广西北部湾茅尾海夏冬季浮游细菌群落结构及其影响因子

摘要

海洋浮游细菌在生物地球化学循环过程中具有不可替代的作用。为解析广西北部湾茅尾海夏冬季浮游细菌群落结构及其关键环境影响因子,于2017年6月(夏季)和2017年12月(冬季)在该海域设置7个站点,采集0.5m处表层海水样品,利用16S核糖体RNA(16S rRNA)基因高通量测序技术,分析茅尾海浮游细菌群落结构与多样性。结果表明:茅尾海海域浮游细菌隶属于11个门、36个纲、86个目、188个科和506个属;主要浮游细菌类群为变形菌门(Proteobacteria,52.47%)、厚壁菌门(Firmicutes,17.34%)、放线菌门(Actinobacteria,16.39%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,7.54%)和蓝细菌门(Cyanobacteria,5.38%),共占浮游细菌总丰度的99.12%。北部湾茅尾海夏季浮游细菌群落Chao 1指数和Richness指数均显著(P<0.05)高于冬季。主坐标分析(PCoA)和相似性分析(ANOSIM)结果表明,不同季节浮游细菌群落结构存在极显著差异(R=0.586,P<0.001)。在目分类水平上进行组间差异分析(Welch′s t-test),具有季节性丰度显著差异的类群共有15个(P<0.05),其中尤泽比氏菌目(Euzebyales)、红杆菌目(Rhodobacterales)、马尾藻海演化枝11(SAR11)、黄杆菌目(Flavobacteriales)、乳杆菌目(Lactobacillales)、芽孢杆菌目(Bacillales)、假单胞菌目(Pseudomonadales)在夏季样品中显著增高;海洋螺菌目(Oceanospirillales)、丙酸杆菌目(Propionibacteriales)、涅瓦菌目(Nevskiales)、弧菌目(Vibrionales)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、分枝杆菌目(Mycobacteriales)、红螺菌目(Rhodospirillales)、亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)在冬季样品中显著增高。夏季浮游细菌属的共发生网络表现出更复杂的网络拓扑结构。物种间的相互作用主要以正相关为主,且夏季(70.3%)高于冬季(68.9%)。Partial Mantel检验相关分析表明,浮游细菌群落与温度、盐度、溶解氧、总溶解氮和总溶解磷呈显著正相关(P<0.05)。其中,温度(R=0.326,P<0.001)和总溶解磷(R=0.512,P<0.001)与群落结构的相关程度较高,是显著影响浮游细菌群落结构的关键环境因子。综上,本研究成果,为进一步揭示北部湾海洋浮游细菌多样性,以及为茅尾海海域生态修复与资源利用提供科学参考依据。