渭河干流和秦岭北麓典型支流浮游及沉积微生物群落结构与分子生态网络研究
发布时间：2021-04-01 23:11
渭河流域足“一带一路”的核心之地,其中多沙的渭河干流和秦岭北麓水源涵养区,在维持中国黄土高原干旱、半干旱地区及黄河中下游水生态平衡与稳定方面具有重要意义。浮游及沉积微生物生物量大,种类丰富,是河流生态系统结构与功能多样性的维系者和生态过程的重要参与者,其物种数与丰度等反映的群落数量特征以及共发生网络反映的物种间的内在关联均与河流生态现状密切相关。在流域生态学研究的背景下,对流域水生态系统尤其是高度环境异质性的河流生态系统中微生物群落结构、驱动机制及生态模式的研究将为深入认识水圈生态功能与生命-地球协同演化规律提供重要数据支撑。本研究以渭河干流全线和渭河源于秦岭北麓的五条典型支流为研究对象,于2017年10-11月和2018年4-5月开展了两次系统的水环境、浮游及沉积微生物群落调查研究,基于高通量测序Hiseq平台、先进生物信息学分析方法QIIME 2,经过微生物组成与丰度统计、多样性分析、分子生态网络构建,对渭河干支流浮游及沉积微生物群落结构特征与生态模式进行了详细、系统的认识了解。得出的主要结论如下:（1）在分类组成及其驱动因素方面,渭河干支流间微生物群落优势菌和关键物种的差异主要体...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渭河流域干支流采样断面分布图（采样断面自上游至下游顺序排列）
4渭河干支流浮游微生物群落结构25（P<0.01）。基于距离矩阵的PCoA主坐标分析结果如图4-4所示，干流样点较集中，支流样点较集中，而干支流样点较分散，干支流之间浮游微生物群落组成存在显著空间差异（PERMANOVA检验：P<0.005）。表4-1渭河干支流浮游微生物群落α多样性指数Tab.4-1Planktonicbacterialcommunityα-diversityindexbetweentheWeiheRivermainstemanditstributaries多样性指数渭河上游渭河中游渭河下游石头河黑河灞河石堤河罗敷河Observedotus226±44195±42205±26174±51173±73223±95199±76219±57Faithpd7.81±0.897.6±1.237.79±1.087.22±1.015.87±1.37.14±1.546.19±1.427.15±0.92Shannon6.63±0.476.5±0.536.74±0.266.43±0.895.93±1.026.53±0.616.2±0.616.95±0.49Pieloue0.85±0.040.86±0.040.88±0.040.87±0.090.81±0.090.85±0.050.82±0.050.9±0.04图4-4基于距离矩阵的渭河干支流浮游微生物群落组成空间差异的主坐标分析（Principalco-ordinatesanalysis,PcoA）Fig.4-4Principalco-ordinatesanalysis(PcoA)showingspatialdifferencesofplanktonicbacterialcommunityamongdifferentsamplesbetweentheWeiheRivermainstemanditstributariesbasedondistancematrices4.3讨论渭河干支流浮游微生物群落组成体现出一定的相似性。在门水平上，变形菌门和拟杆菌门广泛参与着河流生物地球化学循环过程，符合国内外如多沙河流黄河[55]，低含沙河流长江[7]、密西西比河[98]等河流中优势菌门的一般规律。干支流共同的优势菌属为黄杆菌属与?
4渭河干支流浮游微生物群落结构27类型和浓度增高；另一方面，悬浮颗粒物含量的增高也为微生物生长带来较多的界面以及较丰富的好氧-厌氧栖息地类型[54-55]。同时，表4-1的结果也显示，在浊度较高的渭河干流上游与下游以及支流灞河，群落多样性相对较高，也印证了水体浊度条件的波动会使微生物群落多样性发生变化这一结论。基于距离矩阵的PCoA分析结果显示，渭河干支流间浮游微生物群落组成具有显著空间差异。Mantel检验分析结果显示（图4-5），在渭河干流，随着地理距离的增大，群落的相异性逐渐增大（Mantel检验：R=0.56，P<0.01），由于河流跨度长、流动性强，微生物系统发育相似性衰减（距离衰减模式）[121]；而在渭河支流，由于空间尺度较小，随着空间距离的增加，与地理距离有关的扩散受到约束[122]，因而群落相异性与地理距离之间没有显著相关性（Mantel检验：R=0.11，P>0.05）。a.干流b.支流图4-5渭河干支流浮游微生物群落组成相异性与地理距离之间的相关性分析Fig.4-5PlanktonicbacterialcommunitiesdissimilaritybasedontheBray–CurtisdistanceinrelationtogeographicaldistanceintheWeiheRivermainstemanditstributaries随着研究的深入，学者们已对与渭河干流相似纬度上的不同含沙量的河流以及同样的渭河干流部分河段开展了浮游微生物群落结构的研究。在黄河[55]、嘉陵江[123]以及渭河[102]的浮游微生物群落结构的研究中，变形菌门均被发现是优势菌门，多样性指数均在3.00-8.00之间，证实了含沙河流浮游微生物群落多样性普遍高于其他河流体系（1.00-3.00）的现象[124-126]；同时也证明了与浊度条件有关的悬浮颗粒物SPS及碳氮营养物质在塑造浮
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河内蒙古段表层沉积物细菌多样性及群落结构类型[J]. 王晓丽,其勒格尔. 生态学报. 2020(02)
[2]受引黄影响的河流沉积物细菌群落季节变化[J]. 袁瑞强,吕嘉丽,王仕琴. 环境科学学报. 2019(07)
[3]南淝河表层沉积物细菌群落结构特征及驱动因素[J]. 杨长明,吴亚琼,王育来,郭韵昊. 中国环境科学. 2018(09)
[4]泥沙对氮氨污染物的影响研究[J]. 杨艳慧,崔继成,罗浩东. 科技风. 2018(28)
[5]汾河入黄口夏季微生物群落结构分析[J]. 刘峰,冯民权,王毅博. 微生物学通报. 2019(01)
[6]东北黑土区不同纬度农田土壤真菌分子生态网络比较[J]. 胡晓婧,刘俊杰,魏丹,朱平,崔喜安,周宝库,陈雪丽,金剑,刘晓冰,王光华. 应用生态学报. 2018(11)
[7]厌氧氨氧化菌快速富集培养及微生物机制解析[J]. 陈彦霖,隋倩雯,姜黎安,姚丽,陈梅雪,魏源送. 中国给水排水. 2018(13)
[8]珠江广州段沉积物微生物对环境差异响应分析[J]. 赵文博,刘晓伟,汪光. 环境科学与技术. 2018(S1)
[9]水沙环境变化对季节性多沙河流沉积物菌群特征的影响[J]. 刘睿,周孝德. 中国环境科学. 2017(11)
[10]三峡大坝对香溪河底栖微生物群落结构和多样性的影响[J]. 赵媛莉,张倩倩,刘新华,章晋勇,毕永红. 水生态学杂志. 2017(03)
硕士论文
[1]长江口最大浑浊带表层悬浮物浓度及粒径对水体光谱特性影响的研究[D]. 张俊儒.华东师范大学 2010
[2]泥沙型浑浊水体中浊度对苦草和黑藻生长的影响[D]. 温腾.南京师范大学 2008
本文编号：3114129
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渭河流域干支流采样断面分布图（采样断面自上游至下游顺序排列）
4渭河干支流浮游微生物群落结构25（P<0.01）。基于距离矩阵的PCoA主坐标分析结果如图4-4所示，干流样点较集中，支流样点较集中，而干支流样点较分散，干支流之间浮游微生物群落组成存在显著空间差异（PERMANOVA检验：P<0.005）。表4-1渭河干支流浮游微生物群落α多样性指数Tab.4-1Planktonicbacterialcommunityα-diversityindexbetweentheWeiheRivermainstemanditstributaries多样性指数渭河上游渭河中游渭河下游石头河黑河灞河石堤河罗敷河Observedotus226±44195±42205±26174±51173±73223±95199±76219±57Faithpd7.81±0.897.6±1.237.79±1.087.22±1.015.87±1.37.14±1.546.19±1.427.15±0.92Shannon6.63±0.476.5±0.536.74±0.266.43±0.895.93±1.026.53±0.616.2±0.616.95±0.49Pieloue0.85±0.040.86±0.040.88±0.040.87±0.090.81±0.090.85±0.050.82±0.050.9±0.04图4-4基于距离矩阵的渭河干支流浮游微生物群落组成空间差异的主坐标分析（Principalco-ordinatesanalysis,PcoA）Fig.4-4Principalco-ordinatesanalysis(PcoA)showingspatialdifferencesofplanktonicbacterialcommunityamongdifferentsamplesbetweentheWeiheRivermainstemanditstributariesbasedondistancematrices4.3讨论渭河干支流浮游微生物群落组成体现出一定的相似性。在门水平上，变形菌门和拟杆菌门广泛参与着河流生物地球化学循环过程，符合国内外如多沙河流黄河[55]，低含沙河流长江[7]、密西西比河[98]等河流中优势菌门的一般规律。干支流共同的优势菌属为黄杆菌属与?
4渭河干支流浮游微生物群落结构27类型和浓度增高；另一方面，悬浮颗粒物含量的增高也为微生物生长带来较多的界面以及较丰富的好氧-厌氧栖息地类型[54-55]。同时，表4-1的结果也显示，在浊度较高的渭河干流上游与下游以及支流灞河，群落多样性相对较高，也印证了水体浊度条件的波动会使微生物群落多样性发生变化这一结论。基于距离矩阵的PCoA分析结果显示，渭河干支流间浮游微生物群落组成具有显著空间差异。Mantel检验分析结果显示（图4-5），在渭河干流，随着地理距离的增大，群落的相异性逐渐增大（Mantel检验：R=0.56，P<0.01），由于河流跨度长、流动性强，微生物系统发育相似性衰减（距离衰减模式）[121]；而在渭河支流，由于空间尺度较小，随着空间距离的增加，与地理距离有关的扩散受到约束[122]，因而群落相异性与地理距离之间没有显著相关性（Mantel检验：R=0.11，P>0.05）。a.干流b.支流图4-5渭河干支流浮游微生物群落组成相异性与地理距离之间的相关性分析Fig.4-5PlanktonicbacterialcommunitiesdissimilaritybasedontheBray–CurtisdistanceinrelationtogeographicaldistanceintheWeiheRivermainstemanditstributaries随着研究的深入，学者们已对与渭河干流相似纬度上的不同含沙量的河流以及同样的渭河干流部分河段开展了浮游微生物群落结构的研究。在黄河[55]、嘉陵江[123]以及渭河[102]的浮游微生物群落结构的研究中，变形菌门均被发现是优势菌门，多样性指数均在3.00-8.00之间，证实了含沙河流浮游微生物群落多样性普遍高于其他河流体系（1.00-3.00）的现象[124-126]；同时也证明了与浊度条件有关的悬浮颗粒物SPS及碳氮营养物质在塑造浮
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河内蒙古段表层沉积物细菌多样性及群落结构类型[J]. 王晓丽,其勒格尔. 生态学报. 2020(02)
[2]受引黄影响的河流沉积物细菌群落季节变化[J]. 袁瑞强,吕嘉丽,王仕琴. 环境科学学报. 2019(07)
[3]南淝河表层沉积物细菌群落结构特征及驱动因素[J]. 杨长明,吴亚琼,王育来,郭韵昊. 中国环境科学. 2018(09)
[4]泥沙对氮氨污染物的影响研究[J]. 杨艳慧,崔继成,罗浩东. 科技风. 2018(28)
[5]汾河入黄口夏季微生物群落结构分析[J]. 刘峰,冯民权,王毅博. 微生物学通报. 2019(01)
[6]东北黑土区不同纬度农田土壤真菌分子生态网络比较[J]. 胡晓婧,刘俊杰,魏丹,朱平,崔喜安,周宝库,陈雪丽,金剑,刘晓冰,王光华. 应用生态学报. 2018(11)
[7]厌氧氨氧化菌快速富集培养及微生物机制解析[J]. 陈彦霖,隋倩雯,姜黎安,姚丽,陈梅雪,魏源送. 中国给水排水. 2018(13)
[8]珠江广州段沉积物微生物对环境差异响应分析[J]. 赵文博,刘晓伟,汪光. 环境科学与技术. 2018(S1)
[9]水沙环境变化对季节性多沙河流沉积物菌群特征的影响[J]. 刘睿,周孝德. 中国环境科学. 2017(11)
[10]三峡大坝对香溪河底栖微生物群落结构和多样性的影响[J]. 赵媛莉,张倩倩,刘新华,章晋勇,毕永红. 水生态学杂志. 2017(03)
硕士论文
[1]长江口最大浑浊带表层悬浮物浓度及粒径对水体光谱特性影响的研究[D]. 张俊儒.华东师范大学 2010
[2]泥沙型浑浊水体中浊度对苦草和黑藻生长的影响[D]. 温腾.南京师范大学 2008
本文编号：3114129
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