东海沿岸陆架细菌多样性及地理分布研究

摘要

海洋细菌在海洋生态系统有机物的生成和分解、海洋环境的修复以及碳、氮、硫等营养物质和能量循环的过程起着主要作用，而且是海洋微食物环的核心，维持海洋生态系统的多样性。本研究分别于2007年4-5月和2013年6月在东海沿岸陆架采集沉积物样品和表层海水样品。五个站点沉积物样品分布从杭州湾海域延伸到东海冲绳海槽边缘，七个表层海水样品主要来自于上海、浙江沿海区域。　　本文通过构建16S rDNA克隆文库研究表明:东海陆架508条沉积物细菌序列包含319个OTU，分属于13个类群，包括变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌(Actinobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospira)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、螺旋体门(Spirochaetes)、浮霉菌门(Planctomycetacia)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、WS3和OP8。其中变形菌门和绿弯菌门为优势菌群，变形菌门细菌在DH6、DH16、DH17和DH21含量都在50％以上，为绝对优势类群;绿弯菌门在DH9站点最为丰富，含量为26％，为该站点的优势类群。在优势门变形菌门中，γ-变形菌纲细菌在DH6和DH16站点具有显著优势，含量分别为68.6％和53.6％;δ-变形菌纲细菌在DH17和DH21站点表现为优势菌群，含量分别为26％和23.6％。Latescibacteria(WS3)、疣微菌门和芽单胞菌门分别是站点DH6、DH21和DH9的特有类群。根据多样性和丰富度指数分析，五个站点细菌多样性从低到高排序依次为DH16＜ DH6＜ DH17＜ DH21＜DH9。综合系统发育树和比对分类同源序列表明，东海陆架沉积物细菌具有显著的物种多样性和遗传多样性。　　对表层海水浮游细菌的基因文库进行分析发现:东海ZJ0902站点的浮游细菌群落具有最高的丰富度和多样性;浮游细菌分属于10个门类，分别为:变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻门(Cyanobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、纤维杆菌门(Fibrobacteres)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、Candidate division TM6和Microgenomates(OP11)。其中放线菌门在SH3101站点最高(42.9％);蓝藻门在SH3102站点为绝对优势类群(60％);厚壁菌门是ZJ0205站点的绝对优势类群(65.8％);变形菌门(Proteobacteria)是其余四个站点的优势菌群，占比都在40％以上;纤维杆菌门(Fibrobacteres)和Candidate division TM6分别为站点SH3101和ZJ0205特有类群，Microgenomates(OP11)、疣微菌门（Verrucomicrobia）和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为站点ZJ0902特有类群。聚类分析和MDS分析显示7个采样站点根据浮游细菌群落组成结构相似性可分为4类;环境适合度envfit()函数分析表明环境因子和浮游细菌群落之间相关性不显著。RDA分析表明:盐度与β-变形菌呈负相关关系，与α-变形菌呈正相关关系，无机氮与α-变形菌呈负相关关系，活性磷酸盐与放线菌门呈正相关关系。

目录

声明

摘要

第一章 海洋细菌多样性及研究方法与地理学分布简述

引言

1．1 海洋细菌的多样性和地理学分布研究进展

1．1．1 主要海洋环境及其特点

1．2 海洋细菌研究简述

1．2．1 海洋细菌分布特征与主要类群

1．2．2 海洋细菌多样性研究进展

1．2．3 海洋细菌生态学功能和意义

1．3 海洋微生物多样性的研究方法

1．3．1 传统方法

1．3．2 分子生物学方法

1．4 东海陆架环境特征

1．4．1 东海陆架地貌地质特征

1．4．2 东海陆架水文特征

1．5 本研究的目的与意义

第二章 东海陆架表层沉积物细菌多样性与地理分布

2．1 实验材料与方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 主要实验试剂与设备

2．1．3 实验方法

2．2 实验结果与分析

2．2．1 沉积物细菌16S rDNA文库数据分析

2．2．2 沉积物细菌群落结构和分布分析

2．2．3 变形菌门系统发育树分析

2．2．4 其他门类细菌系统发育树分析

2．2．5 沉积物细菌群落组成空间分布分析

2．3 讨论

2．3．1 东海陆架沉积物细菌类群多样性

2．3．2 东海陆架沉积物特殊群落细菌的地理分布与生态功能

2．3．3 沉积物细菌群落结构与地理区域的影响

第三章 东海沿岸表层海水浮游细菌群落结构及与环境因子相关性研究

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 主要实验试剂与设备

3．1．3 实验方法

3．2 实验结果与分析

3．2．1 海水样品理化参数

3．2．2 浮游细菌克隆文库数据分析

3．2．3 浮游细菌群落结构分析

3．2．4 浮游细菌群落组成空间分布分析

3．3 讨论

3．3．1 站点典型优势菌群及其生态功能

3．3．2 特殊浮游细菌类群和生态功能

3．3．3 站点浮游细菌群落空间分布及其与环境因子的关系

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果