梁子湖沉水植物根際沉積物脫氮微生物多樣性及菌群定量研究.pdf

1、由微生物驅(qū)動(dòng)的氮素循環(huán)是湖泊生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)循環(huán)的重要組成部分，對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化具有重要影響。沉水植物是湖泊氮素循環(huán)的重要影響因素，其根際對(duì)脫氮過(guò)程及其相關(guān)微生物也產(chǎn)生了顯著影響。本研究以梁子湖沉水植物根際沉積物為研究對(duì)象，通過(guò)變性凝膠電泳技術(shù)、克隆文庫(kù)、定量PCR等分子生態(tài)學(xué)手段，對(duì)淡水湖泊根際沉積物中的脫氮微生物群落結(jié)構(gòu)和豐度進(jìn)行研究，以揭示湖泊根際沉積物脫氮微生物的群落結(jié)構(gòu)和豐度的動(dòng)態(tài)變化，及其環(huán)境因子對(duì)脫氮微生物數(shù)量的影響。主

2、要研究結(jié)果如下:
　　1、梁子湖沉水植物根際沉積物的細(xì)菌多樣性十分豐富，種群結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在不同季節(jié)不同采樣點(diǎn)分離到了27～38條不等的條帶。沉水植物根際改變了細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成，提高了根際沉積物中細(xì)菌的豐富度和多樣性。
　　2、對(duì)梁子湖沉水植物根際沉積物的測(cè)序分析結(jié)果表明，在梁子湖沉積物中檢測(cè)到的AOB菌屬主要是Nitrosospira和Nitrosomonas菌屬，并且Nitrosospira占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。AOAamoA基因

3、屬于兩個(gè)分支，水體/沉積物分支和土壤/沉積物分支，梁子湖沉積物中AOA均屬于奇古菌門(mén)。Candidatus Kuenenia屬的厭氧氨氧化菌在梁子湖中占有優(yōu)勢(shì)地位，另外本研究還發(fā)現(xiàn)一種可能屬于Kuenenia屬的一個(gè)新品種，其生理生化特性以及是否具有anammox活性還有待進(jìn)一步的研究證實(shí)。
　　3、對(duì)梁子湖沉水植物根際沉積物中的脫氮菌進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明，沉水植物根際氨氧化古菌(AOA)數(shù)量有明顯增加的趨勢(shì)。沉水植物未對(duì)根際

4、氨氧化細(xì)菌(AOB)、nirK和nirS型反硝化微生物、厭氧氨氧化菌(Anammox)數(shù)量產(chǎn)生顯著影響，但是不同種類沉水植物間數(shù)量有顯著差異。梁子湖沉水植物根際沉積物中AOA和AOB、nirK和nirS型反硝化微生物、Anammox菌的豐度都比較高。其中，AOA的數(shù)量高于AOB的數(shù)量，nirS型反硝化微生物數(shù)量高于nirK型反硝化微生物數(shù)量。
　　4、統(tǒng)計(jì)分析表明，無(wú)論冬季還是夏季，AOA與有機(jī)質(zhì)都表現(xiàn)出了顯著的正相關(guān)性（冬季:r

5、=0.914，P＜0.05;夏季:r=0.970，P＜0.01），表明有機(jī)質(zhì)促進(jìn)了沉水植物沉積物中AOA的生長(zhǎng)。在冬季，AOA還與NO3-表現(xiàn)出了顯著的正相關(guān)關(guān)系(r=0.930，p＜0.05); AOB與氨氮存在顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.955，p＜0.05)，AOB數(shù)量主要受氨氮濃度的調(diào)控;pH和nirK之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.933，p＜0.05)，厭氧氨氧化菌與溶解氧表現(xiàn)出了顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.934，p＜0.05