渤海湾湾口表层沉积物中的核心细菌群落结构及其对环境因子的响应

【背景】近年来渤海湾环境恶化加重,影响了近海生态系统的可持续发展。微生物对环境的高度灵敏性使其能够迅速对环境的变更做出反应,在海洋能量流动与物质循环过程中发挥了无可替代的作用。【目的】为探讨渤海湾湾口沉积物中细菌群落分布特征及其对环境因子的响应,选取渤海湾湾口21个站位的表层沉积物样品进行探究。【方法】利用高通量测序技术(IlluminaHiSeq2500)对细菌16SrRNA基因V3-V4高变区进行测序,并结合相关环境因子分析沉积物中细菌群落组成和空间分布特征,试图探究起驱动作用的主要环境因子。【结果】研究区域广泛存在的细菌类群包括:变形菌门(Proteobacteria)占56.8%,酸杆菌门(Acidobacteria)占8.9%,绿弯菌门(Chloroflexi)占8.1%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占6.2%,其中γ-变形菌纲(Gamma-proteobacteria)和δ-变形菌纲(Delta-proteobacteria)为变形菌门中的优势类群。陆源有机物的输入使入海口及近岸处总有机碳(Total organic carbon,TOC)、总有机氮(Total organic nitrogen,TON)含量偏高,并向周围呈辐射状降低,低值位于渤海湾中部深水区域。通过冗余性分析(Redundancy analysis,RDA)发现在研究区域中环境因素对物种组成和群落结构具有显著影响,其中粒径(4μm)和有机氮的影响较大(P0.05)。【结论】渤海湾微生物物种丰富,与环境因素关系显著,人为因素对微生物多样性和群落结构组成具有重要的影响作用。     

宏基因组学分析揭示深古菌Bathyarchaeota B242的代谢特征

【背景】海洋沉积物中蕴含着丰富的微生物资源,估算约2.9×1029个细胞,与海水中的微生物总量相当。但是由于缺少可培养物,大部分的微生物缺乏生理特征、代谢方式以及生态功能的相关研究。深古菌(Bathyarchaeota)是一类典型的未培养微生物,在全球海洋沉积物中普遍存在,并且具有很高的丰度。【目的】对深古菌代谢潜能及其在海洋沉积物中发挥的生态功能进行更加深入的研究。【方法】应用宏基因组学的技术手段,对采集自瓜伊马斯盆地的深海热液沉积物样本进行了分析,获得了一个接近完整的深古菌基因组Bathyarchaeota B242。【结果】对Bathyarchaeota B242基因组的分析发现,其具有以降解蛋白质和多种碳水化合物为主的异养代谢途径,同时还具有通过还原型乙酰辅酶A途径实现的自养途径。【结论】同时具有自养和异养代谢途径对Bathyarchaeota B242适应低物质能量供给环境下的生存起到重要作用。     

海南东寨港红树林沉积物中重金属的分布及其生物有效性

对东寨港红树林湿地沉积物中7种典型重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd 和Pb)的有效态含量和全量进行测定,并讨论了红树林湿地沉积物中重金属元素的分布特征及其生物有效性.结果表明： 7种重金属在东寨港红树林湿地的含量大于亚龙湾和三亚湾的红树林湿地,但与中国南方和世界各地的典型红树林湿地相比仍处于中等偏低水平.东寨港红树林湿地光滩、林缘、林内表层沉积物的重金属含量存在差异;在柱状沉积物中重金属伴随沉积明显,表现出较强的同源性.经EDTA萃取出的有效态金属在表层沉积物中含量依次为Cu＞Cr＞Zn＞Ni＞As＞Pb＞Cd;垂直梯度重金属有效态含量占总量的比例的最大值(除Ni外)均出现在表层或中上层;目标重金属元素有效态和总量在空间分布上具有明显正相关性,元素总量指标能较好地评估该元素的生物有效性     

滇池沉积物中厌氧氨氧化细菌分布的时空差异

正厌氧氨氧化作用(Anaerobic Ammonia Oxidation,Anammox)是细菌在厌氧条件下,以NO_2~-为电子受体,以铵离子为电子供体的氧化还原反应[1]。厌氧氨氧化细菌的生长极为缓慢,只能在高菌体浓度时才显示其氨氧化活性,且对氧的存在十分敏感,所以传统的微生物纯化、分离和培养的方法并不适用于厌氧氨氧化细菌。由于微生物可培养技术的局限性,因此实时荧光定量PCR技术成为定量描述难培养微生物分布和丰度的有力手段[2]。宋亚娜等[3]。利用荧光定量PCR方法对土壤中厌氧氨氧化细菌进行了检测,但对于高原湖泊底泥中厌氧氨氧化细     

东太平洋多金属结核区两个站位深海沉积物细菌多样性北大核心CSCD

【目的】为了解东太平洋中国多金属结核勘探合同区西区2个站位(WBC1305和WBC1316A)深海沉积物细菌群多样性。【方法】直接提取环境样品总基因组,通过PCR和TA克隆策略构建了2个站位6个层次16S r RNA基因文库,对2个站位沉积物表层泥样中细菌多样性和群落结构特征进行分析,并通过构建系统发育树,进行系统发育学分析。【结果】2个站位6个文库共获得有效克隆533个,其中472个克隆包括α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、δ-变形菌纲、浮霉菌门、酸杆菌门、硝化螺旋菌门、放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、迷踪菌门、芽单胞菌门、Hydrogenedentes、Chlorobi和Nitrospinae16个细菌类群,而另外61个克隆为不可分类细菌类群。【结论】结果表明γ-变形菌纲和厚壁菌门分别是WBC1305和WBC1316A站位的优势种群;WBC1316A站位细菌群落结构更加丰富和复杂。     

细菌硝酸盐异化还原成铵过程及其在河口生态系统中的潜在地位与影响

细菌硝酸盐异化还原成铵(DNRA)过程能够将河口沉积物中的硝氮转化为氨氮,是河口生态系统中潜在的重要氮循环过程之一。本文介绍DNRA机理与分类,综述河口生态系统中DNRA的地位与影响,并总结河口生态系统中几种重要生态因子对DNRA过程的调控与影响。目前DNRA的机理还有待完善。深入研究各类河口生态系统中环境因子对DNRA的调控与影响机制,并研发新的研究方法,将为我国河口地区的水资源保护和生态治理提供科学依据。     

星云湖硅藻群落响应近现代人类活动与气候变化的过程

随着人类活动的增强与全球气候变暖的持续,近年来云南湖泊的生态系统功能持续退化,而目前对云南湖泊生态系统的研究还主要集中于单一环境压力的生态效应。以星云湖为研究对象,通过沉积物记录与现代监测资料,识别在湖泊富营养化、气候变化以及人类强烈干扰下硅藻群落结构响应的过程,并甄别驱动群落变化的主要环境压力及其强度。结果显示随着湖泊生产力水平(如沉积物叶绿素a浓度)的增加,硅藻物种组成发生了明显的变化,主成分分析表明了水体富营养化是驱动群落变化的主要环境因子(r=-0.63,P0.001)。简约模型与方差分解的结果表明近200年来(钻孔长度38cm),湖泊营养水平和水动力是驱动星云湖硅藻群落变化的主要环境因子,分别解释了群落变化的18.8%和2.9%;而1951年以后,湖泊营养水平和温度分别解释了硅藻群落结构变化的31.4%和26.8%。研究结果表明了硅藻群落长期变化的主控因子是湖泊营养水平,而人类活动及气候变化等可以通过改变湖泊水动力及湖水温度来驱动硅藻群落的演替,同时抚仙湖-星云湖的连通性也对硅藻群落的演替产生了一定影响。     

钱塘江河口滩涂围垦区农田小型兽类群落结构的初步研究

1987年8月和1989年8月,作者根据钱塘江河口滩涂不同年份进行围垦农田的土壤特性和不同农作物的生长地的条件,选择7个不同的样区,调查各样区内小型兽类的群落组成和数量比例,划分相应的群落,群落中的相似性指数以群落C与D最高,多样性指数和均匀度指数以群落E最高。黄毛鼠的分布与土壤的盐度及有机质C/N值之间有极显著的相关性。     

红树林湿地硫酸盐还原菌的多样性及其参与驱动的元素耦合机制

红树林生态系统是热带和亚热带地区重要的滨海湿地,具有营养物质形态多样化和高效动态变化的特征,是驱动碳、氮、硫等元素循环的热区。硫酸盐还原菌(sulfate-reducing prokaryotes,SRPs)是地球最古老的微生物生命形式之一,在推动早期地球地质演化以及现代生物地球化学循环中发挥关键作用,但其在红树林湿地还缺乏全面深入研究。本文基于Genome Taxonomy Database中原核生物基因组的挖掘,系统总结了硫酸盐还原菌的类群,梳理了近年来国内外红树林中硫酸盐还原菌的分布情况及影响其分布的因素,分析了硫酸盐还原菌在红树林生态系统的碳、氮、硫及铁等元素地球化学循环中的作用,并对硫酸盐还原菌未来的研究方向进行了展望,以期为深入研究硫酸盐还原菌参与驱动的元素生物地球化学循环及其耦合机制提供参考。     

水丝蚓对太湖沉积物有机磷组成及垂向分布的影响

以太湖常见底栖动物——水丝蚓为研究对象,借助室内流动培养装置和31P核磁共振技术(phosphorus-31 nuclearmagnetic resonance spectroscopy)(31P-NMR),研究生物扰动对太湖沉积物有机磷组成及垂向分布的影响。结果表明:短时间内水丝蚓扰动对沉积物有机磷化合物种类组成影响并不显著,但会引起上层沉积物中稳定性较差的有机磷化合物磷脂和DNA含量出现显著降低,同时沉积物中总磷和有机磷的垂向分布亦发生明显改变。此外,水丝蚓扰动下沉积物含水率、孔隙率和碱性磷酸酶活性显著增加,使活性较高的有机磷化合物分解加速,最终导致表层沉积物中的磷脂与DNA含量降低。