鄱阳湖表层水体细菌群落在不同水文时期、不同区域间的变化

摘要

本研究于2014年4月至2015年1月，对鄱阳湖4个不同的水文时期（2014年4月涨水时期、2014年7月丰水期、2014年10月退水时期和2015年1月枯水期）、5个典型样地区域（星子出湖口、南主湖区松门山、白沙洲湖汊、饶河入湖口、南矶山碟形湖区）的表层水体理化参数进行了测定，同时结合荧光定量PCR与高通量测序的分子生物学手段，对表层水体细菌群落结构组成和变化进行了研究。并利用多元统计分析方法对结果进行了分析，主要结果如下：
　　1.鄱阳湖各样地表层水体在本研究的调查期间已经达到了中营养/富营养化水平，其中2015年1月白沙洲湖汊、饶河入湖口和松门山主湖区等调查区域达到了极富营养化水平。鄱阳湖水体理化性质存在显著的时空差异性，体现为春夏两季明显不同于其他季节。主成分分析结果显示，在调查期间主要变化的水体因子为水温、透光度和电导率等。
　　2.表层水体中的细菌群落的丰度变化呈现季节变化规律，细菌群落在春夏季（2014年4月、7月）处于比较低的水平，而在冬季（2015年10月）达到丰度最高的水平。在不同的生态区域之间并没有明显的差异，或是这种变化被季节变化所掩盖。
　　3.鄱阳湖表层水体细菌群落的系统发育多样性会随着季节的变化而改变，表现为冬夏两季多样性较低，春秋两季多样性较高。而在不同的生态区域间，表层水体细菌群落多样性没有发生明显的变化，但是，不同生态区域表层水体的细菌群落结构的时间变化规律不同，在特定的时期内存在空间差异。
　　4.鄱阳湖表层水体细菌包括27个门分为37个纲，以及未知分类地位的细菌（占全部序列3.0％）。主要由变形菌门(61.1%),其次为放线菌门（11.3%）和拟杆菌门（10.9%），厚壁菌门（5.2%），疣微菌门（3.1%），浮霉菌门（2.9%）组成。其余细菌门的相对丰度均小于1%。变形菌中，β-变形菌纲占据主导地位（全部序列48.2%），其次为γ-变形菌和α-变形菌（7.9%和4.2%）。对群落组成的进一步分析发现，细菌群落组成在不同的季节有明显的变化，而在不同的区域间这种变化并不显著。对细菌群落组成的季节间变化贡献最大的物种为β-变形菌、放线菌、拟杆菌、γ-变形菌、厚壁菌和软壁菌门。其中秋季β-变形菌纲相对丰度有所下降，而放线菌门相对丰度则相应的升高；拟杆菌门在夏、秋季相对丰度最高、春季最低。软壁菌门则主要被发现于春季白沙洲湖汊区域。
　　5.此外，水温（Temp）、电导率（EC）、pH值、浊度（Turbid）等物理性质和由水位变化导致的营养盐：总磷含量（TP）、总氮含量（TN）、氨态氮含量（NH4-N）的变化是鄱阳湖表层浮游细菌季节性变化的主要驱动因子，随着营养物质含量的增加，细菌群落的丰度随之增加，而多样性随之降低。同时部分优势物种与温度、pH的可能存在相关关系。预示着环境因子空间分布的不均匀性可能是造成细菌种群组成存在差异的重要原因。

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第一章 引言

1.1 湖泊细菌多样性研究进展

1.2 高通量测序技术在微生物多样性研究上的应用及发展

1.3 本论文研究对象、目的及内容

1.3.1研究对象

1.3.2研究目的

1.3.3研究内容

1.3.4 技术路线图

第二章 材料与方法

2.1鄱阳湖表层水体理化性质测定

2.1.1 实验材料

2.1.2 实验方法

2.1.3仪器及试剂

2.2 鄱阳湖表层水体细菌群落测定

2.2.1 实验材料

2.2.2 实验方法

2.2.3表层水体DNA Miseq 高通量测序

2.2.4数据统计分析

第三章 鄱阳湖表层水体细菌群落结构变化特征

3.1 鄱阳湖表层水体理化性质

3.1.1不同季节以及不同生态区域鄱阳湖表层水体理化参数分析：

3.1.2鄱阳湖流域不同时期理化因子的主成分分析

3.1.3鄱阳湖表层水体富营养化的评估

3.2 小结

3.3 结果与分析

3.3.1细菌群落丰度分析

3.3.2细菌群落结构分析

3.3.3细菌群落间多样性分析

3.3.4细菌群落物种组成分析

3.4小结

3.5 讨论

3.5.1鄱阳湖表层水体细菌丰度的时空差异性

3.5.2鄱阳湖表层水体细菌群落结构及多样性分析

3.5.3鄱阳湖表层水体细菌群落演替的主导因子

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

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