东极贻贝养殖区表层海水中AAPB群落结构和多样性随季节变化的研究

发布时间：2019-03-08 16:24

【摘要】：微型浮游生物在海洋中分布广泛并且具有相当高的数量,它们在海洋生态系统中占据着非常重要的位置,在系统内能量传递与转化和物质循环等过程中发挥着至关重要的作用,在环境生态研究领域备受关注。随着全球气温逐渐升高和海洋环境污染形势的恶化,近几十年来世界各国都致力于与海洋固碳、污染防治等相关的微生物研究,好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)是一类最典型研究对象之一。它们是自然界重要的一类特殊的光合异养微生物,广泛分布在各种海洋环境中,在微生物生态学、海洋碳汇和海洋生态系统的生物地球化学循环的过程中具有潜在的重要作用。本研究主要应用TA克隆技术和高通量测序等分子生物学方法对我国东极青浜岛贻贝养殖区海域和非养殖区AAPB的多样性情况、群落分布及其影响因子进行探讨。我们于2015年10月-2016年7月分四个季度依次在研究海域采集0.5m深度的表层海水样品,采样的同时进行水温、盐度等水质参数的检测。对采集的水样进行抽滤过膜处理,然后提取浮游微生物总基因组DNA,利用编码光反应中心的小亚基pufM基因的特定引物进行扩增,通过构建TA克隆文库进行验证性实验,然后运用高通量测序技术进行测序,进而对AAPB多样性和群落结构的分析。通过对海水样品进行高通量测序,总计得到个755,040条优质序列,包括18,673个OTU,分属于161个属。根据计算得到各样品的Chao指数的结果,我们推断出各样品丰度排列顺序是:DD1DC1DX1DQ2DQ1DD2DC2DX2,根据Shannon指数和Simpson指数结果可知各站点微生物多样性排序结果是:DD1DQ2DC1DQ1DD2DC2DX1DX2。样品的覆盖度(Coverage)的值超过了0.9,说明覆盖度和测序深度已经足够,构建的文库可用于评估AAPB多样性情况。在青浜岛贻贝养殖区和非养殖区海域,四个季度的海水样品分析结果中的细菌类群主要包括Actinobacteria(放线菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Cyanobacteria(蓝藻门)、Deinococcus-Thermus(异常球菌-栖热菌门)、Euryarchaeota(广古菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Fusobacteria(梭杆菌门)、Proteobacteria(变形菌门)和unclassified未分类细菌。在这个8个样品中共有的微生物是变形菌门和厚壁菌门,其中变形菌门为最优势菌群,厚壁菌门排在第二位。Proteobacteria(变形菌门)的Alphaproteobacteria(α变形菌纲)中的Methylobacterium属、Sphingomonas属、Rhodobacter属和Brevundimonas属等菌属在所有的样品中丰度都较高,说明了这些细菌适宜生存的空间和时间范围都比较广,因此也说明了变形菌对环境超强的适应能力和分布的范围非常地广。由样品聚类树状图的分析结果,纵观时间和空间尺度,秋季的养殖区和冬季非养殖区群落结构最为近似。根据PCA分析结果可知,非养殖区春、夏、秋和冬季四个样品距离较近,而来自养殖区的夏、秋和春季三个样品距离较近,则说明这些样品的组成较相似。养殖区冬季的样品和其他几个样品距离均比较远,说明这个样品具有独特的群落组成,同一个季节两个海域样品距离比较近的是春季、夏季和冬季,说明在春季、夏季和冬季,两个海域的微生物群落结构比较相似。RDA分析是一种可以检测环境参数、样品、微生物三者之间的关系或者两两之间的关系的线性模型。RDA分析结果显示,DO(溶解氧)、Salinity(盐度)、DIN(溶解无机氮)、SiO32-(硅酸盐)和T(温度)是影响AAPB属分布的非常重要的一些环境因子。由于PO43-(磷酸盐)在零点位置,射线很短,所以对AAPB群落分布无相关性影响。这几种环境因子中,T(温度)和Salinity(盐度)的射线比其他几个因子长,说明这两个因子是影响AAPB的群落分布的最重要的环境因素。本研究的结果显示,青浜岛海域蕴含着较为丰富的AAPB类群,为全面认识在特殊功能海域中AAPB多样性和丰度奠定基础。
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【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S917.1

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