会仙湿地生态恢复中的细菌群落结构及其与环境因子间的关联研究

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会仙喀斯特湿地是我国目前已知漓江流域最大的岩溶峰林湖泊型湿地,生态稳定性差。细菌是其生态系统中营养元素迁移转化及能量循环的重要驱动因素,对环境变化响应迅速,因此常被用来表征环境质量。然而针对会仙喀斯特湿地细菌群落多样性的研究还比较少。本研究以会仙喀斯特湿地为研究对象,采用高通量测序技术,在2018年3月到2019年2月,分四季对12个样点的水体和沉积物质量进行测定并对湿地细菌群落结构、多样性及丰度进行研究,以分析会仙喀斯特湿地的污染情况及揭示细菌群落结构与环境因子的关系,主要研究结果如下:(1)水体及沉积物综合污染指数评价结果表明:会仙湿地水质除春季属于重污染外,其余三季度均属于严重污染,主要超标指标为TP、TN和DO。沉积物在四个季度内均出现重度污染情况。说明目前会仙湿地污染物以氮磷营养盐及耗氧化合物为主,富营养情况严重,其污染来源主要为码头生活污水等点源污染及农业退水等面源污染。(2)湿地中变形菌门(Proteobacteria)是绝对优势菌门,广泛分布于水体、沉积物及植物根际中。其他优势菌门还包括拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)。其中,变形菌门(Proteobacteria)参与碳、氮、磷、硫各物质循环;绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes)参与碳循环。(3)属水平细菌多样性很高,存在大量未分类(unidentified)和未培养(Candidatus)的细菌,说明会仙湿地中可能存在很多潜在的新物种。不同类型样品中群落结构存在差异,但从整体看,主要的优势菌属及其生态功能为:Polynucleobacter属、unidentifiedRhodocyclaceae属、Limnohabitans属、unidentifiedGammaproteobacteria属、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、unidentifiedBurkholderiaceae属和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)推测参与氮循环;unidentifiedDeltaproteobacteria属推测参与碳、磷、硫的循环;Pseudarcicella属、黄杆菌属(Flavobacterium)、Fluviicola属和unidentifiedDehalococcoidia属推测参与碳循环。(4)细菌群落环境因子分析表明:对水体细菌群落多样性和丰度影响较大的环境因子是pH、CODCr、Cl-、SO42-、NO3--N和CODCr。对沉积物和植物根际细菌群落多样性和丰度影响较大的是TN、NO3--N以及NO2--N。同时dbRDA分析表明,整体而言,TP和NH4+-N对会仙湿地细菌群落结构产生主要影响。
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