珠江口沉积物中重金属和石油污染对微生物群落结构的影响

珠江口是我国重要的河口之一,为了解沉积物微生物在珠江口的分布规律及其影响因素,采用高通量测序技术对珠江口沉积物进行了微生物16S rRNA基因测序分析,并利用典范对应分析探究了沉积物环境因子对微生物群落结构的影响.结果表明,珠江口上游沉积物总汞、砷、铜、铅、镉、锌和总铬等7类重金属和石油类污染相对较高;沉积物微生物香农...     

福建三沙湾海域细菌群落结构及其形成机制

细菌群落在水生生态系统中起着非常关键的作用。基于DNA和RNA高通量测序技术研究了福建三沙湾海域细菌的群落结构及其形成机制。结果发现：（1）三沙湾海域中共检测到细菌1 476个操作分类单元（OTUs）,其中γ-变形菌、α-变形菌、蓝细菌和拟杆菌为多样性最高的类群;（2）基于DNA和RNA高通量测序技术均发现这4种类群同时也是该海域细菌群落中的优势类群,但其代谢活性处于不同的状态,主要受到盐度、总氮、亚硝氮和无机磷酸盐浓度的调控;（3）三沙湾细菌群落结构在空间尺度上的分布存在差异,表现为地理位置上越相近的海区其细菌群落结构越相似。中性模型进一步分析发现,三沙湾海域细菌群落的形成主要受到中性过程的调控。本研究结果可为深入理解福建三沙湾海域中细菌群落结构及其形成机制提供理论依据。     

象山港2013年夏季浮游细菌群落的时空分布特征

港湾水域生态系统易受到人类活动的影响,而浮游细菌是维持海洋生态系统平衡和稳定的重要组成部分,其分布模式和动态变化可以反映人为活动对港湾生态系统的影响程度。本研究以宁波象山港这一受人类活动影响较大的代表性港湾为对象,研究了其夏季表层浮游细菌群落的空间分布特征及影响因子。结果表明,象山港各海区的浮游细菌α-多样性及均匀度总体上无显著差异。浮游细菌群落结构基本按海区聚类,海区间浮游细菌群落结构差异显著;分析相隔15天的两个航次的样品后发现,每个海区的浮游细菌群落结构均呈明显的时间演替。盐度、温度及营养盐是影响浮游细菌群落结构的主要环境因子。四个分别来自聚球藻属（Synechococcus）、OCS155、SAR11及α-变形菌纲的可操作分类单元（operational taxonomic units,OTUs）是造成海区间细菌群落差异的主要贡献类群。部分海区中,两个航次的样品存在相似功能潜力的标志性类群,可能是浮游细菌对海区水质长期响应的结果。本研究初步揭示了象山港夏季表层浮游细菌群落分布及其对港湾环境变化的响应模式,为评估港湾环境扰动的微生态效应提供了基础数据。     

RP图及RQA分析法在滨海浅层地下水研究中的应用

以海南东北部滨海浅层地下水的逐时水位、电导率和地表气压监测数据为基础,利用RP图和RQA分析法对地下水系统的内部动力结构进行研究,分析ε和RR的取值对地下水系统比较结果的影响,并对台风过境引发的地下水系统内部动力结构的改变进行了相应的探讨。研究结果表明:(1)ε的取值对气压子系统的影响较小,但会明显放大或缩小水位和电导率子系统之间的差异性,尤其是电导率子系统,可能导致比较结果完全相反。(2)气压和水位子系统均具有漂移和破碎两种拓扑结构,电导率子系统则以破碎结构为主,部分兼具漂移结构。(3)当台风过境并产生影响时,地表气压出现明显的极小值,而地下水位则相应的出现极大值,RP图上表现为白色带状区域的出现。带状区域的边界可能暗示了台风影响的起止时间,而区域宽度则可能表征了台风的影响时长。此外,个别电导率子系统也相应出现了白色带状区域,很有可能意味着其也受到了过境台风的影响。(4)对于地下水系统而言,其层流态总是比确定性更为显著,系统的平均可预测长度则总是大于"特定状态"的受困时间,表明基于相邻轨道进行预测会获得更长的预见期。     

福建漳浦凡纳滨对虾海水养殖中后期水体细菌群落多样性分析

为分析凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）海水养殖过程中水体细菌群落多样性变化,本研究采用Illumina测序技术对福建漳浦县凡纳滨对虾海水养殖中后期水体样品进行16S rRNA基因高通量测序,同时进行水质参数测定。结果表明,养殖过程中,氨氮（NH₄+-N）、化学需氧量（COD）值波动较大,其他水质参数值波动较小。检测到的细菌种群归属于19个门、35个纲、80个目、135个科、254个属,说明该养殖水体中细菌群落具有高度的多样性。变形菌门和拟杆菌门是养殖期间主要优势类群,不同养殖时期细菌组成存在一定的波动,但没有明显的变化规律。蓝细菌在第67天、115天表现出高丰度,且其丰度在养殖期间变化较大（比例变化为0.7%~63.9%）。此外,益生菌和潜在致病菌丰度在养殖期间很低。冗余分析（Redundancy analysis,RDA）表明,对细菌群落影响最大的水质因子是化学需氧量与硝酸盐浓度比值（COD/NO₃-）和COD;降低溶氧可以增加细菌丰富度。总之,本研究初步揭示了对虾养殖中后期水体微生物的演替规律,发现水质因子对养殖水体微生物组成具有显著影响,研究结果为凡纳滨对虾健康养殖提供一定的参考意义。     

循环水养殖黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)水体中循环率对水质因子和细菌群落多样性的影响

为探讨循环水养殖系统中循环率对水质因子和细菌群落多样性的影响,以黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)为研究对象,研究了4次/天(低循环率)、8次/天(中循环率)、12次/天(高循环率)三个流量下,养殖桶和生物过滤桶两部分细菌群落结构、多样性以及细菌群落与环境因子的相关性。高通量测序结果表明:黑鲷循环水养殖中优势细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和厚壁菌门(Firmicutes)。流量的升高可增加系统的细菌多样性,且高循环率过滤桶中具有净化水质降低营养盐功能的有益菌属更为多样化及丰度更高,同时,其系统去氨氮和总氮效果更好,去除率分别是49.5%和22.3%,氨氮去除率是低循环率组的2.9倍和中循环率的3.6倍,总氮去除率是低循环率组的8.2倍和中循环率组的20.5倍。PCoA分析和聚类分析结果表明,各实验组养殖桶与生物过滤桶中细菌群落组成有着明显的差异,中、高循环率组过滤桶菌落结构与低循环率的有明显的差异。环境因子与细菌群落结构...     

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.     

中国明对虾混合养殖池塘沉积物微生物群落比较研究

微生物群落在养殖池塘生态系统中发挥着重要的作用,与环境质量及养殖动物的生长和疾病暴发密切相关。为了考察中国明对虾不同混养模式中的微生态状况,本研究基于 16S rRNA 基因的高通量测序技术,比较了 6 种不同中国明对虾混 养池塘沉积物微生物群落的差异。结果表明,6 种混养池塘沉积物的主要微生物均为变形菌门 （Proteobacteria） 和放线菌门（Actinobacteria）,与褐牙鲆的混养,会导致变形菌门丰度升高,同时抑制放线菌门的生长。中国明对虾、海蜇、菲律宾蛤仔混养具有最高的沉积物微生物群落丰富度和多样性。通过对微生物功能进行预测发现,化能异养和含硫化合物的呼吸是中国对虾混养池塘沉积物微生物群落的主要功能。中国明对虾、海蜇、菲律宾蛤仔混养沉积物中部分细菌的某特异性富集,可以提高沉积物中溶解氧量并促进化学物污染物的降解。综上所述,中国明对虾、海蜇、菲律宾蛤仔混养模式在 6 种不同中国明对虾混养池塘中微生态状况最佳。     

不同饲养方式对乌鳢(Ophiocephalus argus)肠道微生物群落结构差异及种类多样性的影响

以乌鳢(Ophiocephalus argus)为研究对象,采用不同日粮饲喂,试验W1组饲喂冰鲜鱼,试验W2组饲喂畜禽内脏。12周后,取肠道内容物,利用16S rDNA技术研究投喂不同饲粮的乌鳢肠道生物群落结构差异和微生物多样性,分别获得W1组和W2组乌鳢肠道细菌有效序列51124和39298条。结果分析表明;W1组和W2组物种注释(operational taxonomic unit,OTU)数目分别为2631和4114条,分类地位明确的细菌种类分别隶属5个属和49个属,W1组和W2组乌鳢肠道细菌种类差异很大。W1组乌鳢肠道细菌的优势类群是邻单胞菌属(Plesiomonas)、狭义梭菌属(Clostridium sensu stricto)、鲸蜡菌属(Cetobacterium);W2组乌鳢肠道细菌的优势类群是狭义梭菌属(Clostridium sensu stricto)、邻单胞菌属(Plesiomonas)、Spartobacteria、甲基副球菌属(Methyloparacoccus)、杆菌属(Alsobacter)、Saccharibacteria、分支杆菌属(Mycobacterium)。W2组乌鳢肠道细菌香农指数高于W1组乌鳢肠道细菌,表明前者肠道细菌多样性大于后者。本实验揭示了畜禽内脏饲喂乌鳢肠道细菌的群落种类多样性、OTU丰富度和物种总数均高于冰鲜鱼饲喂乌鳢;W1组肠道有益菌OTU丰富度大于W2组,且W2组还存在一些潜在致病菌。本研究为乌鳢的健康养殖和后续肠道微生物资源的挖掘提供了理论依据。     

杭州西溪湿地沉积物细菌的群落结构和多样性

采用Illumina Mi Seq高通量测序技术,对杭州西溪湿地4种不同植被下沉积物的细菌多样性进行了研究。通过提取样品基因组DNA,对16S r RNA V3、V4区测序,共获得有效序列67734条,产生2181个OTU,序列平均长度为441 bp,其中大于400bp的序列占99.74%。对97%相似水平的OTU代表序列进行分类学分析,结果表明,沉积物具有很高的细菌多样性,涵盖了30个门252个属的细菌。其中变形菌门(Proteobacteria)是各样品的优势类群,所占比例高达30.0%—64.7%。同时,β-变形菌纲、γ-变形菌纲和δ-变形菌纲在变形菌门中占主导地位,在这些类群中发现有大量与N、S等元素代谢相关的菌群,应该在湿地沉积物的元素循环中发挥着重要作用。此外,4个样品中约有10%—15%的序列属于无法确定分类位置(Unclassified)的类群,说明西溪湿地沉积物中蕴藏有较多的潜在新物种。本研究结果将为西溪湿地的保护和修复提供理论和实践依据。     

北极深海沉积物中细菌和古菌群落结构研究

在北极深海沉积物生态系统中,微生物的群落结构由有机质输入、能量的可用性及其他环境因素决定.然而,全球气候变暖及其导致的冰盖提前融化正在影响微生物的多样性.为描述北极深海沉积物中的微生物群落结构及其与环境因素的相关性,我们利用罗氏454对北极深海沉积物样品的16S rDNA扩增子进行了测序,对细菌和古菌群落的丰富度、成分、结构及其系统发育分类地位进行了描述.硫还原和化能有机营养类是细菌群落中的主要类群;而古细菌群落主要是由微生物的关系最为密切的氨氧化奇古菌门(96.66%)和产甲烷古生菌界(3.21%).这项研究描述了北极极点附近深海沉积物(> 3500米)中的微生物多样性,将为以后研究类似环境中微生物代谢过程和途径等功能分析奠定基础.     

北极海洋沉积物细菌和古菌群落结构分析

This study was to investigate bacterial and archaeal community structure of pan-Arctic Ocean sediments by pyrosequencing.In total,investigation of three marine sediments revealed 15 002 bacterial and 4 362 archaeal operational taxonomic units(OTUs) at the 97% similarity level.Analysis of community structure indicated that these three samples had high bacterial and archaeal diversity.The most relatively abundant bacterial group in Samples CC1 and R05 was Proteobacteria,while Firmicutes was dominant in Sample BL03.Thaumarchaeota was the most relatively abundant archaeal phylum in Samples CC1 and R05,and the relative abundance of Thaumarchaeota was almost as high as that of Euryarchaeota in Sample BL03.These two phyla accounted for nearly 100% of the archaeal OTUs.δ-Proteobacteria and γ-Proteobacteria were the two most relatively abundant classes at Proteobacterial class level,and their relative abundance was more than 60% in Samples CC1 and R05.There were also differences in the top 10 relatively abundant bacterial and archaeal OTUs among the three samples at the 97% similarity,and only 12 core bacterial OTUs were detected.Overall,this study indicated that there were distinct microbial communities and many unique OTUs in these three samples.     

热污在潮汐作用下对海域水质影响预报模型

利用沿水深平均的二维动力模型，对渤海湾坡度很小的海域，利用窄缝法进行动边界处理，夏季南风和冬季北风的风潮耦合模型，并采用ＡＤＩ（交替方向隐格式）法进行求解，通过理论算例算例及实测数据进行了比较，得到了较好的结果，并已用于实际应用。     

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。     

镀镍多壁碳纳米管对序批式反应器性能及其微生物群落的影响

本文研究了长期暴露条件下镀镍多壁碳纳米管(MWCNTs-Ni)对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。研究结果表明,10mg/LMWCNTs-Ni的长期暴露未对SBR去除有机物产生影响,而NH+4-N的去除率由(99.10±0.60)%明显降至(39.04±1.61)%。与进水中未加入MWCNTs-Ni时的第32天相比,活性污泥比耗氧速率(SOUR)和脱氢酶(DHA)活性在第148天时分别降低了17.43%和24.32%;而脱氮速率和与脱氮相关的微生物酶活性均降低了60%以上,从而导致SBR对氮的去除效果明显降低。MWCNTs-Ni的长期暴露导致活性污泥活性氧(ROS)产生量和乳酸脱氢酶(LDH)释放量在第148天时分别增加了67.23%和65.33%,表明MWCNTs-Ni的长期暴露能够诱导活性污泥中微生物产生氧化应激和细胞膜损伤。高通量测序结果表明,长期暴露于10mg/L的MWCNTs-Ni条件下,活性污泥中与硝化过程相关菌属(Nitrosomonas、Nitrosospir、Nitrospira)和与反硝化过程相关菌属(Dokdonella、Dechloromonas、Steroidobacter、Devosia、Thermomonas)的相对丰度明显降低,进而影响到SBR对氮的去除。该研究结果可为评价MWCNTsNi对污水生物处理系统的潜在影响提供一定的理论基础和技术依据。     

潮汐作用影响下滨海地区地下水位的变化频率和滞后性

为了解潮汐对滨海地区地下水位的影响,为相关水利工程建设和水资源开发利用提供依据,文章根据莱州湾南岸的水文观测井和潮位站的观测数据,采用时间序列分析方法和互相关分析方法,研究地下水位相对于潮位的变化频率和滞后性。研究结果表明:由于受地下卤水开采的人为干扰,与潮位相比,地下水位在较低频率时振幅较高;去长期趋势处理对于排除人为干扰效果明显,地下水位的频率振幅与潮位波动规律一致,即均存在明显的12h和24h的周期,但大部分观测井的地下水位受24h周期影响较大,这与潮位差异显著;互相关分析进一步证实地下水位与潮位具有相同频率,潮汐向陆地侵入对地下水位的影响显著,地下水位相对于潮位的滞后时间随其距平均高潮线水平距离的增加迅速上升,二者呈抛物线关系。     

基于低压变频电场技术对带鱼(Trichiurus lepturus)保鲜过程中微生物群落影响分析

带鱼(Trichiurus lepturus)在低温条件运输和贮藏过程中,易受微生物和内源性蛋白酶的影响而产生胺类和醛类物质导致腐败。为了研究低压变频电场对微冻带鱼在贮藏过程中的微生物群落特征,采用Miseq基因组测序技术,对贮藏至40d的舟山带鱼的微生物群落进行碱基信息测序。将产生的碱基序列通过OTU聚类、多样性分析、相关性分析等手段分析了影响带鱼保鲜效果的微生物群落组成和发育信息。在此基础上,研究了不同强度电场(0,2,2.5,3 kV/m)处理对带鱼微生物群落组成的影响。根据菌属相对丰度结果,推测希瓦氏菌属(Shewanella)、假单胞菌属(Pseudomonas)、紫色杆菌属(Janthinobacterium)是带鱼微生物腐败主要致腐菌。结果表明,40 d后,经3 kV/m处理的样品其OTU6嗜冷菌属和OTU13假单胞菌属c的相对丰度均小于1%,而且OTU7、OTU14、OTU8、OTU9等菌属未被OTU聚类。结果表明,经3kV/m电场强度的低压静电场处理的抑菌保鲜效果最好,表现为在贮藏过程中杂菌种类最少,样本微生物群落物种丰度和多样性均最低,腐败程度最低。     

施肥对盐沼沉积物微生物生物量和细菌群落组成的影响

The effects of nitrogen(N) addition on microbial biomass, bacterial abundance, and community composition in sediment colonized by Suaeda heteroptera were examined by chloroform fumigation extraction method, real-time quantitative polymerase chain reaction, and denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) in a salt marsh located in Shuangtai Estuary, China. The sediment samples were collected from plots treated with different amounts of a single N fertilizer(urea supplied at 0.1, 0.2, 0.4 and 0.8 g/kg(nitrogen content in sediment) and different forms of N fertilizers(urea,(NH_4)_2SO_4, and NH_4NO_3, each supplied at 0.2 g/kg(calculated by nitrogen).The fertilizers were applied 1–4 times during the plant-growing season in May, July, August, and September of 2013. Untreated plots were included as a control. The results showed that both the amount and form of N positively influenced microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen, and bacterial abundance. The DGGE profiles revealed that the bacterial community composition was also affected by the amount and form of N.Thus, our findings indicate that short-term N amendment increases microbial biomass and bacterial abundance,and alters the structure of bacterial community.     

南海北部水层间及沉积表层细菌群落的比较分析

细菌群落在海洋生物地球化学过程中起着至关重要的作用。分析判别地理距离和环境条件等因素对细菌群落的影响,有助于理解环境变化如何驱动微生物多样性和功能的机制。通过细菌16SrDNA高通量测序的方法,对南海北部水层及沉积表层细菌群落多样性及空间分布进行比较分析,并检验环境因素、地理限制及海底深度等因素对微生物群落的影响。结果表明,约95%的细菌16SrDNA序列归属于γ-变形菌纲、厚壁菌门、蓝细菌门、α-变形菌纲等优势类群。沉积样本中的优势细菌类群主要与粒度、氮(N)等环境参数相关,而水体样本的优势细菌类群与取样深度密切相关。相关性检验结果显示,沉积样本的α-多样性指数与C有着显著的相关关系,而水体样本的α-多样性指数和β-多样性矩阵则显示与取样深度的显著相关;此外,地理距离和海底深度对β-多样性的影响并不显著,这可能与取样空间尺度有关。     

江苏盐城滨海地区浅层地下咸水的水盐来源及咸化成因

江苏盐城滨海地区浅层地下咸水对区域水资源利用和生态环境保护具有重要影响,为了查明浅层地下咸水的水盐来源及咸化成因,于2018—2019年采集了研究区河水、雨水、海水、地下淡水、微咸水及咸水等不同类型水样,对水样的水化学组成、离子比、Piper三线图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析,结果表明：① 潜水与第Ⅰ承压含水层地下水均以咸水为主,潜水含水层上部存在埋深小于10 m的淡化层,向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型。② 潜水与第Ⅰ承压含水层地下水主要来源于全新世暖期降水补给,盐分来源于强烈蒸发浓缩后的古残留海水。③ 潜水淡化层地下水主要来源于现代时期降水补给,盐分来源于岩盐和铝硅酸盐矿物的溶解,废黄河口部分地区地下水咸化主要受海水入侵影响。