有机污染物对水体真细菌群落结构的影响

为了揭示有机污染物对环境真细菌组成和多样性的影响,应用末端限制性片段长度多态性(tRFLP)和16S rDNA文库技术并结合水质分析方法,比较分析了松花江流域内受不同程度有机污染的4个水体及其沉积物中真细菌的群落结构。tRFLP分析表明各水体及底泥均呈现较为复杂的群落结构模式,不同底泥群落形成的末端限制性片段(TRF)图谱具有很高的相似性,但随着污染程度的加强,部分类群明显富集,而且在水样组和泥样组内,群落结构的相似性同水质相似性是一致的,主成分分析(PCA)显示水样和泥样中的真细菌TRF形成不同的群。16SrDNA文库分析表明松花江哈尔滨段底泥中真细菌分布于10个门,Proteobacteria门占优势,达群落总数的21.92%(β-Proteobacteria亚门占10.96%),而有机染污物严重超标的生活污水排污道底泥中的微生物多样性较低,分布于7个门,Proteobacteria门为优势群,占群落的47.37%(α-Proteobacteria亚门占21.05%,δ/ε-Proteobacteria亚门占15.79%)。该研究表明向水体中长期排放高浓度有机物能使系统中微生物群落多样性降低,与污染物降解相关的功能微生物类群明显富集。     

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。     

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。     

南海北部表层沉积物中原核微生物多样性

[目的]为研究南海北部沉积物原核微生物的多样性和群落结构.[方法]从南海北部XSCS13站位表层沉积物中扩增古菌和细菌的16S rDNA并构建文库,随机挑出阳性克隆子进行测序,选出所有的OTU构建系统进化树,进行系统发育学分析.[结果]多数克隆子来自于未培养原核微生物,沉积物中的古菌分属3大门类:泉古菌(Crenarchaeota)、奇古菌(Thaumarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota),其中泉古菌(Crenarchaeota)为主要门类,占71％;广古菌(Euryarchaeota)最少,只有3个克隆子.泉古菌(Crenarchaeota)又以MG Ⅰ为主要类群,占61％.细菌多样性明显高于古菌,共9个门类:变形杆菌(Proteobacteria)(32.6％)、疣微菌(Verrucomicrobia)(3.0％)、拟杆菌门(Bacteroidete)(5.2％)、酸杆菌(Acidobacteria)(4.4％)、绿弯菌(Chloroflexi)(6.0％)、厚壁菌(Firmicute)(3.7％)、浮霉菌(Planctomycete)(5.2％)、芽单胞菌(Gemmatimonadete)(11.1％)、放线细菌(Actinobacteria)(4.4％).变形杆菌为优势类群(包括α-Proteobacteria、γy-Proteobacteria和δ-Proteobacteria 3个亚群),其中γ-Proteobacteria是Proteobacteria中的优势种群,占54.5％.另外所有原核微生物总共有超过50％的克隆子与硫酸盐的还原以及甲烷的形成相关.[结论]结果表明南海北部XSCS13站位表层沉积物中原核微生物的多样性非常丰富,其中蕴含大量未知的微生物资源;另外古菌和细菌群落结构表明该位点可能处于富含甲烷的冷泉活动区.     

西南印度洋深海热液羽流海水细菌的多样性

[目的]分析西南印度洋深海热液羽流细菌的多样性特点,为认识该特殊环境微生物对大洋生态系统的影响,以及获得特殊的微生物资源奠定基础.[方法]将西南印度洋深海热液羽流海水进行原位浓缩,对获得的1000倍浓缩海水样品进行富集培养和微生物纯培养 ;通过构建原始海水浓缩样品和富集培养物的16S rRNA基因克隆文库,结合纯培养获得的微生物菌株的16S rRNA基因,分析该样品的细菌多样性结构和特点.[结果]共获得104个16S rRNA基因,其中50个来自原始热液羽流浓缩海水样品,40个来自富集培养物,14个来自分离获得的纯培养,它们分属于γ-变形菌群(γ-Proteobacteria)(74个),α-变形菌群(α-Proteobacteria)(14个),β-变形菌群(β-Proteobacteria)(5个),拟杆菌群(Bacteroidetes)(4个),厚壁菌群(Firmicutes)(2个),浮霉状菌(Planctomycetes)(2个),疣微菌(Verrucomicrobia)(2个)以及放线菌(Actinobacteria)(1个),共29个不同的操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs).26个序列与已知微生物16S rRNA基因相似性低于97％,最低的只有86％.[结论]西南印度洋热液羽流存在较丰富的微生物多样性,以γ-Proteobacteria为优势类群,其次为α-Proteobacteria ;该环境中存在较多尚未获得分离培养的微生物新属种.     

第六次北极科学考察海洋沉积物可培养细菌的多样性分析

【目的】研究北极海洋沉积物可培养细菌的菌种资源多样性。【方法】采用海水Zobell2216E培养基和涂布平板法对第六次北极科学考察获得的海洋沉积物开展细菌分离培养,通过16S rRNA基因系统发育分析了解可培养细菌的多样性。【结果】根据菌落形态特征,从40个站位的北极海洋沉积物样品中共分离并获得16S rRNA基因有效序列的细菌达445株;基于16S rRNA基因的相似性分析与系统发育研究结果表明,分离获得的细菌分属于细菌域的4个门、6个纲、13个目、28个科、49个属、91个种,其中γ-Proteobacteria占大多数;有12株与模式菌株的16S rRNA基因序列相似性小于97%,可能代表了6个潜在的细菌新物种;此次获得的细菌种类组成与以往第五次北极科考获得的相比,在属水平上差异较大。【结论】北极海洋沉积物中存在着丰富的微生物菌种资源,具有很多新型微生物仍未被发现,是亟待开发的微生物资源宝库。     

青藏高原淡水湖普莫雍错和盐水湖阿翁错湖底沉积物中细菌群落的垂直分布

【目的】湖泊沉积物中存储着大量独特的微生物,这些微生物在湖泊生态系统生物地球化学循环中扮演着非常重要的角色。然而,很少有研究报道微生物群落在湖泊沉积物中的垂直分布。本文比较研究青藏高原淡水湖普莫雍错和盐水湖阿翁错沉积物在不同深度下细菌的丰度和群落结构。【方法】利用定量PCR(q PCR)和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分别测定细菌群落的丰度与群落结构。【结果】定量PCR结果显示,湖泊沉积物中细菌丰度均随深度增加而降低,盐水湖阿翁错和淡水湖普莫雍错的细菌丰度分别从1011数量级降到108数量级,从1012数量级降到1010数量级。在相对应的沉积物层,淡水湖沉积物的细菌丰度比盐水湖高1-2个数量级。变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹图谱的分析表明,淡水湖沉积物细菌群落的DGGE条带数(丰富度)显著高于盐水湖(P=0.014);淡水与盐水湖泊沉积物细菌群落结构明显不同,同时在同一湖泊沉积物中上层(0-6 cm)和下层(7-20 cm)细菌群落结构也呈明显分异。系统发育分析表明,盐水湖阿翁错沉积物特有菌门为Gamma-变形菌、拟杆菌门、蓝细菌和栖热菌门,而淡水湖普莫雍错沉积物中特有菌门为Delta-和Beta-变形菌、酸杆菌和绿弯菌门。【结论】青藏高原淡水与盐水湖泊沉积物细菌丰度与群落结构具有明显的差异;同时,细菌群落结构在沉积物的不同深度也表现出差异。这些结果可为进一步阐明青藏高原湖泊生态系统中微生物对气候环境变化的响应提供科学依据。     

闽江口-平潭海域有机解磷菌多样性及群落特征

有机磷的微生物矿化是海洋磷循环的重要环节,开展有机解磷菌研究有助于揭示富营养化海域有机磷矿化的微生物驱动机制。以phoX为标志基因,采用Illumina高通量测序技术分析了闽江口-平潭海域2019年4月(春季)及7月(夏季)有机解磷菌的多样性及群落特征。结果表明: 表层海水样品中有机解磷菌的Shannon指数介于3.21～7.91,各站位多样性春季均大于夏季;沉积物样品中有机解磷菌的Shannon指数介于2.04～8.70,各站位多样性夏季大于春季。春季各站位表层海水有机解磷菌的Shannon指数均高于沉积物,而夏季则相反。表层海水中检测到9个门类的有机解磷菌,主要为变形菌门和蓝细菌门;沉积物中则检测到12个门类,主要为变形菌门和拟杆菌门。在属水平上,有机解磷菌的群落组成呈现时空变异特征。表层海水样品中,春季以雷辛格氏菌属、褐杆菌属、深海球菌属和假单胞菌属等属为主,夏季则以聚球藻属、Halioglobus属、玫瑰变色菌属、褐杆菌属、亚硫杆菌属和生丝单胞菌属等属为主。在沉积物样品中,春季主要菌属包括雷辛格氏菌属、褐杆菌属、弧菌属和亚硫杆菌属;夏季主要菌属包括固氮螺丝菌属、氨基杆菌属、Sulfurifustis属、伯克氏菌属和Thiohalobacter属。此外,在表层海水和沉积物样品中均检测到大量未分类的有机解磷菌。冗余分析显示,溶解氧、水温、pH、可溶性无机氮、亚硝态氮、硝态氮等对闽江口-平潭海域表层海水有机解磷菌群落分布影响较大。表层海水和沉积物中存在的丰富有机解磷菌可能在该海域的磷循环中发挥重要作用。     

PCR-DGGE技术用于湖泊沉积物中微生物群落结构多样性研究

采用PCR-DGGE分子指纹图谱技术比较南京市玄武湖、奠愁湖和太湖不同位置的表层沉积物微生物群落结构,研究结果表明,三湖泊沉积物微生物的16SrDNA的PCR扩增结果约为626bp,为16S rDNA V3～V5区特异性片段。玄武湖和莫愁湖表层沉积物中大约有20种优势菌群,且同一湖泊不同采样点DGGE图谱的差异性不大,细菌群落结构具有较高的相似性,而太湖样品DGGE条带的数目和位置表现出明显差异,且不同采样点图谱的差异性较大。三湖泊除具有特征性的微生物种属外,还分布约5个相同的细菌种群,可能与沉积物的理化性质和水生植被的影响相关。对DGGE图谱中7条主带进行回收、扩增和测序,结果显示其优势菌群具有不同的序列组成,其中5个序列与Genebank中已登录的细菌种群的同源性≥99％,2个序列的同源性为96％和93％,其中2个相似的细菌类群目前尚未获得纯培养。     

南极普利兹湾夏季海冰不同层次细菌丰度及多样性

[目的]为了解南极普利兹湾夏季海冰不同层次中细菌群落丰度及组成.[方法]利用荧光原位杂交技术对海冰不同层次中细菌进行定量研究,通过构建16S rRNA基因文库对海冰不同层次中细菌进行多样性分析,并结合环境因子进行相关性分析.[结果]荧光原位杂交结果表明,细菌占海冰总细胞数比例随着海冰层次下降呈现上升趋势,初步推断可能受海冰中总有机碳,总有机氮以及磷酸盐影响所致.16SrRNA基因文库分析结果表明,上、中、底3个海冰分层样品获得的16S rRNA基因序列归属于γ-变形细菌纲(γ-Proteobacteria),α-变形细菌纲(α-Proteobacteria)以及拟杆菌门(Bacteroidetes),多数16S rRNA基因序列与分离培养自海洋环境、南北极海冰菌株的16S rRNA基因序列相似性较高(90％-99％);在海冰底部样品中未检测到拟杆菌门;海冰不同层次中,细菌组成呈现些微的差异性,可能由铵离子在海冰不同层次的分布造成.[结论]海冰底部细菌数量最丰富.在海冰中,γ-变形细菌纲为优势类群.