夏季北极加拿大海盆浮冰区微生物区系组成及多样性

摘要

采用表面荧光显微分析方法对2014年夏季中国第6次北极科学考察期间采集于加拿大海盆7个海冰站位的融池、冰芯和冰下海水样品进行了细菌和原生生物群落分析。结果表明，上述3类生境中的第一优势类群均为细菌（不包括ICE07站位出现水华融池的统计），分别占总生物量的42.8％、37.8％和50.7％;第二优势类群均为鞭毛虫，分别占总生物量的40.2％、34.3％和37.5％。包含细菌、鞭毛虫和纤毛虫在内的异养生物在总生物量中占有优势，显示微食物环在其中起着重要作用。在北冰洋夏季快速融冰的背景下，3类生境总体上缺少快速生长的条件，总生物量偏低。其中ICE07站位出现融池水华和冰表自养鞭毛藻高值，我们推测合适的藻种和营养盐的额外补充共同促成了该站位冰表（融池）藻华的形成。
　　采用第二代高通量测序技术对2010年夏季中国第4次北极科学考察期间采集于北冰洋中心区的融池、冰芯和冰下海水样品进行了细菌群落组成和多样性的研究，并对比了不同生境之间的细菌群落组成差异性。19个样品的细菌群落组成分析结果表明:不同的生境具有其特定的细菌群落组成，未通透融池和通透融池的优势类群分别是黄杆菌纲和α-变形菌纲;冰芯的优势类群是γ-变形菌纲;冰下海水的优势类群是α-变形菌纲。冰芯上段融化形成未通透融池的过程中，也是细菌类群的环境适应和筛选过程，群落组成差异性的原因有待进一步的研究。未通透融池向通透融池转化的过程中，盐度是导致细菌群落组成发生变化的重要因素。通透融池连通冰下表层海水后，细菌群落组成的差异性可能与融池通透时间的长短有关，不同的采样站位之间，海冰的来源不同，细菌群落组成也有所不同。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 浮冰区生境概述

1．1．1 融池

1．1．2 海冰

1．1．3 冰下海水

1．2 浮冰区微生物群落结构组成

1．3 海冰变化对微生物群落结构的影响

1．4 浮冰区微生物研究进展

1．4．1 微生物群落结构与丰度、生物量分布

1．4．2 微生物多样性

1．5 本文研究的内容与意义

第二章 夏季北极加拿大海盆浮冰区微生物群落结构

2．1 采样区域概况

2．2 材料与方法

2．2．1 样品采集与前处理

2．2．2 样品分析

2．2．3 细胞拍摄

2．2．4 细胞大小统计

2．2．5 体积计算

2．2．6 丰度与生物量转换

2．3 结果

2．3．1 各生境理化特性

2．3．2 各类群的生物量分布特性

2．3．3 不同生境鞭毛虫的粒级分布

2．4 讨论

2．4．1 不同生境及生物群落结构特征

2．4．2 冰龄对微生物群落结构的影响

2．4．3 冰表鞭毛藻藻华形成原因分析

2．5 小结

第三章 夏季北冰洋中心区浮冰微生物多样性

3．1 采样区域

3．2 材料与方法

3．2．1 材料

3．2．2 样品采集及温盐、叶绿素数据测定

3．2．3 样品前处理

3．2．4 基因组DNA提取

3．2．5 PCR过程

3．2．6 有效序列的数据统计

3．2．7 优化序列的数据统计

3．2．8 可操作分类单元(Operational Taxonomic Units，OTU)分析

3．2．9 分类学分析

3．3 结果

3．3．1 三个生境的理化性质

3．3．2 细菌群落丰富度和多样性

3．3．3 细菌群落组成与多样性

3．4 讨论

3．4．1 冰下水体不同水深处细菌群落组成差异

3．4．2 冰芯上段和未通透融池中的细菌群落组成差异

3．5 小结

第四章 总结与展望

4．1 主要结论

4．2 展望

参考文献

附录

致谢

硕士期间科研工作情况