用于海洋沉积物中厌氧氨氧化细菌分子生态学研究的引物比较

为比较厌氧氨氧化细菌16SrRNA基因的2对特异性引物(Amx368F/Amx820R、Brod541F/Amx820R)在其分子生态学研究方面的优点与不足,本研究采用高通量测序和qPCR技术对长江口及其邻近海域沉积物中厌氧氨氧化细菌细菌的群落组成、多样性和丰度进行比较分析,结果表明,引物Amx368F/Amx820R特异性较高,能够较为完整地反映沉积物中厌氧氨氧化细菌的多样性信息,且其覆盖的厌氧氨氧化细菌丰度与功能基因hzo丰度正相关(P<0.01);而引物Brod541F/Amx820R特异性较低,覆盖部分厌氧氨氧化细菌及其他多个门的细菌,其量化的厌氧氨氧化细菌与功能基因hzo丰度无明显相关关系(P>0.05)。因此,引物Amx368F/Amx820R能够更加真实地反映厌氧氨氧化细菌在海洋沉积物中的群落特征,在其分子生态学研究中更具优势。     

海洋环境中的厌氧氨氧化细菌与厌氧氨氧化作用

厌氧氨氧化是细菌在厌氧条件下将氨氮氧化成氮气的过程,主要应用在污水处理反应器中,最近几年发现在海洋环境中也广泛存在,并在海洋氮循环过程中发挥了重要作用,代表了海洋中一个巨大的氮汇,对碳循环和全球气候变化也有重要影响。梯烷膜脂结构独特,是厌氧氨氧化细菌的化学生物标志物,具有化学分类与古海洋学应用潜力。厌氧氨氧化作用及厌氧氨氧化细菌已成为海洋生物地球化学、微生物学、有机地球化学等研究领域的热点。     

海洋环境中的厌氧氨氧化细菌与厌氧氨氧化作用

厌氧氨氧化是细菌在厌氧条件下将氨氮氧化成氮气的过程,主要应用在污水处理反应器中,最近几年发现在海洋环境中也广泛存在,并在海洋氮循环过程中发挥了重要作用,代表了海洋中一个巨大的氮汇,对碳循环和全球气候变化也有重要影响.梯烷膜脂结构独特,是厌氧氨氧化细菌的化学生物标志物,具有化学分类与古海洋学应用潜力.厌氧氨氧化作用及厌氧...     

湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌的丰度、多样性及分布特征

采用实时荧光定量PCR、高通量测序等方法对湛江湾沉积物中四个月份的反硝化细菌与厌氧氨氧化细菌的多样性和丰度进行了分析。结果表明:湛江湾沉积物中反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌丰度在四个月份的变化和空间分布趋势为:nirS型反硝化细菌在二月份最高,四月份最低,且其平均丰度有从湛江湾湾内向湾口附近呈现先升高再降低的趋势;nirK型反硝化细菌丰度在九月份最高,十一月份最低;nosZ型反硝化细菌在四月份最高,其余月份变化不大;厌氧氨氧化细菌丰度在九月份最高,二月份最低。通过相关性分析结果表明,亚硝酸盐、铵盐等共同调控着湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌丰度变化。系统发育分析表明:湛江湾中存在着一些广泛分布的反硝化细菌,但也生活着一些新奇的nirK型和nosZ型反硝化细菌。对于厌氧氨氧化细菌而言,其主要属于浮霉菌门及Candidatus Scalindua属,具有较高的耐盐性,另外湛江湾海区的厌氧氨氧化细菌也生活着一类在其他地方没有的新分支。典范对应分析分析结果表明:硝酸盐显著影响湛江湾反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的群落结构。湛江湾沉积物中反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌存在特殊的竞争与共存的关系,且由亚硝...     

生物标志物梯烷脂指示胶州湾厌氧氨氧化活动

厌氧氨氧化是重要的氮脱除途径,对海洋中的氮循环,尤其是人类活动影响下海湾的氮循环起重要作用。梯烷脂作为厌氧氨氧化的生物标志物,能指示不同生态系统中的厌氧氨氧化活动,但其在海湾环境中的来源以及对人类活动影响的响应尚未明确。本文对人类活动影响下的典型海湾——山东半岛的胶州湾海域进行研究,通过分析胶州湾表层沉积物中梯烷脂及其他有机质指标,来研究海湾中有机质及厌氧氨氧化菌的来源及梯烷脂对环境因子的响应。研究显示厌氧氨氧化活动在胶州湾海域普遍存在。对总有机质参数(TOC,δ~(13)C和TOC/TN)与有机质来源贡献指标(TMBR和BIT)的分析显示胶州湾海域表层沉积物有机质以海源为主(BIT指示为83%、TMBR指示为54%),但各有机质来源指标与海湾中梯烷脂含量无明显相关。对梯烷脂总量及不同种类梯烷脂占比的分析显示,梯烷脂主要来自夏季水体中的颗粒物,且在梯烷脂总量较高的区域,梯烷脂可能主要受河流输入及污水排放的影响。主成分分析显示海湾沉积物中梯烷脂与营养盐及溶解氧含量受相同因子所调控,表明梯烷脂可以在胶州湾指示人类活动对海水环境质量的影响。这也为沉积物中梯烷脂在海湾环境,乃至其他边缘海环境中对人类活动的指示作用提供了新思路。     

九龙江口肥水-缢蛏养殖塘厌氧氨氧化微生物活性研究

缢蛏串联养殖经由饵料藻类养殖塘(俗称肥水塘)投放适量含氮化合物以提高生产效率,了解此过程中的沉积物氮转化对调控和管理河口养殖塘氮的收支具有重要意义。以福建九龙江口肥水-缢蛏养殖塘为研究对象,运用同位素示踪技术和高通量测序技术探究缢蛏塘和肥水塘沉积物厌氧氨氧化速率及微生物群落结构,并分析其环境调控机制。结果表明,肥水塘沉积物厌氧氨氧化速率为(1.76±0.11) nmol/(g·h),相对贡献为9.16%±0.40%,显著高于缢蛏塘(P<0.05)。缢蛏塘和肥水塘厌氧氨氧化微生物主要由Candidatus Scalindua、Ca.Kuenenia、Ca.Brocadia和Ca.Anammoximicrobium属组成。其中,Ca.Kuenenia属为养殖塘的优势菌属。沉积物厌氧氨氧化微生物多样性和丰富度呈显著的空间分布特征,肥水塘中生物多样性更高(P<0.05)。厌氧氨氧化微生物活性和群落结构差异主要受养殖土地利用方式、溶解氧(DO)、NH₄⁺和NO₃^-含量等环境因子的调控。该研究在一定...     

2007年夏季南海北部浮游植物的物种组成及丰度分布

2007年8月10-29日对南海北部41个站位进行了浮游植物群落结构的调查.调查结果表明,共发现浮游植物5门80属216种(包括变种、变形、未定种),调查期间南海浮游植物以硅藻为主,占所有物种数的64.81%,占总浮游植物细胞丰度的89.11%:甲藻次之,占所有物种数的30.56%,占总浮游植物细胞丰度的10.62%;蓝藻门的红海束毛藻Trichodesmium erythraeum在许多站位也占有相当的比例.绿藻和一些淡水的蓝藻只在珠江口附近的站位才被检出.主要优势种为海链藻Thalassiosira sp.、菱形海线藻Thalassionema nitzschioides、中肋骨条藻Skeletonema costatum、微小原甲藻Prorocentrum minimum和裸甲藻Gymnodinium sp..从平面分布来看,南海北部在珠江口外围和台湾浅滩海域存在2个浮游植物丰度高值区.表层和次表层浮游植物的平面分布格局差异很大,表层浮游植物的丰度平均为25.21×10<'3>个·L<'-1>,高值区在珠江口附近海域;次表层浮游植物丰度平均为9×10<'3>个·L<'-1>,高值区在台湾浅滩海域.调查区域的浅水站位(<200m)的浮游植物丰度远高于深水站位(>200m).从垂直分布来看,浮游植物的细胞丰度基本上自上而下随水深的增加而逐渐降低,最大丰度在10m水层.深水站位与浅水站位的浮游植物垂直分布结构有很大的差异.硅藻类在浅水站位中基本随深度的增加而减少,但在10m处出现最大值;而在深水站位则存在次表层(75m)最大值的现象.甲藻类在浅水站位中随深度增加显著减少,而在深水站位的75m以上其分布比较均匀.越靠近外海,浮游植物中硅藻所占的比例越小,硅甲藻比率大的海区一般具有高的生产力和较高的浮游植物丰度.调查海区表层和次表层的浮游植物Shannon-Wiener指数的平均分别为2.8和3.0,生物多样性高的区域分别位于珠江口、粤东近海和海南的东部近海,浅水站位的浮游植物多样性指数远高于深水站位.     

盐胁迫对厌氧氨氧化污泥脱氮性能及其胞外聚合物特性的影响

探究了低负荷下盐胁迫对ANAMMOX污泥EPS特性的影响。当盐浓度低于10 g·L~(-1),厌氧氨氧化脱氮性能未受显著影响,NH~+_4-N和NO~-_2-N去除率接近100%,NO~-_3-N浓度略有升高;当盐浓度提升至15 g·L~(-1)后,脱氮效果急速下降,NO~-_3-N浓度持续升高,TN去除率最低为53.9%。后经较长时间盐浓度10 g·L~(-1)工况下运行恢复,厌氧氨氧化菌耐盐性经驯化后提高,脱氮效果得到提升;而后继续提升盐浓度至15 g·L~(-1),脱氮效果维持稳定。随盐浓度增加,EPS含量递增,由8.00 mg·g~(-1)VSS增至13.35 mg·g~(-1)VSS,增幅为66.9%;EPS中主要为TB-EPS,平均占比为81.2%。LB-EPS、TB-EPS中均以PN为主,其平均占比分别为77.0%与91.1%,主要组成为芳香族蛋白类物质与色氨酸蛋白类物质。LB-EPS和TB-EPS的三维荧光光谱图和傅里叶红外光谱图分析表明,盐浓度提升引起ANAMMOX污泥中EPS含量、EPS中蛋白质含量构成及官能团组成产生相应的应答,以抵御高盐对功能微生物的不利影响,从而稳定ANAMMOX工艺脱氮性能。     

渤海湾天津近岸表层沉积物中细菌丰度及其与环境因子的相关性研究

于2003年7月—2004年5月间,4个航次测定了渤海湾近岸表层沉积物中的可培养异养菌数、总菌数和活菌数,并分析了其与10项环境因子之间的相关性。结果表明,异养菌数变化范围为(1.1~470.0)×103CFU/g湿泥;总菌数和活菌数分别为(2.6~25.0)×107/g湿泥和(1.6~14.6)×107/g湿泥。异养菌数的季节分布为夏季最高,春季次之,冬季最低;站位间分布为最高值基本在沿岸或排污口附近的站位,最小值基本在远岸或远排污口的站位。沉积物中总菌数和活菌数最高值均出现在秋季,最低值出现在冬季,但次高值有所不同;各站点间的分布没有明显规律。此外,沉积物中仅异养菌数与总有机碳(Total organic carbon,TOC)和总氮(Total nitrogen,TN)之间有着显著的相关性,相关系数分别为0.568和0.598(P0.05);活菌数与铅(Pb)浓度显著负相关,相关系数为-0.751(P0.05)。     

渤海和南黄海沉积物中氨氧化微生物对硝化潜势的相对贡献

硝化作用是海洋氮循环的核心过程。作为硝化过程关键步骤的氨氧化过程的主要参与者,氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化作用的相对贡献是海洋氮循环关注的热点问题之一。本文选取渤海和南黄海20个站位的表层沉积物,通过微宇宙培养实验研究了沉积物中氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化潜势的相对贡献。结果表明,渤海和南黄海海域表层沉积物中潜在硝化速率（以氮计,下同）为0.004 6～0.283 1 μmol/(g·d),其中氨氧化古菌潜在硝化速率为0.004 3～0.274 3 μmol/(g·d),氨氧化细菌潜在硝化速率为0.000 4～0.056 0 μmol/(g·d)。氨氧化古菌是硝化潜势的主要贡献者,在渤海海域的贡献率为59.79%～97.95%,在南黄海海域的贡献率为18.47%～94.26%。渤海海域潜在硝化速率显著高于南黄海海域。此外,本研究海域中盐度是影响潜在硝化速率的关键环境因子,对渤海海域的分析则表明越高的${{\rm {NO}}_3^-} $浓度可能指示着越高的硝化潜势。在河口及近海沉积物中,氨氧化古菌在硝化过程中起着更加重要的作用;河口和近岸沉积物硝化潜势总体高于远海。本研究为进一步认识近海海洋氮循环过程提供了参考依据。     

胶州湾浮游植物研究Ⅱ环境因子对浮游植物群落结构变化的影响

该文依据 1995年 3月～ 1996年 1月间浮游植物的调查资料 ,并结合同期水温和营养盐的资料变化 ,分析不同环境因素对浮游植物群落结构的影响。结果表明 :水温的变化对浮游植物的种类组成和数量变化都有一定影响 ,秋季和冬季优势种交替明显 ;营养盐对浮游植物群落结构的变化影响明显。根据胶州湾营养盐结构的改变状况 ,并结合历史资料对比发现 ,胶州湾网采浮游植物的物种数和细胞数量呈下降趋势 ,优势种类趋单一化 ;但初级生产力并未下降 ,可能与微型浮游植物所占份额增大相关。     

三亚湾浮游动物数量分布及群落特征的季节变化

根据三亚湾2005年春、夏、秋和冬季航次的调查资料,分析了这4个季度的浮游动物的种类组成、优势种、群落结构、丰度和生物量的时空变化。经过鉴定共有终生性浮游动物125种,阶段性浮游动物17种,其中毛颚类幼虫和短尾溞状幼虫是各个季度都出现的优势种。三亚湾的浮游动物可以分为河口类群、暖水沿岸类群和广布暖水外海类群。全年浮游动物平均丰度为95.91ind·m-3,浮游动物平均生物量为69.22mg·m-3;浮游动物丰度的季节分布是夏>秋>春>冬,平均生物量的季节分布是秋>夏>春>冬,总体上一般是夏秋季高于冬春季。冬季浮游动物丰度与浮游植物细胞总密度之间没有相关性。     

环境变化对造礁石珊瑚营养方式的影响及其适应性

造礁石珊瑚是珊瑚礁生态系统的框架生物,它们既能够通过共生藻的光合作用进行自养,也能够通过触手捕获和黏液吸附等方式进行异养。通过研究造礁石珊瑚光合自养以及异养营养的机理和过程,系统分析了光照、温度、营养盐、潮汐、水流、CO2质量浓度以及食物的可获得性等因素对造礁石珊瑚光合自养和异养营养产生的影响,并讨论了珊瑚的这2种营养方式对环境变化的适应性。在环境适宜的条件下,光合自养是健康造礁石珊瑚的主要营养方式;当珊瑚自养营养的供给受到限制时,异养营养能够在一定程度上弥补其营养缺失,甚至可能成为珊瑚的主要营养方式。造礁石珊瑚的2种营养方式能够对不同环境因素的变化做出不同响应,并通过两者之间的互补以适应环境变化。今后研究的重点应放在归纳各类因素对造礁石珊瑚2种营养方式的影响;深入研究造礁石珊瑚异养营养方式的规律与环境适应性;厘清造礁石珊瑚光合自养与异养营养之间的关系和协调模式。     

2010-2011年深圳湾浮游植物季节变化及其与环境因子关系

2010-2011年对深圳湾水采浮游植物进行了4个航次的现场调查,共鉴定出浮游植物5门45属83种,硅藻门占总种数的83.1%,甲藻门占10.8%。种类组成以广温广盐种和暖水种为主,中肋骨条藻(skeletonema costatum)为该海域常年优势种。此次调查发现深圳湾海域浮游植物丰度年波动范围为9.63~19904.0×103/L,平均值为964.5×103/L表现为秋季最高,夏、冬季次之,春季最低。浮游植物多样性指数及均匀度指数偏低,群落结构单一,稳定性较差。春季由于受到深圳河与降水的影响,水采浮游植物丰度最低;秋季各个环境条件适宜,浮游植物丰度达到最大;冬季温度成为限制浮游植物生长的重要因子。     

胶州湾浮游原生生物时空分布特征——丰度周年变化及与环境因子间的关系

为了解胶州湾浮游原生生物时空分布特征及与环境因子间的关系,自2007年6月～2008年5月,对青岛胶州湾内5个站点表层水的浮游原生生物丰度及环境因子进行了累计24次的周年采样调查及定性、定量分析.结果显示:(1) 浮游原生生物周年变动具有2个高峰,分别出现在4月和8月;(2) 浮游硅藻、鞭毛藻和纤毛虫的丰度周年变动均为双峰型:春节(4月)高峰、秋节(8月)高峰;(3) 浮游原生生物丰度与叶绿素a和溶解氧呈显著性相关,而其群落结构的变化与盐度、溶解氧、硝态氮和亚硝态氮的组合呈显著性相关.本工作为进一步探讨富营养化的内湾型近岸水体内原生生物生态学结构与功能提供了一份必要的基础资讯.     

春秋季山东南部近岸浮游细菌生态分布

分别于2007年4月(春季)和10月(秋季),对山东南部近岸海域进行了现场调查,研究了该海区浮游细菌丰度、生物量分布特征,探讨了它们与温度、溶解氧(DO)、总氮(N)、总磷(P)、硝酸盐(NO-3)、铵盐(NH+2)及活性磷酸盐(PO4-P)的相关性.结果表明:浮游细菌生物量具有一定的时间、空间分布特征,春季浮游细菌丰度及生物量要高于秋季,2个季节近岸细菌数量高于远岸区域;浮游细菌丰度及生物量与温度、DO、总P、NO-3、NH+2及PO4-P均呈显著相关关系(P<0.01),表明上述因子可能是该海域浮游细菌数量分布的主要限制因子.     

渤海底栖桡足类群落结构的研究

渤海1998年9月航次的调查结果.小型底栖生物总平均丰度为(8688±5097)个/m2,底栖桡足类居第2位,平均丰度为(663±569)个/m2,占总数量的76%.根据77种底栖桡足类丰度所做的聚类和标序分析将渤海20个站位划分为4个组合.根据11种环境因子数据所做的聚类和主成分分析将研究海域划分为两个生境、4个亚区.对研究海域进行的分区与自然分区是基本一致的.支配研究海域底栖桡足类群落结构的主要环境因子是水深和沉积物粒度.     

青岛多种天气下生物气溶胶中细菌群落特征

为探究雾、霾、沙尘等多种天气下生物气溶胶中细菌群落结构特征,于2017年12月-2018年4月采集了青岛晴天和多种特殊天气下的大气生物气溶胶样品,运用16 S rRNA高通量测序方法分析了样品中细菌群落结构.结果表明,在雾、霾、沙尘天均检测到对人体健康存在潜在危害的条件致病菌,其中变形菌门(Proteobacteria...     

长江口邻近海域浮游细菌分布与环境因子的关系

利用2003年9-10月"东海陆架水交换"调查航次期间获得的浮游异养细菌、寡营养细菌和光合细菌的分布资料和实测水环境数据,探讨了这三类细菌的分布特征及其与相关环境因子的关系。结果表明:在长江口邻近海域,以30等盐线为界,三类细菌的空间分布具有显著差异;调节制约这三类细菌类群生长和分布的环境因子不同;表层硝酸盐浓度1μmol/L可作为一个特征浓度,高于1μmol/L的海域,陆源输入的硝酸盐对于这三类细菌的生长和分布具有重要影响,低于1μmol/L的海域,硝酸盐的影响较小或无影响。同时,采用法国梅里埃API STAPH系统,结合电镜观察,对两株已获得纯培养的有色菌株进行了属种的鉴定,分别是变异微球菌(Micrococcus varians)和玫瑰微球菌(Micrococcus roseus),目前尚未发现这两种细菌在长江口及其邻近海域分布的报道。