富营养化城市湖泊武汉东湖沉积物微生物群体结构及空间变化研究(英文)北大核心CSCD

【目的】城市湖泊沉积物中的微生物群体是富营养环境生物修复的重要因素。本研究拟对中型富营养化湖泊——武汉东湖沉积物细菌群体结构及空间变化规律进行研究。加深对富营养湖泊微生物群体结构的理解,并为城市湖泊的保护和污染控制提供参考。【方法】采用16S r RNA基因RFLP分析和序列分析技术获得细菌群体系统发育信息。采用PCoA法分析武汉东湖沉积物细菌群体内以及与其它湖泊沉积物细菌群体间的相似性。采用CCA法分析环境因素对细菌群体的影响。【结果】武汉东湖沉积物细菌群体包含13个门和2个未知种群。PCoA分析进一步表明来自东湖3个子湖的细菌群体与其它地域富营养化湖泊的微生物种群结构相似,并区别于重度富营养化子湖庙湖的细菌群体。在庙湖中,我们发现了Thermogymnomonas类古菌的含量显著偏高。CCA分析表明细菌的分布与沉积物中碳、氮和磷元素的含量显著相关。【结论】本研究进一步确证了环境因素对细菌群体组成和分布的调节作用,加深了对富营养水体微生物群体结构的理解,并为城市湖泊的保护和污染控制提供了参考。     

淡水富营养型湖泊沉积物亚硝酸还原酶基因(nirS)的多样性和系统发育

【目的】以亚硝酸盐还原酶基因(nirS)为分子标记,探讨富营养化湖泊武汉东湖沉积物中NirS类反硝化细菌群落的多样性及系统发育,并分析环境因子对群落分布的影响。【方法】在武汉东湖4个典型子湖郭郑湖、汤菱湖、团湖和庙湖采集沉积物样品,测定环境参数;提取沉积物中微生物群落基因组DNA,分别构建4个子湖的反硝化微生物的nirS基因文库,利用限制性片段长度的多态性分析(Restriction Fragment LengthPolymorphism,RFLP)技术初步分群,确定各群的代表菌株并测定其nirS基因序列;利用DOTUR软件计算各群落多样性和丰富度指数,以Neighbor-Joining法构建供试菌与参比菌的系统发育树。【结果】环境参数测定结果表明东湖4个子湖中庙湖沉积物总氮(TN)和氨态氮(NH 4+-N)含量最高,团湖最低,郭郑湖沉积物中NO 3-浓度最高。基于NirS序列的生物多样性和丰富度分析表明团湖生物多样性和丰富度指数最高而庙湖各项指数均较低。各子湖供试序列及其代表序列综合RFLP聚类分析表明,武汉东湖沉积物中NirS类反硝化微生物种群具有丰富的多样性。NJ系统发育分析表明东湖沉积物NirS类反硝化菌群可分成3个较大群体(群I-III)。群I占总群体的67.7%,广泛分布于不同的生态环境;来自郭郑湖代表菌的81%分布于群I,而庙湖的代表菌中65%分布于群II。比较分析发现来自于东湖和人工湿地两种生境的NirS群落间具有较高的相似性。【结论】武汉东湖淡水富营养型湖泊沉积物中亚硝酸还原酶基因(nirS)具有丰富的多样性。东湖沉积物中TN、NH 4+和NO 3-的浓度可能是影响NirS类反硝化微生物多样性和空间分布的重要因素之一。