有机质来源对洱海底泥垂向微生物群落组成的影响

摘要

本研究比较了两种基因组提取方法对调查沉积物中细菌群落垂向特征的影响，并研究了中营养化湖泊洱海的不同湖区沉积物中细菌群落组成，功能与不同有机质来源的关系。研究中我们利用了PCR-变形梯度凝胶电泳技术(DGGE)，碳同位素(δ13C)和碳氮原子比测定以及典范对应分析(CCA)来研究沉积物中细菌群落进化与环境变量的关系，特别是与有机质来源的关系。我们的实验结果表明不同的基因组提取方法对产生的细菌群落组成信息具有显著的影响，但不会影响底泥垂向群落结构与环境变量关系的评价，方法导致的核酸产量差异主要体现在深层底泥中。另外不同湖区的沉积物细菌群落垂向变化受不同环境因子的影响，但是有机质来源在不同区域对构建细菌群落组成都发挥了重要作用。伴随着陆源C4植物来源有机质含量增长，Delta-变形杆菌（Deltaproteobacteria）的丰度会下降。本研究对DGGE条带进行了克隆测序，结果表明洱海底泥中大多数细菌属于:Delta-变形杆菌（Deltaproteobacteria），厚壁菌（Firmicutes）绿屈挠菌（Chloroflexi）。Beta-变形杆菌（Betaproteobacteria）只做为上层底泥优势菌而出现。本研究对沉积物细菌群落组成分析也表明洱海北部的营养化程度相对其他区域更高。细菌群落的香农威尔多样性指数和功能也直接受到有机质来源影响，恒定的有机质来源会产生稳定的，多样化程度更高的细菌群落以及更广泛的利用有机质的能力和策略。总而言之，细菌群落多样性差异很大程度上归因于环境变化后不同的有机质来源的影响，变化的有机质来源可以造就不同的底泥细菌群落组成，功能和多样性。本研究有利于我们了解中营养化湖泊的微生物群落组成与有机质来源的关系，从而更好的了解湖泊沉积物中的微生物群落及其生态功能。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一章 文献综述

1 湖泊中的有机质

1．1 湖泊中有机质的分类与来源

1．2 有机质的生物利用

2．底泥中的微生物

2．1 底泥中微生物数量

2．2 微生物对有机质的分解

2．3 底泥中微生物群落研究

3 有机质对底泥微生物群落的影响

4 本研究的目的与意义

第二章 DNA提取方法对底泥垂向微生物群落分析的影响

1 引言

2 材料与方法

2．1 采样

2．2 理化分析

2．3 DNA提取与纯化

2．4 DNA检测

2．5 PCR扩增

2．6 DGGE变形梯度凝胶电泳

2．7 CCA分析与数据分析

3 结果

3．1 样品理化特征

3．2 DNA提取效率

3．3 PCR结果检测

3．4 DGGE指纹图谱

3．5 细菌群落多样性分析

3．6 相关性分析

3．7 不同深度样品聚类分析

3．8 CCA分析结果

4 讨论

5 小结

第三章 有机质来源对沉积物中垂向微生物群落组成的影响

1 引言

2 材料与方法

2．1 采样点

2．2 理化分析

2．3 DNA提取与纯化

2．4 PCR扩增

2．5 DGGE变形梯度凝胶电泳

2．6 CCA分析

2．7 DGGE条带测序

2．8 核酸序列登陆号

2．9 系统发育分析

3 结果

3．1 样品垂向理化特征

3．2 有机质来源的C／N和δ13C鉴定

3．3 细菌多样性的垂向变化

3．4 DGGE指纹图谱

3．5 细菌群落组成聚类分析

3．6 CCA分析

3．7 序列系统发育分析

4 讨论

4．1 环境因素对细菌群落组成的影响

4．2 系统分类以及与有机质来源有关的分布

4．3 有机质来源与细菌群落多样性的关系

5 小结

第四章 研究总结与展望

1 总结

2 展望

参考文献

附录

致谢