基于高通量测序方法分析荣成月湖潮间带趋磁细菌多样性

荣成月湖是一个典型天然潟湖,潮间带沉积物中存在多种形态趋磁细菌。通过Roche454高通量测序平台,对沉积物样品(B_S)和磁收样品(B_M)进行16SrRNA基因高通量测序,认识荣成潮间带沉积物的细菌群落结构,并了解趋磁细菌多样性及系统进化地位。研究结果表明沉积物样品中主要的细菌类群为δ-变形菌纲,占总细菌数的26.4%,其次是γ-变形菌纲和α-变形菌纲;而磁收样品中细菌多样性和种类明显降低,以α-变形菌纲占绝对优势,相对比例达72.6%。在磁收样品和沉积物样品分别发现了1 612条和186条reads与趋磁细菌相关,分别占细菌总数的5.76%和0.85%,磁收样品中趋磁细菌数是沉积物样品的6.8倍。对两个样品中获得的趋磁细菌序列进行系统进化分析,发现这些序列多数属于变形菌门的α-变形菌纲,以趋磁球菌占绝对优势,少数属于δ-变形菌纲,与多细胞趋磁原核生物亲缘关系最近。海洋趋磁螺菌属仅在B_M样品中检出,趋磁弧菌属在B_M样品优势度高于B_S样品,而多细胞趋磁原核生物和趋磁螺菌属在B_S样品中优势度更高。通过分析样品间的差异OTUs,认为荣成潮间带沉积物中可能存在大量未知的趋磁细菌新类群。研究结果为下一步培养和开发趋磁细菌这一功能菌群,发现趋磁细菌新类群及趋磁细菌生态功能提供了基础资料。     

高通量测序分析涠洲油气田开发区的微生物群落结构

基于16S r RNA基因,采用Illumina Mi Seq高通量测序技术分析和比较了涠洲油气田开发区表层海水和沉积物中微生物群落结构。Shannon多样性指数表明涠洲油气田微生物多样性较高,并且表层海水的微生物多样性要高于沉积物。表层海水中微生物以芽孢杆菌Bacilli居多,其次为蓝细菌Cyanobacteria、α变形菌Alphaproteobacteria和γ变形菌Gammaproteobacteria;而沉积物中微生物群落主要类群为γ变形菌。维恩图表明涠洲油气田表层海水的微生物组成或沉积物的微生物组成各自具有一定的相似性,热图和主成分分析则发现该两类环境介质之间的微生物结构差异较大。Illumina Mi Seq高通量测序还发现涠洲油气田存在潜在石油类降解菌假单胞菌属Pseudomonas、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas、红球菌属Rhodococcus和分枝杆菌属Mycobacterium,并且沉积物中该四类微生物相对比例要高于表层海水,这一现象可能由环境中石油类含量决定。研究将为评价油气开发活动对微生物群落的影响提供依据,并为海洋环境中石油污染的生物修复提供基础数据。     

秦皇岛扇贝养殖区褐潮暴发期浮游微藻群落结构特点研究

从2009年开始秦皇岛附近海域连年暴发大规模褐潮,对当地的扇贝养殖业造成了很大破坏。本研究用构建克隆文库和实时荧光定量PCR的方法对2012年6月褐潮暴发期内秦皇岛附近海域扇贝养殖区微藻群落结构和多样性进行研究,分析微藻种群结构在空间上的变化以及褐潮暴发与环境变量之间的关系。结果发现,抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)确为该种褐潮的原因种;不同站点群落组成和环境因子之间的多变量冗余分析(Multivariate Redundancy Analysis,RDA)表明,硝酸盐浓度降低、适宜的温度和pH条件以及该海域水产养殖活动的增加可能是造成该海域微藻群落结构变化的主要原因。     

利用高通量测序技术分析鱼菜共生池塘的真菌多样性和群落结构

本文采集了位于新疆水生野生动物救护中心和乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地的鱼菜共生池塘水样及水培空心菜根系,基于Illumina HiSeq 2500高通量测序平台对上述样本的宏基因组ITS基因序列进行了测定和分析。在6份样品(4份水体样品、2份根系样品)中,共检测到78348条平均长度为256 bp的有效序列,这些真菌包括了6个门、25个纲和72个目。不同地点、不同样品类型间的真菌微生物群落存在明显差异,隶属于子囊菌门(Ascomycota)锤舌菌纲(Leotiomycetes)白粉菌目(Erysiphales)白粉菌科(Erysiphaceae)的菌群为根系样品所特有。乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地鱼菜共生池塘的空心菜根系真菌的Alpha多样性指数均最高,相应的对照池塘真菌多样性组成则最低。Beta多样性指数表明,乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地水样和新疆水生野生动物救护中心空心菜根系真菌组成差异最大。从蔬菜长势情况来看,乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地鱼菜共生池塘明显好于新疆水生野生动物救护中心,推测其原因为:前者水体中真菌种类和数量较多,特有菌类(如石黄衣、酵母菌)能够改善水质、提供动植物生长繁殖的养分。     

涨渡湖浮游生物群落结构与富营养化研究

2014年4～9月,对涨渡湖水体的氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮、总磷、浮游生物等进行了每月一次的调查和分析。结果显示:涨渡湖水体已中度富营养化;主要富营养化因子为氮;氮的富营养化评价指数波动于52～69,磷的富营养化评价指数波动于26～50。浮游植物的Shannon-Wiener指数波动于1.38～1.74,Pielou指数波动于0.34～0.43,Simpson,s指数波动于0.54～0.67,McNaughton指数波动于0.68～0.92,Margalef指数波动于3.21～3.65,生物多样性综合指数波动于1.76～1.62。涨渡湖水体的富营养化程度正在迅速加重;水体富营养化主要原因是面源污染;渔业生产对涨渡湖浮游生物群落结构有显著的负面影响,并提出了保护涨渡湖水域环境,防止其富营养化程度进一步加剧的相关措施。     

秋季长江口鱼类浮游生物群落时空结构

根据1998—2009年11月长江口及其邻近海域7个航次的调查资料,探讨了秋季长江口鱼类浮游生物群落种类组成、群落结构及多样性时空变化特征。研究结果显示,7个秋季航次共捕获鱼类浮游生物969个(尾),隶属于10目19科33种,以鲈形目种类最多(7科9种)。秋季长江口鱼类浮游生物以沿岸型种类最多(12种),其次是半咸水(10种)和近海种类(9种),淡水种类最少(4种)。秋季长江口鱼类浮游生物优势种年度间演替显著,对鱼类浮游生物群落丰度贡献最大的种类包括:半咸水型的矛尾鰕虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和前颌间银鱼(Salanx prognathus)、沿岸型的康氏小公鱼(Stolephorus commersonnii)、近海型的鳀(Engraulis japonicus)和带鱼(Trichiurus lepturus)。2004年以后,长江口鱼类浮游生物种类数量、丰度和多样性均显著高于2004之前的调查航次。ANOSIM分析显示,长江口鱼类浮游生物群落结构年度间差异显著,且2007和2009年与其他年度不相似性最高。可以看出,秋季长江口鱼类浮游生物种类组成呈年度变异状态,2004年后长江口鱼类浮游生物群落结构变异最大,多样性呈增加趋势。     

缢蛏对对虾池浮游生物群落结构的影响

１９９６年５～９月在山东省海阳黄海水产集团公司养虾场,结合缢蛏和中国对虾混养实验,探讨了缢蛏对浮游生物群落结构的影响。结果表明：缢蛏主要滤食２～５μｍ的无鞭毛藻类,从而使隐藻等鞭毛藻类成为浮游植物优势类群;缢蛏滤食原生动物、轮虫等小型浮游动物和大型浮游动物的幼体,并且通过食物竞争来影响大型浮游动物,使浮游动物群落以捕食性和繁殖力强的剑水蚤及其无节幼体为主要成分。     

基于高通量测序的象山港水域细菌多样性的研究

象山港位于浙江省宁波市东南部沿海,属于半封闭式海湾,是以海水养殖区和海洋牧场示范区为主的重要多功能水域,近年来生态环境问题日益突出。为研究象山港海域在早春低水温环境中细菌的多样性,通过高通量测序方法对3月份的象山港水域进行检测。沿象山港南部海湾随机选取6个取样点(G04,G06,G08,G09,G011,G012),共检出836属和2 166种细菌,隶属33个门、91纲、186目和352科。其中优势细菌类群主要包括变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝细菌门(Cyanobacteria)。变形菌门在G04中占比最高(91.45%),拟杆菌门在G09中占比最高(18.05%);而放线菌门在G12中占比最高(7.95%)。在经度较高且离海岸较远的水域,细菌丰富度也越高;同时随着取样位点纬度的增加,γ-变形菌丰度逐步增高,其中在G04中最高(72.76%),在G12中最低(29.11%)。各取样点的细菌分离培养结果也表明弧菌属丰度较高,且主要集中在G04中。利用高通量测序方法揭示了象山港早春全水域的细菌结构组成框架图,可为象山港的水产养殖和可持续发展提供参考依据。     

罗非鱼放养量对盐碱水微型生态系统浮游生物群落的影响

报道了放养不同密度的尼罗罗非鱼 (orecohromis niloticus)对微型生态系统浮游生物影响的研究结果。罗非鱼的放养量为 5个水平 (0～ 8.12 kg· m-3 )。结果表明 ,随着罗非鱼放养量的增大 ,蓝藻、金藻、轮虫、枝角类、桡足类的量、p H、和 TN:TP比值下降 ;相反 ,绿藻、硅藻、原生动物、浮游植物叶绿素 a含量、浊度、总碱度、电导率、TN和 TP均增加 ;而在生物量上小型硅藻和绿藻占优势使浮游植物小型化。     

贻贝养殖区底层鱼类群落结构特征分析

采用相对丰度、种类丰富度、多样性和均匀度以及相似性指数,结合丰度生物量比较曲线、等级聚类和生物与环境相关分析等多元统计方法对贻贝养殖和泥地生境中的鱼类组成、群落时空格局及其与环境因子间的关系作了比较研究。结果在两生境共采集鱼类41种,其中MF为35种,SB为25种。MF中以皮氏叫姑鱼(Johnius belangerii)和小黄鱼(Larimichthys polyactis)为代表的石首鱼科鱼类的优势度皆高于同期的SB,且褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)和星康吉鳗(Conger myriaster)成为MF的季节性优势种。但鲬(Platycephalus indicus)和黄鮟鮟(Lophius litulon)等泥地优势种在MF却较为少见。单变量分析表明两生境间各季度种类组成中等不相似。春夏季MF站位的群落丰度密度和物种多样性比SB高,但两生境间各指标并无显著差异。多变量分析显示3个站位的群落格局皆有显著的季节变化,且2生境间群落组成差异明显。ABC分析揭示幼小鱼类的数量优势在MF站位要比SB更明显,群落稳定性高于后者。BIOENV分析显示溶解氧皆为两生境鱼类群落组成的最大相关因子。研究表明,相对于同期的泥地生境,贻贝养殖对鱼类群落结构及其多样性并无显著影响,但养殖活动对石首鱼科鱼类和一些趋礁鱼类的种群可能起到了积极的养护作用,同时也为幼小鱼类提供了更多的人工庇护所。     

基于RNA-Seq高通量测序技术的法螺差异表达基因分析

法螺是珊瑚礁“杀手”长棘海星为数不多的自然捕食者之一,是珊瑚礁生态系统的重要保卫者。但是,由于海洋环境变化、人类的过度捕捞、珊瑚礁栖息地被破坏等因素,法螺的自然资源遭受严重破坏,已长期处于濒临灭绝的状态。尽快开展法螺基础研究迫在眉睫,但是该物种的基因组资源有限,阻碍了如生物矿化等分子机制的深入研究。本研究借助于Illumina HiSeq ^TM2000测序平台完成了法螺两种组织(肌肉与外套膜)的高通量测序工作。测序所得原始序列经筛选、组装之后比对到NR、NT、Swissprot、KEGG、GO和InterPro数据库中获得注释结果,并进行差异基因聚类分析。结果表明,测序共获得109722个Unigene,其中有46239个Unigene得到功能注释,共获得7994个差异表达基因,其中在法螺外套膜组织中有3196个上调,4798个下调。对差异表达基因(differentially expressed genes,DEG)的GO注释和KEGG富集分析显示,高表达的DEG显著富集在典型的生物矿化相关通路中,如糖胺聚糖生物合成硫酸软骨素通路(glycosaminoglyc...     

应用高通量测序技术分析北方刺参养殖池塘环境菌群结构

刺参(Apostichopus japonicus)是一种经济价值很高的海珍品,具有很高的药用价值和营养价值,本文采用高通量测序技术分析了大连地区3个养殖公司刺参养殖环境中室内养殖池塘水体、室外养殖水体和沉积物中菌群结构特征,9个样品所得有效序列为26503—37825条,可归为1502—5741个分类操作单元(OTUs)。研究结果表明:(1)刺参养殖环境中具有较高的菌群多样性,其中3个公司的刺参养殖沉积物环境中菌群多样性较其相应公司刺参养殖水环境中菌群多样性高;(2)9个样品中的细菌可归为26个门类,除常见报道的变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门、蓝细菌门、酸杆菌门、疣微菌门、厚壁菌门和放线菌门外,还有17个门类的鲜见报道的菌群被检测到;(3)各样品中菌群组成虽有差异,但变形菌门和拟杆菌门为优势菌,约占50.54%—99.91%。     

东营近海枯水期浮游生物群落特征研究

分析研究东营近海海域15个站位水质和浮游生物样品,结果表明东营近海枯水期海水为贫营养和中营养化水平。浮游植物群落主要由硅藻和甲藻组成,细胞丰度变化范围为16881~141795cell/m3,优势种以夜光藻、圆筛藻、刚毛根管藻和布氏双尾藻为主。浮游动物群落主要由原生动物、桡足类、甲壳类和多毛类幼体等组成,个体丰度变化范围为708~5488个/m3,优势种以夜光虫、强壮箭虫、太平洋纺锤水蚤和长尾类幼体为主。浮游植物和浮游动物多样性指数均小于3,生物群落处于亚健康状态。     

牛山湖浮游生物群落DNA指纹结构与物种组成的关系

利用RAPD及DGGE指纹技术揭示牛山湖5个采样点浮游生物群落的DNA多态性,并定性地探讨其与物种组成的关系.结果如下:(1)从40条随机引物中筛选出9条引物,共获得93条谱带,多态率为58%;各采样点所得谱带平均为67条,其中Ⅰ站最少,为61条,Ⅴ站最多,为74条;(2)PCR-DGGE指纹图谱共含102条谱带,其中原核生物56条,真核生物46条,谱带总数以Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站较多.Ⅰ站和Ⅱ站较少;(3)5个采样点共观察到62种/类浮游生物,其中Ⅰ站和Ⅱ站种类较少.Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站种类较多,分布概率在100%的种类达19种.多维尺度(MDS)分析表明:基于RAPD指纹和DGGE指纹,Ⅰ站和Ⅱ站最相似,Ⅲ站、Ⅳ站和Ⅴ站最相似;基于物种组成.Ⅳ站和Ⅴ站相似性最高,Ⅲ站和Ⅳ站次之,相对RAPD指纹和DGGE指纹,Ⅰ站和Ⅱ站相似性较低.研究表明:浮游生物群落DNA指纹结构与物种组成有一定的相关性,可能因部分物种信息的缺失导致些许偏差.     

长江口春季鱼类浮游生物群落结构与环境因子的关系

随着源源不断的淡水径流入海与营养物质的输入，使长江口及其邻近海域成为生产力最高的水域，也孕育了我国近海重要的舟山渔场、吕泗渔场和长江口渔场。成淡水的交汇形成了长江口水域复杂的水文物理条件，使之成为众多鱼类的产卵场和育幼场(赵保仁等，1992；罗秉征等，1994)。河口鱼类浮游生物群落结构及其季节变化格局，既受制于其生殖种群的资源量，也与水域环境稳定性密切相关(Blaber et al.，1997；Joyeux，1998；Whitfield，1999)，因而受到国内外的广泛关注。有关以成体为基础的河口鱼类群落生态学已有较多的调查研究(杨伟祥等，1992；朱鑫华等，1994a，b)；而鱼类补充群体的研究，亦多集中于鱼卵和仔稚鱼的种类组成和分布等(杨东菜等，1990；沙学绅，1962)。本文利用1999年5月长江口生态环境与资源综合调査资料，主要研究鱼类浮游生物群落结构及其与环境因子的关系，以期深入探讨河口区鱼类补充过程与近海资源数量变动的关系，为动态监测三峡工程对河口生态环境影响提供科学依据。     

不同筏式养殖区海湾扇贝的呼吸代谢

于1997年和1998年8－11月，对大连市大李家湾低排筏、高排筏、凌水桥和棋盘磨4个不同环境条件下筏式养殖海湾扇贝的呼吸率、饵料和环境因子进行了现场研究。结果表明，海湾扇贝呼吸率在8月最高，9月次之，10月基本最低，11月略有升高的趋势；大李家湾低排筏群体呼吸率最高，高排筏次之，棋盘磨较低，凌水桥最低。海湾扇贝耗氧量与其体重呈正相关；呼吸率与遗传多态位点杂合度（MLH）呈负相关；与饵料质量有明显的相关性，与环境因子有一定的相关性。     

基于高通量测序技术的两种水螅水母现场食物研究

水母类在自然海区的食物组成是摄食生态学研究的核心问题,本研究利用高通量测序技术分析了管花萨氏水母(Sarsia tubulosa)和八斑芮氏水母(Rathkea octopunctata)的现场食物组成。结果表明:管花萨氏水母和八斑芮氏水母现场摄食食物具有较高的多样性,管花萨氏水母摄食食物31种,八斑芮氏水母29种;两种水母从食物组成上看,属于杂食性生物,其食物包括浮游动物、真菌、浮游植物、陆地植物碎屑等;管花萨氏水母和八斑芮氏水母二者互为捕食对象;二者摄食的食物类群具有相似性,主要来源于节肢动物门和颚足纲,均以太平真宽水蚤为摄食优势种,分别贡献两者食物总量的45.14%和42.42%。高通量测序技术是深入探究水母现场食物组成新的技术手段,两种水母的现场食物组成结果为水母摄食生态学的研究提供了重要参考。     

海洋岛西侧扇贝养殖区夏季水温连续变化特征的分析

利用最新研制测温链浮标，根据１９９４年６－８月在辽宁省长海县海鲜岛扇贝养殖区现场连续观测的水温实测数据，分析该区域水温连续变化特征。分析结果表明：在０－１０ｍ范围内，水温存在着极为频繁的急剧变化，而且水温的连续与潮位的变化基本相同。通过时间序列频谱分析可以看出水温波动存在着明显的潮周期特征，并且水温剧烈波动的时间与扇贝出现大量死亡的时间相吻合。     

河北抚宁海湾扇贝养殖区浮游植物与水质因子的相关研究

为研究抚宁海湾扇贝养殖区浮游植物变化特征,探讨水质因子对浮游植物的影响,2020年5月—11月,每月测定该海域的主要水质因子,统计浮游植物。结果表明:共鉴定浮游植物69种,优势种33种;浮游植物密度(8.3~267.9)×10⁴cell/L,5月份最高;生物多样性指数为0.458~3.747,均匀度指数0.099~0.796,丰富度指数0.933~4.755。海水水温范围11.8~26.8℃,盐度28.8~34.0,活性硅酸盐(SiO₃^2–-Si)含量0.025~0.627mg/L,硝酸盐氮(NO₃^–-N)浓度0.057~0.284mg/L,均呈“上升-下降”趋势;pH范围为7.867~8.190,化学需氧量(COD)为0.260~1.415mg/L,活性磷酸盐(PO₄^3–-P)0.003~0.006mg/L,变化趋势为“下降—上升”;对优势种与水质因子的分析表明,影响该海域浮游植物变化的主要环境因子为活性硅酸盐、盐度、活性磷酸盐和硝酸盐氮;裸藻门与活性磷酸盐、盐度呈正相关,与活性硅酸盐、硝酸盐氮呈负相关;甲藻门与活性硅酸盐呈正相关,与活性磷酸盐、硝酸盐氮呈负相关;隐藻门与活性硅酸盐、盐度成正相关,与硝酸盐氮呈负相关。     

通过焦磷酸测序揭示北极海水的微生物群落结构

This study aimed to determine the microbial community structure of seawater in(ICE-1) and out(FUBIAO) of the pack ice zone in the Arctic region.Approximate 10 L seawater was filtrated by 0.2 μm Whatman nuclepore filters and the environmental genomic DNA was extracted.We conducted a detailed census of microbial communities by pyrosequencing.Analysis of the microbial community structures indicated that these two samples had high bacterial,archaeal and eukaryotic diversity.Proteobacteria and Bacteroidetes were the two dominant members of the bacterioplankton community in both samples,and their relative abundance were 51.29% and 35.39%,72.95%and 23.21%,respectively.Euryarchaeota was the most abundant archaeal phylum,and the relative abundance was nearly up to 100% in FUBIAO and 60% in ICE-1.As for the eukaryotes,no_rank_Eukaryota,Arthropoda and no_rank_Metazoa were the most abundant groups in Sample FUBIAO,accounting for 85.29% of the total reads.The relative abundance of the most abundant phylum in Sample ICE-1,no_rank_Eukaryota and no_rank_Metazoa,was up to 90.69% of the total reads.Alphaproteobacteria,Flavobacteria and Gammaproteobacteria were the top three abundant classes in the two samples at the bacterial class level.There were also differences in the top ten abundant bacterial,archaeal and eukaryotic OTUs at the level of 97% similarity between the two samples.