南海北部微型鞭毛类多样性及其影响因子研究

摘要

海洋微型鞭毛虫是微食物环的重要组成，在海洋中的分布非常广泛。本论文研究了南海北部四个季节的海洋微型鞭毛虫群落组成变化及其多样性，运用变性凝胶梯度电泳(DGGE)分析了南海北部多个断面腰鞭毛类群落的时空分布，并运用克隆文库研究了南海SEATS(South East Asia Timeseries Station)站海洋微型鞭毛虫种类，结合理化因子（水温、盐度、硝酸盐和磷酸盐）和生物因子（异养细菌丰度、蓝细菌丰度和微微型浮游植物丰度），探讨南海北部海洋微型鞭毛虫群落结构变化的组成及主要影响因素。主要结果如下:
　　(1)从南海北部样品DGGE凝胶上共切下并成功测序的条带96条，序列主要由Gymnodiniales（裸甲藻目）51条组成，其次为Peridiniales（多甲藻目）18条，还包括Syndiniales（共甲藻目）11条、Gonyaulacales（旋沟藻目）4条、unclassified dinophyceae9条等。
　　(2)以DGGE图谱条带数变化代表类群组成变化，分析了南海北部腰鞭毛类的时空差异。冬季航次的条带数最多（平均19条）;春季样品条带数最少（平均为9条），说明冬季南海北部腰鞭毛类的种类数较多，春季其种类较少。在水平分布上，春季样品整体上随离岸距离条带数逐渐增多;夏季样品平均条带数最多的是LE断面（17条），A断面平均条带是较少（5条）。秋季的样品数较少，主要都为表层样品，条带数之间差异不大。冬季各样品条带数分布较均匀。冬季各样品条带数在水平分布上主要表现为随离岸距离的增加有逐渐升高的趋势（A、C、E6、S4断面）。从垂直分布上来看条带数的变化比较复杂，没有一定规律。
　　(3)南海北部腰鞭毛虫的香农指数在春、夏、秋、冬4个季节的变化范围分别在:0.67～2.68，1.93～2.98，1.43～1.80，2.34～2.97。香农指数平均值的变化趋势为:冬＞夏＞春＞秋。空间分布上不同断面变化趋势不同。春季A断面离岸距离由近及远香农指数先降低后升高;S4断面香农指数则表现为随离岸距离增加而增加。夏季A断面不同站位之间的香农指数变化并不大(1.93-2.17)。E4断面的两个站香农指数相对较高（高于A断面各站），但是两个站位之间差别也不大。S101a受珠江冲淡水和陆源影响，香农指数也较低(2.08)。LE断面的两个站位离岸较远对应的香农指数也较高。秋季的样品数较少，香农指数之间差异不大。冬季香农指数在水平分布上A、E6、S4断面随离岸距离的增加而增多，与条带变化趋势一致。C断面香农指数表现为离岸较远的站位(C3:2.73)低于于离岸较近的站位(C7:2.90)香农指数最高的是QD02站(2.97)。在垂直分布上与条带数变化一样，比较复杂，不同站位情况各不相同。
　　(4)南海SEATS站4个季节的微型浮游生物18S rDNA克隆文库多样性随季节有较大的差异;香农指数在四个季节表现为:秋季＞夏季＞冬季＞春季。类群组成以Dinophyceae（占总数24％）和Chlorophyta（占总数14％）为主。四个季节文库类群组成中的主要优势类群各不相同，春季文库、夏季文库主要是以Dinophyceae为主;秋季文库、冬季文库Chlorophyta较多。通过NCBI数据库比对，共得到80条微型鞭毛类群的有效序列。春季的异养类型比较多，夏、秋、冬三季自养类型较多;自养型鞭毛虫类群随春、夏、秋、冬季节推移逐步增多，异养型类群则逐渐减少。所有文库中包含的鞭毛类生物主要为三大类:横裂甲藻纲(Dinophyceae)，青绿藻纲(Prasinophyceae)和定鞭藻纲(Haptophyceae);横裂甲藻纲(Dinophyceae)为主要的优势种类（共48条占鞭毛类的68％）。
　　(5)通过相关性分析，克隆文库的香农指数与环境因子没有显著相关关系，与蓝细菌丰度和微微型浮游植物丰度呈显著相关，说明其多样性受食物浓度的影响大。微型真核生物克隆文库的香农指数春夏秋三季随时间推移而增长，秋季香农指数最大，随后进入冬季又下降;细菌文库香农指数则正相反，春夏秋三季随时间推移而减小，秋季香农指数值最小，随后冬季又有升高。南海北部腰鞭毛类的多样性指数与大部分环境因子之间不存在显著相关关系;春季航次腰鞭毛类的香农多样性指数与蓝细菌丰度呈显著的负相关;夏季航次腰鞭毛类的香农多样性指数与异养细菌丰度呈显著的负相关;秋季和冬季没有发现显著相关关系，说明腰鞭毛虫群落结构的变化可能主要由生物因素引起。

目录

声明

摘要

缩略词对照表

第一章 绪论

1．1 微食物环概述

1．2 海洋微型鞭毛虫概述

1．2．1 海洋微型鞭毛虫的分布特征及种类组成

1．2．2 海洋微型鞭毛虫和细菌的关系

1．3．海洋微型鞭毛虫的研究进展及方法

1．3．1 研究进展

1．3．2 主要研究方法

1．4．本研究的主要内容和意义

1．4．1 研究内容与思路

1．4．2 研究意义

第二章 研究海区概况、研究材料与方法

2．1 研究海区概况

2．2 研究材料与方法

2．2．1 环境参数和样品采集

2．2．2 研究方法

2．2．3 鞭毛虫18rDNA的序列测定

2．2．4 数据处理分析

第三章 南海北部腰鞭毛类多样性分布及影响因素

3．1 研究海区环境参数的分布情况

3．2 腰鞭毛类的图谱及测序分析

3．2．1 DGGE图谱条带数分析

3．2．2 DGGE图谱香农指数分析

3．2．3 DGGE条带测序及系统发育分析

3．3 讨论

3．3．1 研究方法的讨论

3．3．2 南海北部腰鞭毛虫多样性的时空差异及影响因素分析

3．4 本章小结

第四章 南海SEATS站微型鞭毛类群落结构组成及季节变化

4．2 南海SEATS站微型真核生物克隆文库的多样性

4．3 南海SEATS站微型真核生物的种类分析

4．4 微型鞭毛类的类群组成与系统发育分析

4．4．1 微型鞭毛类的类群组成

4．4．2 系统发育分析

4．5 讨论

4．5．1 关于研究方法的讨论

4．5．2 群落结构组成的季节变化及其影响因素

4．5．3 微型鞭毛虫与细菌文库多样性之间的耦合关系

4．6 本章小结

第五章 主要结论与展望

5．1．2 南海SEATS站微型鞭毛虫结构组成及季节变化

5．1．3 微型鞭毛虫群落结构的变化受生物因素影响

5．2 特色与创新

5．3 不足之处

5．4 展望

参考文献

致谢

附录

研究生期间参与项目、会议及发表的论文