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1.
湖泊水体细菌多样性及其生态功能研究进展   总被引:19,自引:0,他引:19  
维护湖泊生态系统健康发展是一个全球关注的热点问题.细菌不仅是湖泊系统食物网的重要组成部分,同时在控制和调节湖泊水质方面发挥着重要作用.本文对于细菌多样性的相关概念和评价方法、细菌群落在湖泊水体中的分布特征、形成机制及其生态功能等方面进行了综合论述和分析.目前,在湖泊水体中共发现21个典型的淡水细菌门类,其中变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)是最主要的5个门类.Beijerinck和Baas-Becking的观点及Meta-群落假说,均表明湖泊水体细菌群落多样性和物种分布特征是“随机分布”和“环境决定”两种过程共同作用的结果.对湖泊细菌功能的研究,主要集中于细菌参与下的湖泊水体生产力和元素的生物地球化学循环过程.尽管经过十几年的不懈努力,人们对湖泊细菌群落多样性和功能的认识还十分有限,湖泊细菌生态学仍是一门年轻的科学,限制着人们对湖泊微生物群落的进一步认识.未来研究者们需要在以下4个方面重点开展工作:(1)综合细菌表型、基因型、系统发育史及生态特征的一致性来界定细菌“种”的概念;(2)在区域尺度上研究细菌在不同斑块间的扩散作用;(3)在微观尺度上研究细菌群落多样性及功能特征;(4)提出或验证湖泊细菌群落多样性的生态理论及假说,完善微生物生态学相关理论框架.  相似文献   
2.
太湖浮游细菌与春末浮游藻类群落结构演替的相关分析
  总被引:7,自引:0,他引:7  
邢鹏  孔繁翔  曹焕生  张民 《生态学报》2007,27(5):1696-1702
为研究浮游细菌与浮游藻类群落演替的相关性,2005年4月至6月在太湖5个观测点采集浮游细菌及浮游藻类样本。分别采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR—DGGE)和显微观察的方法分析浮游细菌及浮游藻类群落组成。结果表明,春末夏初,浮游细菌与藻类均呈现较高的多样性,浮游细菌DGGE图谱具有43种不同条带,浮游藻类的常见种有29种。浮游细菌群落聚类分析显示,丝藻(Ulothrix sp.)和微囊藻(Microcystis spp.)占优势时,浮游细菌群落基因组成存在明显差异。以藻类种群Shannon—Wiener多样性指数(Hp),浮游藻类总细胞数(N)以及Microcystis spp.(M)百分含量为变量,典型对应分析(CCA)结果显示浮游细菌与浮游藻类群落结构变化的相关系数为30.9%,表明春末夏初太湖浮游细菌与浮游藻类群落演替具有较高的相关性。  相似文献   
3.
环境微生物研究中机器学习算法及应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
陈鹤  陶晔  毛振镀  邢鹏 《微生物学报》2022,62(12):4646-4662
微生物在环境中无处不在,它们不仅是生物地球化学循环和环境演化的关键参与者,也在环境监测、生态治理和保护中发挥着重要作用。随着高通量技术的发展,大量微生物数据产生,运用机器学习对环境微生物大数据进行建模和分析,在微生物标志物识别、污染物预测和环境质量预测等领域的科学研究和社会应用方面均具有重要意义。机器学习可分为监督学习和无监督学习2大类。在微生物组学研究当中,无监督学习通过聚类、降维等方法高效地学习输入数据的特征,进而对微生物数据进行整合和归类。监督学习运用有特征和标记的微生物数据集训练模型,在面对只有特征没有标记的数据时可以判断出标记,从而实现对新数据的分类、识别和预测。然而,复杂的机器学习算法通常以牺牲可解释性为代价来重点关注模型预测的准确性。机器学习模型通常可以看作预测特定结果的“黑匣子”,即对模型如何得出预测所知甚少。为了将机器学习更多地运用于微生物组学研究、提高我们提取有价值的微生物信息的能力,深入了解机器学习算法、提高模型的可解释性尤为重要。本文主要介绍在环境微生物领域常用的机器学习算法和基于微生物组数据的机器学习模型的构建步骤,包括特征选择、算法选择、模型构建和评估等,并对各种机器学习模型在环境微生物领域的应用进行综述,深入探究微生物组与周围环境之间的关联,探讨提高模型可解释性的方法,并为未来环境监测、环境健康预测提供科学参考。  相似文献   
4.
干旱区植物的生长和生存主要受水分限制,采用滴灌方式对防护林植物进行水分补给是维持人工生态屏障稳定性的重要手段.本研究通过测定塔克拉玛干沙漠南缘防护林和自然群落多枝柽柳的气体交换参数和稳定性碳同位素值,研究不同水分来源多枝柽柳的光合特征和水分利用效率.结果表明: 滴灌群落多枝柽柳受灌溉和土壤盐分的影响水势普遍较低;自然群落多枝柽柳清晨和正午水势较其他植物低,表明其遭受到严重的水分胁迫;滴灌群落多枝柽柳叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、胞间CO2浓度(Ci)和最大光合速率(Pn max)均明显低于自然群落多枝柽柳,表明滴灌群落多枝柽柳光合能力弱于自然群落多枝柽柳;灌溉造成的盐分胁迫导致滴灌群落多枝柽柳比自然群落拥有较高的长期水分利用效率.总之,现行的灌溉模式虽能提供防护林植物生长所需水分,但技术的缺陷和土壤盐分的积累可能会影响防护林体系的长期稳定性.  相似文献   
5.
沉水植物附着细菌群落结构及其多样性研究进展   总被引:4,自引:0,他引:4  
与陆生植物类似,沉水植物的叶表也存在着大量的附着细菌。附着细菌拥有独特的生态位和显著的生态功能,与沉水植物构成了复杂的共生体系。针对附着细菌的群落结构及其多样性进行了简单的综述。在方法学上,"表面活性剂+超声处理"的方式能够比较有效地洗脱叶表的附着细菌。显微计数和分离培养的方法分别发现,某些沉水植物附着细菌的多度在105~107个/cm2以及106 CFU/cm左右。克隆测序的研究表明沉水植物附着细菌的OTU在几十到上百的范围内。在群落结构上,Betaproteobacteria、Bacteroidetes、Alphaproteobacteria、Actinobacteria、Planctomycetes、Cyanobacteria等门类的细菌较为常见。先锋物种在附着细菌生物膜的形成过程中发挥着关键作用,环境条件和植物体都会对附着细菌的多样性造成影响。富营养化水体观察到较高的附着细菌丰度,溶解性有机物比无机营养物更加适合附着细菌的利用。植物体的叶片化学组成、渗出物以及物理结构等会影响附着细菌的多样性及群落结构。对沉水植物附着细菌群落结构形成的机理进行了假说性质的总结,并对附着细菌的研究前沿进行了展望。  相似文献   
6.
慢性疾病是影响人类健康和生活质量的主要疾病,肠道微生物被发现与慢性疾病的发病、发展有潜在的联系。综述了肠道微生物的认识、肠道微生物与慢性疾病的发病和发展,通过修复肠道微生物来改善慢性疾病的研究进展。  相似文献   
7.
青藏高原湖水中生存着大量适应极端环境的微生物,如耐冷及嗜冷菌。合适的湖水样品保存方法是野外取样的关键和开展深入研究的前提。本研究对比了冷冻和4℃冷藏两种保存方法对湖水中可培养微生物种类的影响。首先从不同保存方法样品中分离得到纯菌,然后对分离菌的16S rRNA测序进行菌种鉴定。结果表明,自冷冻保存湖水中分离得到7个不同的16S rRNA基因OUT(operational taxonomic unit),冷藏保存水样共分离得到14个不同的16S rRNA基因OTU。冷冻保存水样分离得到的可培养微生物包括芽孢杆菌、简单芽孢杆菌、微小杆菌、不动杆菌、苏云金芽孢杆菌;冷藏保存水样分离得到的微生物包括γ-变形菌、金黄杆菌、芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、寡养单胞菌、假炭疽杆菌、缺陷假单胞菌、细杆菌。研究表明,冷藏保存方法比冷冻保存方法可分离得到更多种类可培养微生物,这两种保存方法均分离得到了芽孢杆菌。  相似文献   
8.
湖泊是地球表层系统中水、土、气等各个圈层相互作用的联结点,对区域物质如碳等元素循环具有重要影响.微生物是湖泊等水生态系统中的重要组成部分,是湖泊等生态系统中碳等元素物质循环的主要驱动者,是深入了解湖泊碳循环过程的关键.受人类活动等影响,湖泊生态系统,尤其是浅水湖泊生态系统往往表现出以高等水生植物(草型)为主要初级生产者的清水稳定态和以浮游藻类(藻型)为主要初级生产者的浊水稳定态,而随着湖泊营养负荷和湖泊环境条件的变化,这两个不同的稳定态之间可以发生转换或者剧变,这种剧变不仅影响湖泊生态系统中的微生物结构,而且对湖泊中有机碳的形成、循环过程及其微生物驱动机制产生重大影响.本文重点就湖泊生态系统中有机碳的转换与微生物关系以及草藻型稳定态的转换对微生物结构及其碳循环功能的影响等进行综述,进一步分析其中的关键科学问题,以期为深入了解湖泊生态系统中碳等元素循环的微生物驱动过程与机制提供帮助.  相似文献   
9.
贫营养湖泊花神湖和紫霞湖浮游细菌群落结构分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
以南京市花神湖和紫霞湖两个贫营养型湖泊为研究对象,通过构建花神湖和紫霞湖16S rRNA基因克隆文库探讨了浮游细菌群落结构组成的变化.结果表明,花神湖和紫霞湖两湖泊水体中浮游细菌群落结构相似,主要隶属于放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、α-变形菌门(Alphaproteobacteria)、β-变形菌门(Betaproteobacteria)、杆菌门(Bacteroidetes)、浮霉菌门(Planctomycetes),疣微菌门(Verrucomicrobia)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),其中放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、β-变形菌门(Betaproteobacteria)是优势细菌类群.两个湖泊水体中75%的细菌与GenBank中已有的未培养细菌同源性高于97%,同时在两个克隆文库中还发现了6个淡水细菌新类群.通过对低纬度区域贫营养型湖泊浮游细菌群落结构的分析,加深了我们对浮游细菌多样性的了解,表明湖泊浮游细菌多样性有待进一步认识.  相似文献   
10.
不同水生植物残体分解过程中真菌群落结构   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
水生植物是浅水湖泊主要的初级生产者,其分解和矿化过程对于水体营养物质循环具有重要影响.真菌是生态系统中植物残体的主要分解者之一,其在不同水生植物残体分解过程中的群落组成和功能目前尚缺乏系统的研究.本研究通过在完整的沉积物和上覆水体系中添加不同的植物残体,在确定适合的扩增真菌18S rRNA基因特异性引物的基础上,通过构建克隆文库以及序列分析,研究了水体和表层沉积物在不同水生植物残体分解过程中的真菌群落组成.结果显示,引物对nu-SSU-0817/nu-SSU-1536和nu-SSU-0817/nu-SSU-1196更适合扩增真菌18S rRNA基因;水体中的真菌类群主要是担子菌(Basidiomycota),而表层沉积物中主要是壶菌(Chytridiomycota).统计分析显示,水体和表层沉积物中真菌群落结构存在明显差异.本研究有助于进一步认识真菌在水生植物残体分解过程中的功能和生态位分化.  相似文献   
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