势种,在所有样点均有分布,其丰度占总丰度的9.47%。(2)所有样点均检测到未知类群,未知类群OTUs数占总OTUs数的13.6%。有些广布物种,其分类阶元仍然不明确,如丰度(Abundance)位居第二的OTU4250,虽然在各样点均有分布,但仍然无法比对到已知物种。在赣江流域发现一些被归为典型海洋类群的不等鞭毛类(Stramenopile),如MAST-2、MAST-12和MAST-6,表明这些类群不是特有的海洋类群。(3)本研究数据支持微型浮游真核生物限制性分布模式(Limited distribution patterns)。对赣江流域OTUs分布频率进行拟合发现,其分布符合:y=466.5756-143.76447(1-exp(-x/859.31237))-444.50965(1-exp(-x/8.99464))的分布模型(R2=0.97207)。(4)赣江流域微型浮游真核生物不同季节OTU水平的物种丰富度(Species richness)排序为:春季夏季秋季冬季,物种丰度排序为:冬季春季秋季夏季。冬季弯隐藻(Cryptomonas curvata,OTU1250)为绝对优势物种,其丰度为其它物种的3倍以上。春夏秋冬四个季节特有OTUs数占总OTUs数的14.2%,且所有样点微型浮游真核生物的丰度和丰富度均存在季节性差异,表明分季节采样调查是必须的。(5)各季节功能类群的丰度排序均为:自养生物自由生活的异养生物寄生虫,且功能类群之间的丰度存在1~2个数量级的差异。冬季寄生虫的丰度远大于其他季节。(6)支流的汇入是影响干流微型浮游真核生物群落变化的重要原因之一,干流上游特有OTUs数占总OTUs数的29%,从上游到下游干流特有OTUs逐渐减少,干流与支流微型浮游真核生物类群逐渐趋同。(7)温度、地理位置和时间跨度是影响微型浮游真核生物群落变化的重要因素。
【图文】：

示生态系统中生物群落的组成、多样性以及产生这种多样性的进化过程是生基本目标。微型真核生物是真核生物的重要组成部分，研究其群落多样性是物生命起源的首要任务[1]。微型真核生物（Microbial eukaryotes）或称真核ukaryotic microbes），包括原生生物（Protista）和低级真菌（Lower fungi）[2, 3系统中，微型浮游真核生物大小各异、形态高度丰富多样、分布广泛[4]，对系统的功能，特别是能量流动和物质循环，有着不可或缺的作用[5-8]。研究物分布及其时空变化，对了解水生态系统的结构和功能以及水资源的保护和要意义。 微型真核生物的组成型真核生物覆盖了真核分类系统发育树中所有的超类群和不确定的Centrohelepharids、Telonemia 类群（图 1-1）[2, 9]。

相比较于存在地理隔离的水域（如：湖泊、池塘），流动的江河水系将跨越不同度的生境联系成一个整体，与人类社会发展更为密切相关。微型浮游真核生物是水态群落的重要组成部分，其物种组成、丰度与丰富度是水环境的生态状态及质量的指标，为了有效保护和利用水资源，需要加强对河流生态系统中的生物群落的监测究[42, 63, 128]。.5 赣江水系简介.5.1 赣江流域生态系统的特征赣江地理位置：赣江流域位于中国的东南部，是长江的第七大支流，位于东13°30′-116°40′E 和北纬 24°29′-29°21′N（图 1-2）[129]，是江西省最大河流，，由南至北江西全境，是鄱阳湖流域 5 河之首。其发源于石城县，流至鄱阳湖并在江西湖口汇江，最终随着长江流入东海。流域东以抚河为界，东南以武夷山脉和福建省为界，广东省，西连湖南省，西北部以修河支流潦河为界。在维持和补充鄱阳湖和长江流生生物多样性方面起到至关重要的作用[130, 131]。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q178

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本文编号：2695215