碳源和盐度对乌梁素海水体好氧不产氧光合细菌群落结构影响

摘要

好氧不产氧光合细菌（AAPB）作为地球上最古老的细菌类群，对于水体碳循环有着重要作用。目前，自然环境条件下研究所得出的碳源、盐度对淡水AAPB群落结构的影响及其变化规律不尽相同，而以人为分别改变碳源和盐度来进行单因素实验分析有望为理解水生生态系统AAPB群落结构的控制机制提供依据。
　　乌梁素海是黄河流域最大的淡水湖泊，其中蕴含有丰富的好氧不产氧光合细菌（AAPB）资源。因此，本文首先针对PCR-DGGE实验中出现的扩增问题，通过比对筛选了最佳优化剂组合。之后运用PCR-DGGE，结合QPCR技术对经碳源、盐度诱导处理的乌梁素海水样菌群进行分析，结果表明：
　　(1)经土壤、水样DNA验证后筛选出了最适PCR优化剂组合DBD-2（2%DMSO,0.8 M Betaine,2 mM DTT），发现同一样品在应用优化剂后于DGGE图谱上能够检测到更多条带，并证实了该优化剂组合对多种Taq酶的适用性，且对于弱条带的重扩增同样能够起到优化作用。
　　(2)对乌梁素海水体人为添加3种碳源诱导，经分析后发现碳源能够使得水体总细菌群落丰富度提升约45%，多样性提升约10%；AAPB菌群丰富度提高36.3%，多样性提升约4%。碳源诱导使得AAPB菌群中Alpha-及Gamma-proteobacteria的比例增加，丙酮酸钠作为诱导效果最佳的碳源，能够提升水体中部分AAPB功能菌的丰度。
　　(3)对乌梁素海水体进行盐度处理，发现碳源能够使得水体总细菌群落丰富度提升约16.6%，多样性则下降约5%；AAPB菌群丰富度提高63.6%，多样性提升约8%。CCA分析发现水体细菌及AAPB与TN、TP、Chl a、盐度等显著相关。细菌各类群比例在盐处理后变化不大，但值得注意的是，在5%盐度处理下， Gamma-proteobacteria类群比例显著增加。QPCR结果显示，1%盐度处理14 d后，16S rRNA拷贝数相比同时期对照样品提升了约7.8倍，5%盐度处理样品中pufM拷贝数提升约10倍，表明盐环境可能更有利于乌梁素海水体AAPB生存。

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插图和附表清单

1 引言

1.1 好氧不产氧光合细菌（AAPB）简介

1.2 变性梯度凝胶电泳技术（DGGE）

1.3 乌梁素海的概况

1.4 研究目的与意义

2 材料与方法

2.1 材料

2.2 环境样品总DNA提取及PCR反应条件

2.3 DGGE电泳及图谱分析

2.4 实时荧光定量PCR估算细菌丰度

3 结果与分析

3.1 优化体系的建立

3.2 碳源诱导后菌群变化

3.3 盐度处理后菌群变化

4 讨论

4.1 碳源诱导对乌梁素海细菌群落的影响

4.2 盐度处理后水体环境参数变化

4.3 加盐处理后水体总细菌群落及丰度变化

4.4 加盐处理后AAPB群落及丰度变化

4.5 两种处理后水体细菌群落变化的比较

5 总结

致谢

参考文献

作 者 简 介