生物絮团系统在氮转化过程中的微生物多样性变化

摘要

通过高通量测序分析生物絮团系统在氮转化过程中的水体菌群多样性变化.试验设置对照组和试验组,对照组水体为清洁的消毒海水,试验组为生物絮团组,试验周期30 d.结果显示:试验组氨氮在第5天达到最大质量浓度(2.99 mg/L),此后降低至趋于0 mg/L;对照组在第9天达到最大质量浓度(7.51 mg/L),之后降低至趋于0 mg/L.试验组亚硝酸盐氮在第17天达到最大质量浓度(12.54 mg/L),之后降低至趋于0 mg/L;对照组在试验周期内呈不断升高的趋势,在第30天达到13.42 mg/L.试验组的硝酸盐氮质量浓度高于对照组,在第30天两组分别达到19.56和6.31 mg/L.生物絮团系统具有明显的消除氨氮和亚硝酸盐氮的能力,试验组的氮转化速率快于对照组.高通量测序显示,生物絮团系统微生物的菌群丰度和多样性指数随养殖周期的增加均显著增加,不同时期差异显著.试验共鉴定出23个门549个属,在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)相对丰度随时间增加而降低(从67.72％降至44.45％),拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)随时间增加而增加(分别从5.99％和6.68％增至16.06％和19.02％).与氮转化有关的主要的菌有Ardenscatena和Nitrospiraceae(硝化螺旋菌),相对丰度随时间增加而增加(分别从0.34％和0.07％增加至12.69％和0.2％).生物絮团系统的功能与微生物多样性在养殖周期中呈显著变化.本研究对提高生物絮团系统养殖模式的利用效率具有参考价值.