太湖表层沉积物中放线菌群落结构时空分布特征研究

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在淡水湖泊生境中,放线菌是生态系统微食物网物质循环和能量流动的重要参与者。由于放线菌生长缓慢、分离困难,传统分离培养方法严重制约了人们对湖泊生态系统中放线菌群落结构组成特征的认识。现代分子生物学技术的应用,使人们对不同生境中放线菌群落基因多样性和时空变化特征研究取得重要进展。本文采用基于放线菌16S rRNA基因变性梯度凝胶电泳(DGGE)和构建克隆文库方法,考察太湖表层沉积物放线菌群落结构空间异质性和季节变化特征。并结合表层沉积物环境因子时空变化特点,初步探讨两者之间的变化关系。得到如下结论:  (1)东太湖表层沉积物中放线菌群落遗传多样性较高,DGGE指纹图谱样品平均条带数为21.5±2个。在空间尺度上,群落结构多样性(如Shannon-Wiener指数)差异不明显。  (2)聚类分析结果表明,放线菌群落空间分布特征表现为相邻采样位点群落结构较为相似,这可能与相邻位点沉积物理化性质类似有关。典型对应分析(CCA)结果表明,东太湖表层沉积物中放线菌群落结构变化的主要影响因子为沉积物pH。  (3)梅梁湾与湖心表层沉积物中,放线菌群落Shannon-Wiener多样性指数变化不明显,而Simpson指数夏季显著高于其它季节。  (4)DGGE聚类结果表明,梅梁湾与湖心表层沉积物中放线菌群落结构组成具有时空差异,且季节异质性大于空间异质性。基于放线菌16S rRNA基因代表文库群落结构主成分分析(PCA)和除趋势对应分析(DCA)结果显示,群落结构季节变化大于空间变化。夏季表层沉积物中放线菌群落结构明显区别于其它季节,可能与沉积物营养盐(TN、TP和TOC)分布季节性差异和夏季蓝藻爆发影响表层沉积物中微生物群落结构组成有关。  (5)系统发育分析结果显示,大量典型淡水水体放线菌类群(acI、acII和acIII)出现于梅梁湾与湖心表层沉积物。首先,放线菌具有很强的适应性和生理可塑性,因此典型淡水水体放线菌类群也可能生存于湖泊表层沉积物。其次,部分表层沉积物中放线菌类群可能是水体放线菌的休眠体。
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