流式细胞仪检测纳帕海高原湿地浮游病毒和浮游细菌丰度

【背景】浮游病毒是水体微生物群落中重要的组成成分,深入研究浮游病毒的时空分布有助于更好地保护和开发当地的微生物资源。【目的】对采集到的纳帕海高原湿地水样中的浮游病毒和浮游细菌进行计数,揭示纳帕海高原湿地浮游病毒的分布规律。【方法】采用流式细胞仪检测2013年12月和2014年9月纳帕海高原湿地7个水样的浮游病毒与浮游细菌丰度,并对影响浮游病毒丰度的因素,如细菌丰度、叶绿素a含量以及其他环境因子进行了相关性分析。【结果】季节分布上,雨季浮游病毒和浮游细菌丰度高于旱季;水平分布上,原水样品的浮游病毒高于湿地水和淤泥水。旱季水样的浮游病毒丰度受到细菌丰度及叶绿素a浓度的影响较大;雨季水样的浮游病毒丰度受到水体的p H值和温度的影响较大。【结论】纳帕海高原湿地的浮游病毒和浮游细菌是比较活跃的。浮游病毒丰度在不同季节、不同采样点受到细菌丰度和叶绿素a浓度等因素的不同影响。在旱季噬菌体而非噬藻体或浮游植物病毒是纳帕海高原湿地中浮游病毒的优势种群。     

纳帕海高原湿地浮游病毒丰度及其与可溶性有机碳关系

【背景】浮游病毒在有机碳循环中具有重要作用。【目的】研究纳帕海高原湿地不同季节水样及土样中的浮游病毒和细菌丰度,并分析不同季节浮游病毒丰度与可溶性有机碳的关系。【方法】利用荧光显微镜技术检测不同季节水样中浮游病毒和细菌丰度,利用流式细胞仪技术检测不同季节土壤样品中病毒颗粒和细菌丰度。【结果】雨季所有样品浮游细菌和浮游病毒丰度分别为3.38×10~6/mL和4.38×10~7/mL,旱季所有样品的浮游细菌和浮游病毒丰度分别为8.85×10~5/mL和9.66×10~6/mL,浮游细菌和浮游病毒丰度年平均值分别为2.13×10~6/mL和2.67×10~7/mL。不同季节浮游细菌和浮游病毒的丰度有显著性差异,雨季明显高于旱季(P0.01)。雨季细菌碳产量为8.01μg C/(L·h),旱季为10.30μg C/(L·h)。雨季浮游病毒裂解细菌贡献的可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)占总DOC库的32.38%-76.38%,而旱季为8.23%-47.87%。【结论】浮游病毒在纳帕海高原湿地有机碳循环中具有重要作用。     

湖泊浮游细菌与浮游植物的溶原病毒诱导率检测方法优化

溶原性感染作为浮游病毒生态学效应表达方式之一,常以24 h化学诱导得到的溶原性宿主可诱导率来量化。为了获得适合淡水环境的溶原性宿主可诱导率研究方法,本研究采集6个淡水湖泊水样,对每个水样采用直接法、滤膜法、滤膜振荡法和直接振荡法4种诱导培养方法,通过宿主诱导致死率计算6个淡水湖泊浮游细菌和浮游植物溶原诱导率。结果表明:无论是浮游细菌还是浮游植物,直接法获得的诱导结果普遍高于其他方法,表明游离病毒的裂解性感染能够显著影响溶原诱导率的测定结果;直接振荡法获得的6个湖泊溶原诱导率与滤膜法及滤膜振荡法获得结果间均无显著差异,说明实验中振荡培养能有效抑制裂解性病毒对宿主的裂解性感染。本研究通过直接诱导结合振荡培养能够获得与滤膜法一致的诱导效果,但相比于滤膜法,直接振荡法实验过程更加简单,是一种更为高效的测定方法。     

南海北部海域春季浮游细菌和病毒空间分布及其影响因素

应用流式细胞检测技术测定了2014年春季南海北部海域浮游细菌和病毒丰度,研究了其水平和垂直分布特征并对其与环境因子的相关性进行了分析。结果表明,调查海区浮游细菌和病毒丰度分别介于1.28×10~4—9.96×10~5个/m L和4.69×10~5—5.39×10~7个/m L之间,二者丰度随水深的增加基本呈现逐渐下降的趋势,而水平分布趋势不明显。浮游细菌和病毒丰度与温度、p H和溶解氧显著正相关,与水深、盐度、活性磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐和总氮则呈显著负相关关系(P0.01),说明该海域细菌和病毒数量受到上述环境因子的共同调控。分析浮游细菌和病毒的相互关系发现,VBR(Virus to bacteria ratio)平均32.23,最小值位于S11站位25m层,最大值则位于S7站位75m层,分别为4.80和264.63,VBR值小于100的站位占到调查站位总数的95.6%。VBR值除与细菌呈显著负相关关系外(P0.01),与其它环境因子相关性不明显(P0.05),说明该海区细菌是病毒的主要寄主,病毒可能主要是以噬菌体的状态存在。     

纳帕海高原湿地浮游病毒丰度及与环境因子相关性研究

目的利用EFM技术对纳帕海湿地不同季节7个水样样品中的浮游病毒丰度开展了调查,并对影响浮游病毒丰度的环境因子进行了相关性分析。方法元素检测,叶绿素a检测,荧光显微镜检测浮游细菌及浮游病毒的丰度。结果从生态分布上来看旱季和雨季浮游病毒丰度的平均值分别为3.63×10~6/mL和3.71×10~7/mL,浮游病毒丰度季节性变化不显著。从对影响浮游病毒丰度的环境因子相关性分析来看,旱季浮游病毒与Chl-a具有弱负相关性(r=0.49,P0.05);而雨季浮游病毒丰度与Chl-a具有显著正相关性(r=0.37,P0.05),表明雨季纳帕海湿地浮游病毒丰度受Chl-a含量的影响较大。旱季浮游病毒丰度与温度显著负相关,虽然在雨季浮游病毒丰度与温度也呈负相关,但并不显著;在雨季,水体pH变化较明显,而浮游病毒丰度与水体pH呈显著负相关,表明湿地的来水主要在雨季,而离子组成变化大。虽然在雨季和旱季,从多点采样的平均值来看浮游病毒丰度并无明显差异,但从一些局部的采样点来看,雨季的浮游病毒丰度显著高于旱季,说明在纳帕海区域浮游病毒的分布并不平均,因采样点环境的不同会产生明显的区别。结论对纳帕海高原湿地浮游病毒生态分布的调查,是对该地域生态学研究的补充,使得这一独特地理环境的微生物研究更加系统化。     

江苏沿岸海域浮游病毒的时空分布

在2006.7—2007.12期间,采用SYBR Green I染色-荧光显微直接计数法,对江苏沿海海域浮游病毒丰度进行了四个季度的调查,同时调查还包括细菌丰度、叶绿素a浓度。浮游病毒水平分布呈现中间高,两侧低。苏北浅滩海域病毒含量最高,最高值为47.90×106个/mL;吕泗海域最低,最低值为0.03×106个/mL。季节变化表现为冬季最高,夏季次之,春秋季相当。垂直分布也变现为明显的季节变化,除秋季外,表层浮游病毒丰度高于底层水体。浮游病毒与细菌丰度比(VBR)为0.30—180.08,平均为18.35。春季浮游病毒与叶绿素a、细菌之间均存在较强的相关性,相关系数分别为0.79和0.74(P<0.01);而在秋季,浮游病毒只与细菌有较强的相关性(r=0.79,P<0.01),这说明不同季节,浮游病毒的主要宿主会发生变化。     

南亚热带大型贫营养水库浮游植物群落结构与季节变化——以新丰江水库为例

新丰江水库是我国第四大的水库,也是广东省最大的水库和重要的水源地。于2004～2005年2月一次调查了新丰江水库水文、水质和浮游植物分布,分析了浮游植物群落季节动态特征。新丰江水库浮游植物生物量比较低,在0．037—1．497mg&#183;L^-1之间变化。浮游植物种类较多,11次采样共检到158种。在丰度上,水库浮游植物主要以小环藻、蓝纤维藻、小球藻和纤维藻等优势种为主,而在生物量上则以微小多甲藻为优势。浮游植物组成随季节变化而不同,春季以硅藻、甲藻和绿藻为优势类群;夏季以蓝藻、绿藻和硅藻为优势类群;秋季蓝、绿藻减少而硅藻和甲藻增加。2004年的浮游植物季节性变化更为明显,有从硅藻-绿藻优势（2月和4月份）,到蓝藻-绿藻优势（6月和8月份）,到混合优势（10月份）和金藻优势（12月份）这样一个变化过程。2005年硅藻的相对丰度比2004年高出很多。两年浮游植物组成的差异与两年的降水量有关。水动力学对丰水期（6～8月份）浮游植物组成结构有较大影响,导致硅藻和绿藻相对丰度的增加。与温带贫营养型水库相比,新丰江水库的浮游植物群落具有春季和秋季种类多、夏季的蓝藻种类丰富的特点。从细胞大小分布上看,小于20μm浮游植物是生物量的主要贡献者,其次是大于45μm的浮游植物。在粒径小于20μm的浮游植物中,微小多甲藻是最主要的贡献者。浮游植物群落的大小分布受水动力学条件和营养盐浓度动态的影响。     

洪潮江水库浮游细菌群落空间分布及其与环境因子的关系

【目的】为了解洪潮江水库浮游细菌群落组成、空间分布及其与环境因子的相互作用关系。【方法】基于16S rRNA基因高通量测序技术,对洪潮江水库浮游细菌群落结构与多样性进行了分析,同步对水体的理化指标进行检测。【结果】洪潮江水库共注释浮游细菌28门79纲168目243科325属85种。优势门为变形菌门、放线菌门、蓝细菌门、疣微菌门、拟杆菌门、浮霉菌门,分别占比21.95%、21.30%、17.98%、12.27%、11.72%、9.51%。基于Bray-Curtis距离的PCoA分析表明,洪潮江水库9个采样点可以被分为3组,细菌群落呈现沿上下游梯度变化的趋势。perMANOVA检验显示,各组差异显著,但是各组的多样性指数没有显著性差异。Mantel分析表明,透明度、浊度、总磷、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、叶绿素a、pH、溶解氧、氧化还原电位、比电导、总溶解固体以及营养状态会显著影响浮游细菌群落结构。【结论】洪潮江水库浮游细菌空间分布特征是自然环境理化因子和农业活动综合作用的结果。研究结果对了解浮游细菌群落空间格局及其对人类活动的响应,以及水库管理具有科学参考价值。     

南亚热带磷限制水库中浮游植物群落对氮磷比变化的响应

为了解P限制水体中浮游植物群落对N、P营养盐的响应,通过添加N、P营养盐设置N/P梯度,对广东省流溪河水库中的浮游植物群落进行了研究。结果表明,添加N、P显著促进浮游植物的生长,浮游植物群落受P盐的影响比N盐显著;藻类的种属特异性导致浮游植物群落对氮磷营养盐的响应不一致,浮游植物总丰度与N/P比值不相关,其中隐球藻(Aphanocapsa sp.)、拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)和假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)等蓝藻适合在高N高P条件下生长,双对栅藻(Scenedesmus bijuga)等绿藻优势种偏好中N高P环境,而曲壳藻(Achnanthes sp.)、小环藻(Cyclotella sp.)等硅藻在低N低P的环境下占据优势;P浓度为0.8～2.0μmol/L时存在诱导浮游植物碱性磷酸酶活性的阈值,当P浓度大于2.0μmol/L时则抑制酶活性; P浓度为2.0μmol/L可能是浮游植物维持生长的最适浓度,浮游植物N/P维持动态平衡;藻细胞N/P、C/P与水体P浓度、N/P呈显著正相关,而藻细胞C/N受N影响更明显(P0.05)。这为热带亚热带水库的水质管理提供了理论参考。     

浙江近海海域浮游病毒和异养细菌的时空分布

为了解浙江近海海域浮游病毒和异养细菌的时空生态分布, 于2014 年11 月(秋)、2015 年1 月(冬)、2015 年5 月(春)和2015 年7 月(夏)连续4 个季节采集了浙江近海海域表层海水样品, 采用流式细胞仪技术对样品浮游病毒和异养细菌丰度进行了检测, 对其时空分布特征及与环境因子的相关性做了分析。从水平分布来看, 在4 个季节中浮游病毒、异养细菌丰度均为宁波、沈家门、岱山等沿岸海域站位的丰度低, 远陆海域东极和枸杞站位的丰度高。从季节变化来看, 浮游病毒、异养细菌丰度的季节分布特征同为夏>春>秋>冬, 相关性分析结果表明, 春、夏、秋、冬4 个季节, 浮游病毒丰度与异养细菌丰度均为显著正相关。浮游病毒丰度在春、秋、冬季节均与病毒/细菌比值(VBR)显著正相关; 夏、秋季节均与盐度显著正相关; 春、夏季节均与总磷显著负相关; 春季分别于与溶解氧、pH、化学耗氧量(COD)显著正相关。异养细菌在春、秋、冬季节均与VBR 显著正相关; 春、夏季节与溶解氧显著正相关, 冬季与溶解氧显著负相关; 春、夏季节与总磷显著负相关; 秋、冬季节均与温度、盐度显著正相关; 春、冬季节均与COD 显著正相关。     

长江口及邻近海域夏、冬季浮游病毒丰度分布

应用荧光显微计数法,对2006年夏季和2007年冬季长江口浮游病毒丰度(virus direct count,VDC)进行了检测.结果表明:夏季该海域VDC在2.22×106～9.97×107个·ml-1,高值分布在近海B区(122.5°-123.5°E)的表层海域;冬季VDC在1.99×106～2.66×107个·ml-1,高值分布在近岸A区(120.5°-122.5°E)海域,且由近岸向外海逐渐降低.夏季VDC与浮游细菌生物量、叶绿素含量关系密切,与营养盐相关性不显著(P＞0.05);冬季VDC与浮游细菌、营养盐含量关系密切,与叶绿素a含量相关性不显著(P＞0.05).夏季VDC显著高于冬季(P＜0.01),且两季的分布特征存在不同,此种差异主要与浮游细菌、浮游植物等病毒寄主的分布有关.冬季的营养盐含量也是影响其浮游病毒分布的重要因素.     

龙凤湿地与珰奈湿地底泥细菌古菌多样性及其对环境因子的响应

【背景】城市湿地和天然湿地受到人为扰动影响的程度显著不同。【目的】研究2种不同类型湿地底泥微生物多样性及种类的差异。【方法】采集冬夏两季城市湿地(龙凤湿地)和天然湿地(珰奈湿地)的底泥样品,使用16S rRNA基因测序技术测定底泥中细菌和古菌群落结构,分析2种湿地底泥的细菌、古菌差异及环境因素与微生物的相关性。【结果】龙凤湿地底泥中的硫杆菌属(Thiobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)丰度显著高于珰奈湿地(P<0.05);Methanoregula在珰奈湿地底泥中的丰度高于龙凤湿地;冬季厌氧绳菌属(Anaerolinea)和甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)在珰奈湿地底泥中的丰度显著高于龙凤湿地(P<0.05)。【结论】龙凤湿地与珰奈湿地的差异主要影响湿地底泥中参与元素循环的细菌和产甲烷古菌的丰度,人为干扰和低温会降低湿地中微生物的多样性,pH、盐分和碱性磷酸酶是显著影响微生物多样性的环境因素。     

Ocean time-series reveals recurring seasonal patterns of virioplankton dynamics in the northwestern Sargasso Sea

There are an estimated 10³⁰ virioplankton in the world oceans, the majority of which are phages (viruses that infect bacteria). Marine phages encompass enormous genetic diversity, affect biogeochemical cycling of elements, and partially control aspects of prokaryotic production and diversity. Despite their importance, there is a paucity of data describing virioplankton distributions over time and depth in oceanic systems. A decade of high-resolution time-series data collected from the upper 300 m in the northwestern Sargasso Sea revealed recurring temporal and vertical patterns of virioplankton abundance in unprecedented detail. An annual virioplankton maximum developed between 60 and 100 m during periods of summer stratification and eroded during winter convective mixing. The timing and vertical positioning of this seasonal pattern was related to variability in water column stability and the dynamics of specific picophytoplankton and heterotrophic bacterioplankton lineages. Between 60 and 100 m, virioplankton abundance was negatively correlated to the dominant heterotrophic bacterioplankton lineage SAR11, as well as the less abundant picophytoplankton, Synechococcus. In contrast, virioplankton abundance was positively correlated to the dominant picophytoplankton lineage Prochlorococcus, and the less abundant alpha-proteobacteria, Rhodobacteraceae. Seasonally, virioplankton abundances were highly synchronous with Prochlorococcus distributions and the virioplankton to Prochlorococcus ratio remained remarkably constant during periods of water column stratification. The data suggest that a significant fraction of viruses in the mid-euphotic zone of the subtropical gyres may be cyanophages and patterns in their abundance are largely determined by Prochlorococcus dynamics in response to water column stability. This high-resolution, decadal survey of virioplankton abundance provides insight into the possible controls of virioplankton dynamics in the open ocean.     

Viral abundance, production, decay rates and life strategies (lysogeny versus lysis) in Lake Bourget (France)

We have investigated the ecology of viruses in Lake Bourget (France) from January to August 2008. Data were analysed for viral and bacterial abundance and production, viral decay, frequency of lysogenic cells, the contribution of bacteriophages to prokaryotic mortality and their potential influence on nutrient dynamics. Analyses and experiments were conducted on samples from the epilimnion (2 m) and the hypolimnion (50 m), taken at the reference site of the lake. The abundance of virus‐like particles (VLP) varied from 3.4 × 10⁷ to 8.2 × 10⁷ VLP ml^?1; with the highest numbers and virus‐to‐bacterium ratio (VBR = 69) recorded in winter. Viral production varied from 3.2 × 10⁴ VLP ml^?1 h^?1 (July) to 2 × 10⁶ VLP ml^?1 h^?1 (February and April), and production was lower in the hypolimnion. Viral decay rate reached 0.12–0.15 day^?1, and this parameter varied greatly with sampling date and methodology (i.e. KCN versus filtration). Using transmission electron microscopy (TEM) analysis, viral lysis was responsible for 0% (January) to 71% (February) of bacterial mortality, while viral lysis varied between 0% (April) and 53% (January) per day when using a modified dilution approach. Calculated from viral production and burst size, the virus‐induced bacterial mortality varied between 0% (January) and 68% (August). A weak relationship was found between the two first methods (TEM versus dilution approach). Interestingly, flow cytometry analysis performed on the dilution experiment samples revealed that the viral impact was mostly on high DNA content bacterial cells whereas grazing, varying between 8.3% (June) and 75.4% (April), was reflected in both HDNA and LDNA cells equally. The lysogenic fraction varied between 0% (spring/summer) and 62% (winter) of total bacterial abundance, and increased slightly with increasing amounts of mitomycin C added. High percentages of lysogenic cells were recorded when bacterial abundance and activity were the lowest. The calculated release of carbon and phosphorus from viral lysis reached up to 56.5 µgC l^?1 day^?1 (assuming 20 fgC cell^?1) and 1.4 µgP l^?1 day^?1 (assuming 0.5 fgP cell^?1), respectively, which may represent a significant fraction of bacterioplankton nutrient demand. This study provides new evidence of the quantitative and functional importance of the virioplankton in the functioning of microbial food webs in peri‐alpine lakes. It also highlights methodologically dependent results.     

沙门菌噬菌体抗性菌的筛选鉴定及致病力研究

【目的】筛选鉴定沙门菌噬菌体侵染裂解过程中的抗性菌株,研究抗性菌株的生物学特性及致病力的差异,为解决噬菌体治疗应用中的抗性菌问题提供理论依据。【方法】本研究通过次级感染法和双层平板法筛选沙门菌噬菌体抗性菌,通过生物学特性和毒力基因检测比较宿主菌ATCC 13076及其噬菌体抗性菌株R3之间的差异,并通过小鼠攻毒实验和细胞粘附实验比较致病力强弱。【结果】噬菌体抗性菌株R3的生长速度较宿主菌略慢;生化及毒力基因检测均表明抗性菌株与宿主菌无差异;与宿主菌相比,抗性菌R3的LD50增加了74.8%(P0.05);对MODE-K细胞粘附能力稍弱,但是差异不显著。【结论】该研究表明,与噬菌体宿主菌相比,噬菌体抗性菌株的生物学特性和毒力基因并没有改变,对小鼠致病力减弱,但是对MODE-K细胞粘附能力差异不显著。     

Spatial distribution and morphologic diversity of virioplankton in Lake Donghu, China

The spatial distribution and morphological diversity of virioplankton were determined in Lake Donghu which contains three trophic regions: hypertrophic, eutrophic and mesotrophic region. Virioplankton abundance measured by transmission electron microscope (TEM) ranged from 7.7 × 10⁸ to 3.0 × 10⁹ ml^–1, being among the highest observed in any natural aquatic system examined so far. The spatial distribution of virioplankton was correlated significantly with chlorophyll a concentration (r = 0.847; P < 0.01) at the sampling sites in Lake Donghu. 76 morphotypes were observed. Most morphotypes have tails, belonging to Siphoviridae, Myoviridae and Podoviridae. The majority of tailed phages in the lake were Myoviridae. Morphotypes which were rarely reported, such as prolate-headed virus-like particles, lemon-shaped virus-like particle, and viruses resembling Tectiviridae and Corticoviridae were all observed in the lake. It is concluded that the high viral abundance might be associated with high density of phytoplankton including algae and cyanobacteria. There was high viral diversity in this eutrophic shallow lake. In addition, cyanophage represented an important fraction of the virioplankton community in Lake Donghu.     

驯化噬菌体提高噬菌体对碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌的杀菌能力

【目的】本研究旨在通过驯化提高噬菌体的裂解能力并降低其宿主菌耐受性产生的速度,从而提高对重要病原菌-碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae, CRKp)的杀菌效果。【方法】以临床CRKp菌株Kp2092为宿主菌,利用双层琼脂平板法从污水中分离噬菌体并分析其裂解谱;对其中的广谱强裂解性噬菌体通过透射电镜观察其形态特征并进行全基因组测序;通过噬菌体-宿主连续培养进行噬菌体驯化,并比较驯化前后噬菌体生物学特性的差异。【结果】分离得到的9株肺炎克雷伯菌噬菌体中,噬菌体P55anc裂解能力强且裂解谱广,透射电镜观察发现其为短尾噬菌体。P55anc基因组全长40 301 bp,包含51个编码序列,其中27个具有已知功能,主要涉及核酸代谢、噬菌体结构蛋白、DNA包装和细胞裂解等。噬菌体P55anc经9 d的驯化后,得到3株驯化噬菌体。驯化后噬菌体杀菌能力增强,主要表现为细菌生长曲线显著下降、噬菌体暴发量增多、裂解谱扩大,且宿主菌对其产生抗性的概率显著降低。与此同时,驯化后的噬菌体在热处理、紫外暴露以及血清等环境下保持较好的稳定性。【结论】利用噬菌体-宿主连续培养的方法可对噬菌体进行驯化和筛选,驯化后的噬菌体杀菌效果更强,且在不同压力处理下的稳定性良好,而细菌产生噬菌体抗性的概率也降低。     

Viral Abundance and a High Proportion of Lysogens Suggest That Viruses Are Important Members of the Microbial Community in the Gulf of Trieste

Epifluorescence microscopy and transmission electron microscopy were applied to study virioplankton community in the Gulf of Trieste (northern Adriatic Sea). The total viral abundance was in a range between 2.5 × 10⁹/L and 2.9 × 10¹⁰/L and was positively correlated with trophic status of the environment. Viruslike particles were significantly correlated with bacterial abundance in all samples studied. Correlations with other physicochemical or biological parameters were not significant. The data suggest that, because of the substantial fraction of tailed viruses present (26%), bacteriophages are an important component of the virioplankton community in the Gulf of Trieste. The abundance of viruslike particles in the seawater changed at hour intervals in a range from 1.3 × 10⁹/L to 5.1 × 10⁹/L. A significant fraction (71%) of the bacterial isolates was inducible in vitro by mitomycin C, and a high occurrence (51%) of lysogenic isolates with more than one phage morphotype present in the lysate was detected. The presence of lysogenic bacteria in the seawater was confirmed in situ with a mitomycin C induction experiment on the natural bacterial population. Results suggest that virioplankton is an abundant component of the microbial community in the Gulf of Trieste.     

内蒙古岗更诺尔湖泊退化情景下好氧甲烷氧化的微生物过程研究

【目的】内蒙古岗更诺尔湖退化为碱地、草地情景下,研究好氧甲烷氧化过程及其微生物群落的变化规律。【方法】针对湖泊沉积物及其退化后形成的碱地、草地土壤,在不同初始甲烷浓度下培养,研究其甲烷氧化速率,通过实时荧光定量PCR、高通量测序技术分析甲烷氧化菌的群落构成及其变化规律。【结果】湖泊退化过程中,沉积物和碱地的土壤理化性质、甲烷氧化速率变化规律基本一致,但与草地土壤有显著差异。在微生物属水平,甲烷氧化菌Methylococcus的丰度显著增加,在沉积物、碱地和草地中的丰度分别为19.2%、48.8%和78.3%,而Crenothrix的丰度明显降低,依次为54.7%、32.1%、和13.9%。进一步室内模拟不同初始浓度下甲烷氧化过程,发现沉积物中Crenothrix和Methylocaldum的增幅最大;碱地土壤中Methylococcus和Methylomonas的增幅远高于其他甲烷氧化菌;而在草地土壤中,Crenothrix增加高达7.81%,增幅达196倍。这些显著增加的微生物可能在不同浓度甲烷氧化过程中发挥了重要作用。【结论】湖泊退化过程中,甲烷氧化潜力降低。沉积物中的甲烷氧化菌发生了显著分异,Methylococcus逐渐成为碱地和草地的优势微生物,而Crenothrix则逐渐成为弱势类群。然而,草地土壤氧化高浓度甲烷过程中,数量上占弱势的Crenothrix迅速变为优势类群,可能发挥了重要作用。