近几年来，珠江口富营养化进程加速，赤潮发生次数明显增加，对海洋渔业生产及海洋生态环境造成了巨大的破坏。探讨微生物群落结构和分布特征，研究珠江口冲淡水以及南海海水等自然和人为因素对水体以及沉积物微生物种类组成、优势菌群等的影响，以及微生物对环境因子的响应过程，有助于深层次理解该河口沉积物的生态系统结构和功能，为我国近海微生物资源及生态环境的研究提供理论依据。本论文通过的分子生物学方法直接从珠江口水体和沉积物中提取样品总DNA，通过PCR扩增水样和沉积物中的16S rRNA或18S rRNA基因片段，利用PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)的方法对微生物种群结构的季节性变化特征进行比较和研究，获得了不同地区的微生物指纹图谱及类群组成；同时运用统计的方法，研究水体环境变化对沉积物微生物群落的影响，分析比较不同站位间以及季节性的微生物群落差异，进而推断它们与环境之间的相互作用关系。　　 本研究主要取得以下成果：　　 1.研究了珠江口春季水体表底细菌的群落结构，研究表明淡水区、咸水区以及咸淡水混合区的微生物群落结构各不相同，微生物种类受到陆源和海洋的双重影响。序列遗传发育分析结果显示，序列分别归属于变形细菌(Proteobacteria)，酸杆菌(Acidobacteria)，蓝细菌(Cyanobacteria)，厚壁细菌(Firmicutes)和放线菌(Actinobacteria)。变形细菌(Proteobacteria)是所有细菌中种类最多和生理特征上最具多样性的类群。同时检测到种类丰富的放线菌的存在。　　 2.本实验通过DGGE的方法分析了珠江口沉积物不同深度细菌的群落多样性特征。结果表明珠江口区域不同站位(除A2站位)、不同深度细菌种群多样性变化明显，垂直梯度对细菌结构的影响显著；典型性相关分析(CCA)结果表明微生物种群同上覆水营养盐NH4-N，PO4-P和SiO3-Si的浓度显著相关，同时pH和盐度对沉积物细菌群落结构有着明显的影响。遗传发育分析表明调查站位沉积物细菌很高的种群多样性，尤其是变形细菌(Proteobacteria)多样性最高，同时发现种类丰富的拟杆菌(Bacteroidetes)的存在，也是调查区域的优势种群。　　 3.通过DGGE的方法分析了珠江口沉积物不同季节微生物(细菌、放线菌、蓝细菌以及古菌)群落多样性特征，结果显示不同站位表层沉积物都有比较高的微生物多样性。细菌和放线菌群落季节性变化比较一致，冬季沉积物微生物群落多样性比夏季要高；典型性相关分析表明微生物少部分种群在夏季同营养盐浓度和pH显著相关，大部分微生物种群同现有的五项营养盐等没有很直接的关系，夏季微生物种群应该受其它因素的调控。CCA结果显示，冬季所有的营养盐都与微生物类群有相关关系，但是环境因子对微生物种群的影响减弱。同时序列分析显示，珠江口沉积物微生物种群具有丰富的多样性。　　 运用DGGE与多元统计结合的方法，分析了珠江口沉积物夏季和冬季蓝细菌的种群多样性变化，结果显示蓝细菌群落在冬夏季节有着截然不同的种群结构。典型性相关分析表明，蓝细菌基因型在夏季与铵盐、硝酸盐以及磷酸盐成正相关关系，夏季蓝细菌群落结构受到营养盐的调控作用；但是在冬季蓝细菌群落结构受到外海水的调控，与pH与硅酸盐正相关关系。沉积物中优势蓝细菌种群分属六个属：Synechococcus(聚球藻)，Cyanobium(蓝菌属)，Chroococcus(色球藻属)，Prochlorales(原绿球藻属)，以上属于色球藻目(Chroococcales)，Chroococcidiopsis(拟色球藻属)(宽球藻目Pleurocapsales)和Tolypothrix(单歧藻属)(念珠藻目Nostocales)。同时，实验也证明蓝细菌种群同其他种群一样具有明显的的陆源性和海洋性双重特征。　　 实验运用DGGE的方法分析了珠江口沉积物夏季和冬季古菌的种群多样性变化，结果显示古菌群落在冬夏季节有着不同的种群结构，受季节性变化明显，古菌受到陆源和海洋双重影响。所有的序列被分为两个主要的类群，广古生菌(Euryarchaeota)和泉古生菌(Crenarchaeota)。所有测序的条带平均的分配到两种类群古菌中，分别占一半，说明珠江口沉积物中两种类群古菌种类大致相同。　　 4.实验运用DGGE的方法分析了珠江口沉积物夏季和冬季真核生物的种群多样性变化，结果显示真核生物群落在冬夏季节有着不同的种群结构，暗示了真核生物种群结构在不同季节变化明显。系统发育分析表明，序列分为Metazoa(后生动物)、Fungi(真菌)、Chlorophyta(绿藻)和Alveolata(囊泡虫)。实验没有检测到原生动物类型的存在，同显微镜下检测结果一致，说明原生动物不是珠江口沉积物的优势真核生物类群。实验结果还证明珠江口沉积物线虫较高的多样性。