太湖、巢湖沉积物中可培养细菌时空分布特征及环境意义

摘要

本文以太湖、巢湖不同污染程度的典型区域为研究对象，在太湖(梅梁湾西、梁溪河口、贡湖湾)和巢湖(姥山-忠庙、西半湖心，南淝河口)6个取样点按照4个季节系统采集沉积物柱共24根，各取样柱均以5mm的间距高精度分割样品以获得不同深度的沉积物样本，采用纯培养法分离和纯化沉积物中的细菌株为样本，用基于细菌形态的数值分类法和基于16s rDNA分析的系统进化分析法探讨了太湖、巢湖沉积物中细菌总量、菌落特征多样性和分子指征多样性及其时空分布特征，讨论了其环境意义。结果表明： 1)太湖、巢湖各采样点表层沉积物中可培养细菌总量在夏秋两季多于冬春两季；受沉积物理化性质的差异影响，太湖不同位置的可培养细菌总量除夏季三个采样点无差别外，其它三个季节均呈现梁溪河口>贡湖湾>梅梁湾西的水平分布特征：巢湖不同位置的可培养细菌总量在春夏季节呈现西半湖心最多、姥山-忠庙和南淝河口各季细菌总量相近的水平分布特征。太湖、巢湖可培养细菌总量在沉积物中的垂向变化均以15cm左右深度分为上下两层，呈现不同变化，上层较下层细菌总量多1～2个数量级。 2)太湖、巢湖沉积物中共分离到603株菌落形态不同的细菌：受外源性污染影响，分别位于太湖、巢湖的入湖口区的梁溪河口和南淝河口处的菌落特征多样性呈现相同的季节性变化特征，夏季最丰富，其它四个采样点菌落特征多样性季节性变化也相一致，在春季最丰富：太湖、巢湖细菌菌落特征多样性在沉积物的垂向变化为随着深度增加呈现减少趋势，并以15cm左右深度分为上下层，上层变化幅度较大。 3)通过本研究中的采样点分析比较太湖、巢湖的细菌分布状况发现，除夏季外，表层沉积物中的细菌总量均为太湖高于巢湖，而菌落特征多样性四季均呈现巢湖高于太湖，说明了太湖沉积物中有机污染可能较巢湖严重，而巢湖沉积物中的可培养细菌的物种可能要较太湖丰富。 4)分离得到603个菌落形态不同的菌株，通过数值分析比较了24个形态表征性状，以不加权平均连锁聚类(UPGMA)的方式进行簇群归类，在0.75水平上可分成4个聚类群和51个亚群。从51个亚群中各随机选取一个菌株，测定其16SrDNA部分序列(约540bp)并据此进行分析，表明这些菌株分别属于Firmicutes、Actinobacteria、γ-Proteobacteria这三大类群，与数据库中已知的芽孢杆菌属(Bacillus)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、微球菌属(Micrococcus)、节杆菌属(Arthrobacter)、迪茨菌属(Dietzia)和假单胞菌属(Pseudomonas)细菌具有很高的相似性，其中迪茨菌属在国内淡水湖泊沉积物中为首次发现。对太湖、巢湖沉积物中细菌时空分布特征的环境意义研究表明，沉积物中的细菌不仅是整个湖泊细菌的“源”与“汇”，而且也是湖泊内污染物质在沉积物中季节性“源”、“汇”转换的重要原因。大量的芽孢杆菌属(Bacillus)菌株的分离获得，说明了两个湖泊受到有机物质污染已经相当严重，迪茨菌属(Dietzia)在太湖、巢湖中的发现可能两个湖泊正在老化的重要指征。从太湖、巢湖分离得到的603株细菌的进一步分析可以对湖泊生态系统可以有更清楚的了解，并且分离细菌作为物种资源对于今后的工程应用具有较为深远的意义。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1 湖泊沉积物

1.2 微生物

1.3 湖泊沉积物中的微生物

1.4 论文研究内容及意义

第二章采样与实验

2.1 研究区域及采样点概况

2.2 样品采集及处理

2.3 实验方案

2.4 实验所需仪器及试剂

2.5 实验方法

2.6 实验数据

第三章湖泊沉积物中可培养细菌总量时空分布特征

3.1 太湖沉积物中可培养细菌总量时空分布特征

3.2 巢湖沉积物中可培养细菌总量时空分布特征

3.3 太湖与巢湖沉积物中可培养细菌总量对比

第四章湖泊沉积物中细菌菌落特征多样性时空分布特征

4.1 太湖沉积物中细菌菌落特征多样性时空分布特征

4.2 巢湖沉积物中细菌菌落特征多样性时空分布特征

4.3 太湖与巢湖沉积物中细菌菌落特征多样性对比

第五章数值分析与系统进化分析

5.1 数值分析

5.2 系统进化分析

第六章 太湖、巢湖沉积物中细菌分布的环境意义

6.1 细菌总量分布特征的环境意义

6.2 细菌种类分布特征的环境意义

第七章结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间所作论文与项目

致谢

附录1

附录2

附录3

附录4