深圳大鹏湾海域锥状斯氏藻赤潮期间细菌群落结构变化研究

目的:近年来,赤潮在我国的发生呈增加的趋势,并造成了极大的经济损失。过去研究赤潮发生的机理主要集中在理化因素的影响,而越来越多的证据表明仅凭借营养盐等环境因素并不能解释大部分赤潮现象,藻际微生物可能发挥着重要作用。本文跟踪观测了2010年7月深圳大鹏湾海域爆发的锥状斯氏藻赤潮生消过程中细菌群落丰度种类的变化,从微生物与赤潮藻相互作用的角度探讨了赤潮的生消过程,讨论了不同时期不同关键菌群的特殊作用,为解释赤潮爆发和消亡提供了新的视角,为赤潮的监控和防治新方法的建立奠定了理论基础。方法:本文按时间顺序共采集该赤潮9次样本,利用末端限制性酶切片段长度多态性分析(T-RFLP)等分子生物学方法,通过主成分分析、克隆文库的构建,研究了微生物群落的变化过程,并探讨了特定种属的微生物在赤潮发生、发展和消亡过程中的作用。结果:从浮游细菌丰度来看,随着锥状斯氏藻细胞数量的波动,浮游细菌总数也随之呈现相应的变化。从浮游细菌的种类来看,它们主要属于变形杆菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。从浮游细菌的动态变化过程来看,赤潮生消过程中,浮游细菌群落呈现出一定的演替现象,特别是在赤潮后期,群落主成分变化尤为显著。从关键菌群的作用来看,属于γ变形杆菌门的Alteromonas sp.一直占有较高的丰度,赤潮中后期受到菌群相互作用导致比例下降,而赤潮后期其他关键菌群的丰度的增高可能是导致赤潮消亡的重要原因。结论:本文利用T-RFLP这一DNA指纹技术分析微生物群落结构和多样性特征,通过研究赤潮生消过程中藻际浮游细菌群落的动态变化,发现随着赤潮的发展,浮游细菌群落发生着相应的变化。结果说明赤潮藻体丰度数量的改变影响着浮游细菌群落的组成。相对地,细菌群落的适应调整迅速造成赤潮藻体局部生长环境的改变,从而影响赤潮的发展过程。     

基于PCR-DGGE技术的红树林区微生物群落结构

【目的】为了解红树林沉积物中细菌的群落结构特征。【方法】应用PCR-DGGE技术对福建浮宫红树林的16个采样站位样品细菌的群落结构进行了研究。根据DGGE指纹图谱,对它们的遗传多样性进行了分析。【结果】各站位样品细菌多样性指数(H)、丰度(S)和均匀度(EH)均有所不同,这些差异与它们所处站位的不同有关,红树林区细菌多样性高于非红树林区细菌多样性。对不同站位细菌群落相似性分析,它们的相似性系数也存在一定的规律,同一断面的细菌群落结构相近性较高。对DGGE的优势条带序列分析,同源性最高的微生物分别属于变形菌门(Proteobacteria)、酸菌门(Acidobacteria)和绿菌门(Chlorobi),它们均为未培养微生物,分别来自于河口海岸沉积物。【结论】应用PCR-DGGE技术更能客观地反映红树林沉积物中真实的细菌群落结构信息。另外,研究也表明红树林区微生物多样性丰富,在红树林区研究开发未知微生物资源具有巨大的潜力。     

新疆阿克苏地区盐碱地细菌类群多样性及优势菌群分析

【目的】研究新疆阿克苏地区盐碱土样中细菌类群多样性和优势种群,及其与环境因子的相关性。【方法】采用基于16S rDNA的变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)、克隆测序和典型相关性分析(CCA)的方法。【结果】优势菌群序列分析表明有29个序列属于未培养的微生物,其他43个序列分属细菌的9个目:粘球菌目(Myxococcales)、假单胞菌目(Pseudomonadales)、根瘤菌目(Rhizobiales)、芽孢杆菌目(Bacillales)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、放线菌目(Actinomycetales)、海洋螺菌目(Oceanospirillales)、黄杆菌目(Flavobacteriales)、交替单胞菌目(Alteromonadales),21个属。【结论】新疆阿克苏地区土壤中的微生物丰富度非常高,存在大量的细菌类群,优势菌群不尽相同,盐碱土样中微生物群落结构与环境因子是密切相关的。     

九龙江口沉积物TCBS(Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose)菌群的分布

【目的】调查九龙江流域对厦门海域潜在的病原菌"污染",为相关侵染性病害的预防和控制提供有价值的资料。【方法】通过TCBS(Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose)培养基从九龙江河口沉积物中分离到158株细菌,应用16S rRNA基因-RFLP(限制性酶切图谱多样性分析)及16S rRNA基因序列分析等方法对158株细菌进行分子鉴定。【结果】研究结果表明九龙江口沉积物中分布的TCBS菌群分别属于7个属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)占28%,气单胞菌属(Aeromonas)占24%,假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)占19%,希瓦氏菌属(Shewanella)占13%,芽孢杆菌属(Bacillus)占11%,弧菌属(Vibrio)占4%,嗜冷杆菌属(Psychrobacter)占1%。不同站位TCBS菌群的组成及各菌群的相对差异明显,其中上游区域以非嗜盐或耐盐细菌为主,下游区域以嗜盐细菌和耐盐细菌为主,具有典型的河口细菌分布特征。盐度对各TCBS菌群的分布具有重要的影响。弧菌在整个河口区所占的比例不大(6%-19%)且集中在下游区域。【结论】九龙江口存在大量的条件致病菌,其中以气单胞菌属为代表的耐盐菌,对厦门海域存在陆源性污染的风险;绝大多数弧菌属于海洋土著细菌,正常情况下(非流行性弧菌病期间)非来源于九龙江冲淡水的直接污染。     

大连长山群岛海岸带沉积物微生物群落结构特征

【目的】为揭示海岸带微生物群落结构在人类活动影响下的分布差异及对环境因子变化的响应趋势,【方法】本实验采用t-RFLP和DGGE技术,对大连长山群岛不同功能类型海岸潮间带沉积物中的微生物群落结构特征进行比对和分析,并通过16S rRNA基因文库解析养殖污染站位的微生物群落结构特征。【结果】T-RFLP的t-RF分析显示,养殖污染严重站位的微生物丰度、香农指数和均匀度明显高于其它站位。通过对t-RFLP色谱峰和DGGE图谱聚类分析发现,处于旅游区的2个站位微生物群落结构相似度较高,养殖区随污染程度加重与旅游区的群落结构差异增大。对污染严重站位建立的克隆文库显示变形菌门(Proteobacteria)为优势菌群,其中γ-变形菌门是主要存在的亚门微生物。【结论】T-RFLP和DGGE技术从不同方面反映了环境中的微生物群落结构特征,研究结果表明养殖污染区的微生物群落结构发生明显变化,其影响大于地理隔离效应,污染严重区域的微生物群落中存在大量肠杆菌属,且多个物种与富营养化和赤潮相关联,如拟杆菌门和α-变形细菌红细菌目的细菌。     

南明河城区河段细菌多样性与环境因子的关系

摘要:【目的】了解南明河城区河段细菌群落结构及多样性变化,探讨城区河段环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】应用对细菌16S rDNA V4区的高通量测序技术,分析和比较了南明河流经城区的5个样点的细菌群落多样性;然后采用冗余分析(RDA)探讨了水体环境因子与细菌多样性的关系。【结果】南明河贵阳区段细菌多样性指数( Shannon-Wiener 指数)分析结果显示,多样性指数平均达7.5,乌当桥采样点的细菌多样性＞水口寺采样点＞五眼桥采样＞花溪大桥采样点＞冠洲桥采样点。序列比对结果显示,南明河内细菌除了部分分类地位不明确的菌群和稀有菌群外,其余分布于11个门包含327个属的细菌,优势菌门为变形菌门(Proteobacterice,66.1%±3.30%),其中γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,54.76%±4.86%)为优势亚群,假单胞菌属(Pseudomonas,16.92%±0.02%)为优势菌属;RDA结果表明不同菌群受不同环境因子的影响 不同,菌属群落Ⅳ和环境中总氮、总磷显著正相关。【结论】高通量测序分析能获得更为全面的细菌群落多样性信息。河流经过城区后环境因子发生较大变化,影响河流细菌群落结构改变。这为研究河流城市区段的细菌结构多样性及与环境因子的关系提供了新的科学数据。     

变性梯度凝胶电泳分析草菇培养料二次发酵过程中细菌群落演替

[目的]了解草菇以废棉为主要成分的培养料在二次发酵过程中细菌群落结构变化情况,确定发酵不同阶段的优势菌群,为能够在分子水平上快速准确地监测发酵过程中菌群动态变化奠定基础.[方法]采用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)及克隆菌株16S rDNA序列分析技术对草菇废棉培养料二次发酵不同阶段的样品中细菌群落结构进行分析.[结果]DGGE图谱显示,细菌群落多样性较为丰富,条带多样性随着发酵进程逐渐降低,而且在不同阶段中的优势条带及相对丰度在发生着动态的变化.回收克隆的23个不同发酵阶段的优势菌株来自于变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门,α,β,γ-变形菌纲、鞘脂杆纲、拟杆菌纲和梭菌纲6个菌纲的11个属,其中19株克隆菌株为耐热细菌,在发酵的高温及降温阶段,丛毛单胞菌属、鞘脂杆菌属、中华根瘤菌属和寡养单胞菌属细菌为优势类群.[结论]草菇废棉培养料二次发酵过程中细菌的群落结构及优势菌群在发生着动态的变化,尤其是在进入高温期阶段,优势菌群变化显著.     

泸型酒酒醅细菌群落的发酵演替规律

【目的】考察泸型酒发酵过程中酒醅细菌群落的演替规律,探讨菌群演替与环境因素变化的相关性。【方法】采用高通量测序技术分析泸型酒酒醅细菌群落的演替规律,并运用Mantel test分析不同发酵阶段的细菌群落演替与环境因素变化的相关性。【结果】酒醅发酵过程中有397个属的微生物,其中Lactobacillus、Bacillus、Weissella、Dysgonomonas、Comamonas以及Ruminococcaceae为优势属(相对丰度1.0%)。通过聚类分析可将酒醅发酵过程划分为3个阶段:阶段I (0–5 d),阶段II (6–17 d)和阶段III(18–40d),且3个阶段的酒醅菌群结构差异显著(P0.05)。Metastats分析结果表明,与阶段I相比,阶段II酒醅细菌群落中Lactobacillus和unclassifiedLactobacillaceae相对丰度显著升高(P0.05),而unclassifiedBacillaceae、 Staphylococcus、 Bacillus、 unclassified Enterobacteriaceae、 Lactococcus、Pseudomonas、Thermoactinomyces、Leuconostoc、Staphylococcus相对丰度显著降低(P0.05)。与阶段II相比,阶段III酒醅细菌群落中Lactobacillus相对丰度显著增长(P0.05),Comamonas、Acetobacter、unclassified Bacilli、Clostridium、Bacillus、Ruminococcus、unclassified Porphyromonadaceae和unclassified Streptophyta相对丰度显著下降(P0.05)。结果表明,阶段I的细菌菌群演替与酒醅温度、水分和乙醇浓度变化线性相关(P0.05);阶段II和阶段III的细菌菌群演替与酒醅温度、水分、酸度、乙醇浓度均没有相关性(P0.05)。【结论】泸型酒酒醅中细菌群落在不同发酵阶段结构差异显著,且温度、水分以及乙醇浓度对酒醅发酵前期(0–5 d)细菌群落演替具有重要作用。     

舟山群岛不同功能区划海域细菌群落结构分析

浮游细菌在海洋生态系统中不可或缺,在海洋生物地球化学循环过程中起着关键性作用。【目的】为了解舟山群岛不同功能区划海域细菌群落结构及丰度变化,探索海洋生态因子对细菌群落结构的影响。【方法】于2016年夏季(8月)在舟山群岛不同功能区划海域共设置8个典型站位采集表层海水,基于细菌16S rRNA基因进行高通量测序;利用流式细胞术揭示各海域细菌丰度;利用典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)探讨海洋生态因子与细菌多样性之间的关系。【结果】共获取到305487条原始序列,基于97%相似性水平进行OTU(Operational Taxonomic Units)聚类分析,共得到1088个OTUs,包括29个门、62个纲、138个目、239个科、416个属。细菌群落组成在各个站位之间不尽相同,但都主要包括Flavobacteria、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria三大优势菌纲。CCA结果表明细菌群落结构和多样性情况与站位分布和所在站位的环境因子息息相关,Cyanobacteria受硝酸盐影响显著,Parcubacteria受温度影响最大,而磷酸盐对本实验海域菌群影响甚微。对海洋菌群潜在功能进行预测的结果显示,各海域菌群在氨基酸代谢、碳水化合物代谢、膜运输等方面功能较为突出,为今后舟山海洋微生物研究提供了新的方向。【结论】高通量测序分析可以更精确地揭示海洋菌群的群落结构信息。该研究为细菌群落结构与环境因素的关联提供参考。本研究所取得的大量数据既可以作为对舟山市海洋功能区划施行情况的响应,又将为舟山及其邻近海域浮游细菌群落结构的进一步研究奠定基础。     

浮游细菌群落变化对锥状斯氏藻藻华的影响

目的:本实验以大亚湾原发性锥状斯氏藻为例,采集野外样品,分析藻华不同时期主要菌群的结构和环境样品的硫化物与赋存形态。方法:应用末端限制性片段长度多态性技术和主成分分析方法,分析藻华发生过程中浮游细菌群落相似程度的情况,得到差异显著的浮游细菌类群。选出代表类群的样品进行16S r DNA高变区测序,获取浮游细菌的分类结果及相对丰度。采用Pearson相关性分析浮游细菌、藻、硫化物两两间的相互关系。结果:早期藻华以Enterobacteriaceae为主导,各优势菌群(Enterobacteriaceae:Alteromonadaceae:Rhodobacteraceae)的比例约为8:1:21,硫元素主要以DMS形式存在;而后期Alteromonadaceae成为优势物种,各优势菌群的比例转变为3:5:25,硫的赋存形态由DMS转变为DMSO;Rhodobacteraceae在藻华的前期与后期均以优势种存在。本实验还发现藻华不同时期4种与藻呈正向相关的细菌,以及8种对藻起负向调节作用的细菌,它们在藻华生消的过程中扮演着不同的角色。结论:菌群的组成性改变与藻华生消具有一定的相关性,并对藻类的硫代谢产生影响。结果的获得有助于认识藻华微生物学过程中硫代谢的生态学功能,拓展锥状斯氏藻藻华的理论认识。