莱州湾近岸海域浮游纤毛虫群落组成和季节变化

浮游纤毛虫是真核微型生物的重要类群,在浮游生态系统中发挥着重要作用。利用传统形态学与高通量测序技术相结合的方法,于2020年9月至2021年8月对莱州湾三山岛近岸浮游纤毛虫进行每月两次的调查。对环境DNA的18S rRNA基因的V4区进行高通量测序,结果显示无壳寡毛类(占纤毛虫序列丰度的40.14%)和砂壳纤毛虫(10.67%)是优势类群,并且具有明显的季节变化。无壳寡毛类在冬季序列相对丰度最高,主要由急游虫属(Strombidium)和急游虫科未定类群(Strombidiidae_X)组成;砂壳类在春夏季序列相对丰度最高,主要由砂壳目未定类群(Tintinnida_XX)和拟铃虫属(Tintinnopsis)组成。浮游纤毛虫群落的β多样性呈现显著的季节变化,而α和β多样性在站点间差异均不显著。与环境因子的RDA分析显示,总有机碳和溶解氧含量是影响纤毛虫群落结构的主要环境驱动因子。形态学方法共检获鉴定17种纤毛虫,分别隶属于7个属,其中砂壳类在多样性和检获频率上均为最优势类群。研究填补了莱州湾三山岛海域浮游纤毛虫的多样性、群落结构和季节动态研究的空白,同时为深入研究温带海湾近岸浮游纤毛虫群落的长期变化规律以及对环境因子的响应机制提供本底资料。     

Influence of the Po River runoff on the bacterioplankton community along trophic and salinity gradients in the Northern Adriatic Sea

The Po River runoff strongly affects the oceanographic and ecological characteristics of the Northern Adriatic Sea. Catalysed reported deposition ‐ fluorescence in situ hybridization (CARD‐FISH) analysis was employed to assess how the composition of the coastal bacterioplankton community is influenced by the river runoff in two different seasons (spring and autumn). Samples were collected from the water column along a coastal–offshore transect in the Northern Adriatic Sea at different depths. Four clone libraries were then constructed from coastal (0 m) and offshore waters (?65 m). Higher abundances of bacteria were recorded in coastal waters as compared with the offshore samples. This result was mainly due to the trophic state of the water column, and it was related to salinity. Particularly, Actinobacteria and Gammaproteobacteria were affected by the riverine inputs, whereas Bacteroidetes and Alphaproteobacteria showed only minor responses. This was particularly clear in the autumn sample, in which a clear difference between the coastal and the offshore samples was found due to a strong influence of the less saline river water with high nutrient concentrations. Analysis of 205 partial length 16S rRNA gene sequences indicated a high diversity with the dominance of Alphaproteobacteria, Bacteroidetes and Gammaproteobacteria mainly affiliated to coastal and marine bacterioplankton clades. Actinobacteria were also detected and, together with Gammaproteobacteria, strongly follow the freshwater intrusion. Overall, our results indicate that the seasonal difference in the Po River discharge greatly affects the bacterioplankton community. In spring we observed a smooth transition from coastal to open‐sea conditions owing to the more superficial freshwater plume. In autumn the deeper freshwater intrusion in the coastal site and thermal stratification offshore resulted in a marked difference between the coastal and offshore microbial communities.     

Application of DNA metabarcoding to characterize the diet of the moon jellyfish Aurelia coerulea polyps and ephyrae

Dietary studies of polyps and ephyrae are important to understand the formation and magnitude of jellyfish blooms and provide important insights into the marine food web. However, the diet of polyps and ephyrae in situ is largely unknown. Here, prey species of the polyps and ephyrae of the moon jellyfish Aurelia coerulea in situ were identified using high-throughput DNA sequencing techniques. The results show that A. coerulea polyps and ephyrae consume a variety of prey items. The polyps consume both planktonic and benthic prey, including hydromedusae, copepods, ciliates, polychaetes, stauromedusae, and phytoplankton. A. coerulea ephyrae mainly feed on copepods and hydromedusae. Gelatinous zooplankton, including Rathkea octopunctata and Sarsia tubulosa, were frequently found as part of the diet of A. coerulea polyps and ephyrae. The utilization of high-throughput sequencing technique is a useful tool for studying the diet of polyps and ephyrae in the field, complementing the traditional techniques towards a better understanding of the complex role of gelatinous animals in marine ecosystems.     

稀有OTU对海洋底栖纤毛虫群落异质性的影响研究

运用高通量测序技术分析微型生物多样性时,生物学重复间常表现出明显的异质性,这可能是高比例的稀有可操作分类单元(operated taxonomic unit, OTU)造成的“假象”。为明晰陆架海区站位间及同一站位重复间底栖纤毛虫群落的异质性水平,并探明稀有OTU与群落异质性的关系,给出去除稀有OTU阈值的科学建议。本研究在东海选取具有明显环境梯度的4个站位,每站位采集3个重复沉积物,采用高通量测序技术研究纤毛虫群落与分布。研究表明同一站位重复间群落不相似度在30%～34%,重复间群落的高差异性会掩盖地理距离较近的站位间差异(33%)。各个站位重复间共有OTU分别占该站位检获的总OTU数的34.4%, 31.9%, 39.5%和36.5%,而序列数基本占据94%以上。相对丰度小于0.1%的OTU占总OTU数的80%。依次去除相对丰度低于0.01%至0.1%的OTU,发现去除稀有OTU能够有效降低重复间差异,去除越稀有的OTU,降低效果越强;对站位之间的差异影响较小,且站位差异越大影响越小。稀有OTU的分布随机性极强,基本与站位无关。相对丰度低于0.015%的OTU是造成重复间群落异质性...     

中国亚热带-热带3个海区微型鞭毛虫群落优势种和稀有种的分布特征和建群机制

海洋微型鞭毛虫是海洋微型真核浮游生物中非常重要的一大类群,在构成和维持海洋生态系统的结构和功能中扮演着重要角色。微生物群落通常由少数优势种和大量稀有种组成,这种分布模式在海洋微型鞭毛虫群落中也极为常见,并且二者的内在特征可能对群落生物地理分布格局以及生态系统功能产生不同影响。然而在多数研究中并未将两种不同亚群落进行区分,对二者的分布特征、对环境和空间因子的响应以及在总体群落中的生态地位等的认识十分有限。本研究利用高通量测序技术,调查了中国近海亚热带-热带3个自然海区微型鞭毛虫群落中优势种和稀有种的分布特征,并探讨了环境因子和空间因子与不同亚群落之间的关系,利用中性模型揭示了中性过程在群落构建中的作用,最后通过共现网络分析解析了两种不同亚群落在总体群落中的生态地位。结果表明：3个海区微型鞭毛虫群落中的优势类群和稀有类群在多样性和物种组成上具有不同的特征,表现出一定的生物地理分布格局;这与它们受到不同程度环境因子和空间因子的驱动作用有关;中性模型的结果体现了随机过程在两种亚群落中的重要作用;最后,共现网络关系反映出不同丰富程度的生态类群具有重叠但又相异的生态位,从而在同一环境中形成物种的共...     

池塘内循环流水养殖下太湖鲂鲌(翘嘴鲌(♀)×三角鲂(♂))肠道微生物群落变化的研究

为研究池塘内循环流水养殖(In-pond Raceway, IPR)模式下太湖鲂鲌(翘嘴鲌(♀)×三角鲂(♂))肠道微生物群落结构的变化,以传统池塘养殖作为对照组,采用16SrRNA高通量测序方法分析了IPR养殖模式下太湖鲂鲌肠道的菌群结构及环境水体微生物多样性的变化。试验结果表明, IPR模式下太湖鲂鲌肠道微生物群落发生了明显的变化,在门分类水平,梭杆菌门(Fusobacteria)成为绝对优势菌,所占丰度为92.47%;对照组的优势菌由梭杆菌门、变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)组成,三者所占的丰度分别为34.45%、33.30%和21.30%。在养殖水环境中,两种养殖模式的微生物群落数均大于肠道样本,且二者优势菌不同;IPR水环境的优势菌为蓝细菌(Cyanobacteria,36.53%),其次为放线菌门(Actinobacteria,24.67%);对照组水体中的优势菌为放线菌门和变形菌门,分别占细菌总数的38.99%和28.15%。多样性指数结果表明,水环境中的微生物群落Shannon多样性指数、Chao1指数高于肠道样本,IPR养殖对...     

中国近海洄游日本鳗鲡(Anguilla japonica)玻璃鳗肠道微生物菌群分析

为研究长江口日本鳗鲡玻璃鳗肠道菌群的结构与多样性特征,初步探究野生鳗鲡仔鱼的营养需求,分别采集浙江台州市、舟山市以及江苏盐城市邻近海域的玻璃鳗样品,利用16S rDNA扩增子测序技术,分析三个采样点玻璃鳗肠道优势菌群及营养代谢相关的功能差异。结果显示,三个采样点的玻璃鳗肠道菌群均以变形菌门(Proteobacteria, 68.7%～82.0%)和放线菌门(Actinobacteria,4.2%～19.0%)为主要优势菌门。在属分类水平上,不动杆菌属(Acinetobacter, 12.4%～17.3%)和假单胞菌属(Pseudomonas, 8.07%～13.03%)丰度较高,属固定优势菌属。此外,每个采样点样本中都含有丰富的独特细菌群,包括台州市的气单胞菌属(Aeromonas)、舟山市的内生单胞属(Endozoicomonas)和丙酸杆菌属(Cutibacterium)以及盐城市的嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和稳杆菌属(Empedobacter),推测是受采样点不同水环境因素影响。不动杆菌、假单胞菌、内生单胞菌等菌属在多种鱼类肠道中有着消化蛋白质的功能,气单胞菌虽属于...     

长牡蛎(Crassostrea gigas)黑色壳表面微生物多样性的研究

为探究自然海区与室内养殖环境对软体动物壳色及壳表面细菌群落多样性的影响，以黑色壳长牡蛎（Crassostrea gigas）为研究对象，在自然海区与室内环境分别暂养30 d后，对长牡蛎的壳色及壳表面细菌群落的多样性和差异细菌功能进行分析。结果表明，室内养殖的黑壳长牡蛎出现较为明显的壳褪色现象，其黑色素含量显著下降，远低于自然海区养殖的黑壳长牡蛎。16S rRNA基因测序结果显示，变形杆菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌（Cyanobacteria）为长牡蛎壳表面的主要优势菌，其中变形杆菌的丰度超过50%。在门水平上，放线菌（Actinobacteria）、俭菌超门（Parcubateria）和Bacterial rice cluster 1（BRC1）在室内、外养殖长牡蛎之间存在较为显著的差异（P<0.05），而具有降解作用的放线菌和俭菌超门细菌在室内养殖的黑壳长牡蛎壳表面丰度较高。在属水平上，两组之间存在显著差异的细菌共计67种。该研究揭示了不同生境条件下，黑壳长牡蛎壳表面的微生物群落物种组成及差异，为解析长牡蛎壳色的形成机制提供了新的分析视角。     

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...