珠江河网冬季浮游细菌群落结构及其影响因素

为了解珠江河网冬季浮游细菌群落结构,探讨影响其群落结构的环境因素,于2017年11月和2018年1月在珠江河网(112.18°E～113.51°E,22.38°N～23.17°N)采集表层水样,借助IlluminaMiSeq高通量测序平台,运用16S rDNA扩增子技术研究珠江河网冬季浮游细菌群落结构,使用R(3.5.2)软件包以及SPSS进行统计分析及作图。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)是珠江河网丰度较高的门类,细菌群落优势种群依次为γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、放线菌纲(Actinobacteria)和α-变形菌纲(α-Proteobacteria)。珠江河网冬季浮游细菌具有较高的菌群多样性(两次样品的Shannon指数分别为6.78±0.29、6.23±0.71), NMDS分析表明,浮游细菌群落结构之间不存在显著的地域差异。Pearson相关性分析表明,温度与γ-变形菌纲(P0.05)、放线菌纲(P0.05)以及α-变形菌纲(P0.01)的丰度显著正相关,pH与放线菌纲(P0.05)、α-变形菌纲(P0.01)的丰度以及多样性指数(Shannon:P0.01; Simpson:P0.01)显著负相关,溶解氧与α-变形菌纲的丰度显著负相关(P0.05)。冗余分析(RDA)结果显示,温度、pH是影响浮游细菌群落的主要因子。     

梁子湖与后官湖浮游细菌的群落结构特征

探究浮游细菌群落结构以及微生物与环境因子的相关性,可为湖泊环境评价和生态治理提供理论依据。选取湖北境内的梁子湖和后官湖,于2018年4月分别设置10个和5个采样点,进行浮游细菌与水体理化指标采样调查;通过16S rRNA基因高通量测序,分析比较浮游细菌群落结构及其多样性的差异,并通过冗余分析(RDA)探讨环境因子与浮游细菌群落结构的关系。结果表明,梁子湖和后官湖均有较高的浮游细菌群落多样性,其Shannon指数分别为3.974~4.743和3.924~4.500;梁子湖与后官湖的浮游细菌群落结构有所差异,梁子湖菌群隶属于放线菌门(Actinomycetes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroides)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、绿菌门(Chlorobi)、绿弯菌门(Chloroflexi)、装甲菌门(Armatimonadetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae);后官湖菌群隶属于放线菌门、蓝细菌门、变形菌门、拟杆菌门、疣微菌门、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门、绿菌门、浮霉菌门(Planctomycetes)、装甲菌门和螺旋体菌门(Saccharibacteria);其中,梁子湖的优势菌群为放线菌门(20.09%~43.23%)和变形菌门(21.35%~35.28%),而后官湖的优势菌群为放线菌门(20.70%~42.69%)和蓝细菌门(14.40%~45.77%)。RDA分析表明,总氮(TN)、pH、总磷(TP)是影响微生物群落结构的主要环境因子。     

网箱养殖对刘家峡水库浮游细菌群落组成及影响因素分析

为了评价网箱养殖对刘家峡水库浮游细菌群落结构和多样性的影响,于2016年10月份对刘家峡水库6个生态位点进行水样采集,采用高通量测序技术分析了浮游细菌群落特征。结果表明,刘家峡水库浮游细菌主要由变形菌门、放线菌门、蓝藻门、拟杆菌门等11个门,ACK-M1-norank、聚球藻属、鞘氨醇单胞菌属、红球菌属、β变形菌属和Pelagibacteraceae-uncultured等73个属组成,浮游细菌丰度和多样性指数由水库上游至下游依次降低,网箱养殖活动使附近水体的理化性质发生变化,并导致浮游细菌多样性降低。聚球藻属、黄杆菌属、放线菌属、Limnohabitans属和不动杆菌属的种类相对丰度受网箱养殖活动影响敏感。冗余分析表明NO-3-N、TP和TN是影响刘家峡水库浮游细菌群落结构的主要水环境因子,共同解释了55.11%的群落变异。     

白洋淀水域夏季细菌群落结构及与环境因子的关系

为了解白洋淀水域细菌多样性,于夏季采集水样进行水质和微生物群落结构分析。水质分析显示,白洋淀平均酸碱值(pH)为7.95,溶解氧(DO)为16.67 mg/L,属于偏碱性湖泊且含氧量丰富。通过Illumina NovaSeq6000高通量测序分析微生物群落结构表明:白洋淀不同采样点Chao1指数、Ace指数均较高,Shannon指数为7.151~8.443,Simpson指数为0.986~0.992,反映出白洋淀各采样点微生物群落多样性丰富、稳定性好,且细菌丰富度和多样性均以光淀(GD)最高。变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)是湖水的优势菌门,丰度之和能达到90%,且以变形菌门(Proteobacteria)为绝对优势菌门,丰度为44.15%~60.18%;在属水平上烧车淀(SCD)和枣林庄(ZLZ)以多核杆属(Polynucleobacter)为第一优势菌属,其余采样点优势菌属为unidentified_Cyanobacteria。CCA(canonial correspondence analysis)分析表明,pH和DO是影响白洋淀细菌群落结构的主要环境因子。     

不同肥料对池塘细菌种群的影响

运用PCR-DGGE技术分析有机肥(干鸡粪)和化肥(碳酸氢铵和磷酸一铵)对鱼苗池塘中的理化因子和细菌数量及其种群结构的影响,以探讨细菌种群结构对不同肥料的响应。结果显示:施肥后池塘中NH4+-N、PO43--P、NO 3--N和NO 2--N等浓度增加,透明度降低,细菌数量、种群多样性和丰富度指数均增加;化肥增加溶氧和升高pH,有机肥却降低溶氧和pH。施肥后蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)种群成为优势种群,有机肥能增加厚壁菌门(Firmicutes)种群的相对丰度,而化肥却降低其相对丰度;β-和γ-变形杆菌纲种群的相对丰度在施入化肥后增加,有机肥却限制γ-和δ-变形杆菌纲种群,化肥明显降低放线菌门种群的相对丰度。池塘中理化因子、细菌种群数量及其结构因施入不同肥料发生相应的变化。     

三峡库区及上游沉积物细菌群落结构及其对重金属的响应

为探究不同生境条件下细菌群落结构特征及其对沉积物重金属污染的响应，在三峡库区及上游共4个江段，采集21个表层沉积物样品，利用高通量测序技术研究其细菌群落结构和多样性，并利用冗余分析和相关性分析等方法分析重金属与细菌群落结构和多样性之间的响应关系。结果显示：研究江段沉积物细菌群落共检出65门179纲446目784科和1 926属；优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),优势菌纲为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria),其相对丰度分别为42.35%～54.56%和12.65%～28.30%;细菌群落多样性表现为：库区江段>库区上游江段，但没有显著差异；重金属As、Pb、Cr和Cu含量与绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度呈显著正相关，与厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度呈显著负相关。     

有效微生物菌群(EM)对加州鲈池塘养殖水质和水体菌群结构的影响

为探究定期添加有效微生物菌群(EM)对大口黑鲈(Micropterus salmoides)池塘养殖水质和菌群结构的影响。本研究在Ⅰ期(4月10号)、Ⅱ期(5月10号)、Ⅲ期(6月10号)和Ⅳ期(7月10号)对实验组(EL)和对照组(L)进行监测，并通过水质理化指标、16S rRNA基因高通量测序技术分析了每个时期的水质和菌群结构。结果显示：相比于对照组，实验组池塘中在Ⅲ期亚硝酸氮含量显著降低了0.18 mg/L;实验期水体主要优势菌门为拟杆菌、变形菌、放线菌、蓝细菌等，其中拟杆菌为实验组在Ⅲ期和Ⅳ期的丰度最高菌，丰度分别为42.07%、38.52%,而对照组在Ⅲ期和Ⅳ期丰度最高菌为放线菌，丰度分别为71.83%、31.37%;蓝细菌在实验组的养殖前期丰度较大，但在后期(Ⅲ期和Ⅳ期)丰度小于1%,而对照组在整个采样期，蓝细菌丰度都大于1%;在Ⅲ期和Ⅳ期，实验组水体中分支杆菌属相对丰度极显著低于对照组。pd指数显示，实验组在Ⅰ期(4月份)多样性pd指数显著低于对照组，而在Ⅲ期(7月份)的多样性pd指数及其显著高于对照组。PCoA和聚类结果显示，在养殖实验后期(Ⅲ期和Ⅳ期)实验组相比较于对...     

哈尼梯田稻鲤共作模式下的微生物群落结构

为了探究哈尼梯田稻鲤共作模式(复合生态系统)微生物菌落结构特征,本实验拟采用高通量测序技术对稻鲤共作(RC)与稻田单作(CK)2种模式下水体、表层以及根系土壤及鲤肠道细菌(16S rDNA)多样性特征进行分析。高通量测序结果显示,复合生态系统中主要细菌门类为变形菌门、放线菌门、厚壁菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门及硝化螺旋菌门等。与CK相比,RC表层土壤中绿弯菌门和厚壁菌门相对丰度显著增加,主要显著增加的优势菌属为厌氧绳菌(Anaerolineaceae_norank)、Aminicenantes_p_norank、未定义的绿弯菌(Chloroflexi_P_unclassified)、梭菌(Clostridium_sensu_stricto_1)、梭菌(C._sensu_stricto_12)、互营菌(Syntrophaceae_f_norank)、芽单胞菌(Gemmatimonadaceae_f_norank);RC根系土壤中绿弯菌门含量显著高于CK组,主要是Anaerolineaceae_norank、Sideroxydans、Aminicenantes_p_norank、Chloroflexi_p_unclassified、Gemmatimonadaceae_f_norank优势菌属显著增加。RC模式中鲤肠道优势菌主要为厚壁菌门和变形菌门,其中厚壁菌门相对丰度为58.59%,超过一半的丰度。RC模式组相比CK组,土壤的有机质、总氮、总磷等理化指标都有所降低,其中pH、总磷和速效磷显著降低;稻田表层和根系土壤的细菌Sobs指数及PD指数也均增加,其中稻田表层土壤组显著增加。研究表明,增加鲤养殖后,稻田表层土壤的理化性质和细菌群落结构产生明显变化,同时也在一定程度上对水稻根系和养殖生物肠道的群落结构产生了影响。本研究初步揭示了RC复合生态系统优于CK系统的微生物生态基础。     

罗源湾细菌多样性调查及其环境影响因子分析

2018年11月对福建罗源湾5个特征站位表层海水进行样品采集,用宏基因组测序分析技术对样品中的细菌群落结构和多样性进行研究分析。样品的OTU数目和α-多样性分析结果表明,5个站位菌群数目从大到小排列为污水排放口生活密集区湾内远离污染地区出海口火电站排污口。在海湾内门水平物种丰度图中,5个优势门分别是变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroides)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝细菌(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。对照5个优势门的菌类进行环境因子相关性分析,显示pH和无机氮含量是影响罗源湾海湾细菌群落分布及多样性的主要环境因子。     

稻田和池塘两种模式下金边鲤与建鲤肠道菌群 差异分析

利用MiSeq高通量测序技术测定16S rRNA基因序列,分析比较池塘金边鲤、稻田金边鲤、池塘建鲤和稻田建鲤4组鲤鱼肠道菌群的结构组成和丰度差异。试验结果显示,池塘金边鲤组、稻田金边鲤组、池塘建鲤组和稻田建鲤组分别获得了377、250、367和455个运算分类单元,其中运算分类单元聚类分析发现,稻田建鲤组与另外3组差异最大;菌群多样性分析发现,池塘金边鲤组的辛普森指数显著高于其他3组(P0.05),而稻田建鲤组及稻田金边鲤组的香农指数分别为1.56±0.22和2.53±0.82,均高于对应的池塘组,但差异不显著(P0.05);此外,池塘金边鲤组中变形菌门(89.56%)和气单胞菌属(82.68%)在其肠道菌群组成中占有绝对优势(P0.05),而另外3组在门分类水平和属分类水平的菌群结构和相对丰度较为相似,优势菌门均为变形菌门、梭杆菌门和厚壁菌门,主要优势菌属为鲸杆菌属、气单胞菌属和乳球菌属;京都基因和基因组百科全书(KEGG)功能预测比较分析发现,各组样品的肠道微生物富集到了多个相同的代谢途径以及部分信号传导、调节和修复机制相关信号通路。本研究结果发现,在稻田和池塘养殖模式下,金边鲤的肠道优势菌群种类、相对丰度以及参与的信号通路与建鲤无显著差异,提示金边鲤与其他鲤鱼一样可适应这两种养殖模式。     

两种三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)养殖塘中浮游细菌的季节变化

结合基于细菌16S rRNA基因的T-RFLP技术与克隆测序技术，对象山港三疣梭子蟹、脊尾白虾混养模式下改良塘M1(塘底铺网四周铺砂)以及传统塘M2(土塘)水体不同季节细菌群落结构和多样性进行分析。结果显示，M1、M2养殖塘水体细菌群落主要由变形纲门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)组成。养殖过程中，细菌群落结构随时间发生了显著变化，不同养殖塘水体细菌群落结构变化的方向不同。M1养殖塘水体由放线菌门主导的群落结构向蓝藻菌门以及变形菌门主导的群落结构发展，M2养殖水体由蓝藻菌门主导的向变形纲门主导的群落结构发展，说明养殖后期改良塘水体有利于蓝藻细菌的生长。无论是M1还是M2，拟杆菌门在8-9月含量最高，且养殖过程中在M2水体的含量始终高于M1。随着养殖时间的推移，M1养殖塘水体细菌群落由多样性指数高的稳定性结构向多样性指数低的不稳定性结构转变，而M2水体养殖后期仍保持较高的多样性指数。PCA分析结果显示，M1养殖塘水体细菌群落差异性大于M2，说明M2水体细菌群落对环境变化的抵御能力大于M1。相关性分析结果显示，不同养殖塘水体细菌群落分布受环境的影响效应不同。     

凡纳滨对虾不同养殖密度高位池水体细菌群落动态

通过对养殖水体环境基因组DNA中细菌16S rRNA基因V4–V5区的高通量测序和生物信息学分析,研究了两种养殖密度的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)高位池水体中细菌群落在养殖过程中的动态。结果显示,养殖过程中各菌群相对丰度变化明显,细菌多样性随时间逐渐提高,优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。随着养殖时间增长,蓝藻丰度所占比例逐渐减少,而变形菌、拟杆菌和浮霉菌丰度逐渐增大,同时养殖前期高密度池浮霉菌丰度显著高于低密度池(P0.01),而其他菌群无显著差异。结果表明,养殖期前50 d不同养殖密度水体细菌群落差异较大,而后30 d内细菌群落的时间异质性大于空间异质性,这意味着高位池水体菌相被划分为两类,到养殖后期菌相快速转变,养殖密度所带来的影响被减弱。     

罗非鱼混养对广西三江传统稻鲤综合种养系统环境及其菌群多样性的影响

稻田养鱼在广西三江历史悠久,存在养殖密度低、品种单一等问题。本研究通过在广西三江传统稻鲤综合种养系统中混养罗非鱼,研究不同密度混养对系统环境及其菌群多样性的影响。结果表明,金边鲤的生长未受到罗非鱼混养的影响,罗非鱼混养密度为0.6 尾/ m2时,仍未达到系统的最大养殖容量。高通量测序结果表明广西三江传统稻鱼综合种养系统水体中的主要菌群为变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）,其次为拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和蓝菌门（Cyanobacteria）,主要功能为化能异养和有氧化能异养。底泥中的主要菌群为变形菌门和绿弯菌门（Chloroflexi）,其次为酸杆菌门（Acidobacteria）、广古菌门（Euryarchaeota）和蓝菌门,主要功能类群为甲烷生成和化能异养。罗非鱼混养对稻鱼综合种养系统环境及其菌群产生有益的影响,罗非鱼高密度混养组稻田底泥中的总氮和硝酸盐氮含量有所下降,稻田水体中Polynucleobacter等水质良好的指示物种相对丰度增加。本研究为在广西三江地区科学推广稻田金边鲤——罗非鱼混养模式提供研究基础。     

莆田近海孔烂病海带微生物群落结构及其与环境因子的关系

为探究莆田近海孔烂病海带微生物群落结构及其与环境因子的关系，本研究采用16S rRNA扩增子测序技术对健康海带(HT)、孔烂病海带(DT)、健康海带养殖区海水(HS)和孔烂病海带养殖区海水(DS)样本进行测序分析，利用冗余分析研究了海水微生物群落与环境因子的关系。结果显示，HT和DT样本的丰富度指数(ace)、香农指数(shannon)和均匀度指数(heip)均具有显著性差异，HS和DS样本的丰富度指数和香农指数有显著性差异，均匀度指数则无显著性差异，各样本的微生物群落分区明显。微生物群落组成分析显示，HT和DT样本群落组成的差异主要由盐单胞菌科产生，而HS和DS样本群落组成的差异主要由蓝细菌门和假交替单胞菌科决定。环境因子关联分析显示，盐度和温度与微生物群落的关联在HS和DS样本中具有显著性差异，对海水微生物群落分布影响较大。海水微生物中的优势菌蓝细菌与盐度，与温度呈负相关；优势菌科黄杆菌科、红杆菌科、假交替单胞菌科和弧菌科与盐度呈负相关，与温度呈正相关。研究表明，孔烂病的发生可能与海带微生物中的盐单胞菌和海水微生物中的蓝细菌和假交替单胞菌有密切的联系，盐度和温度可能是导致海水微生物群落发生变化的关键环境因子。     

小湾库区微生物群落结构多样性与水质状况分析

为了解小湾库区水域微生物多样性,通过16S rDNA基因扩增和高通量测序分析了小湾库区6个采样点水域微生物群落结构组成及多样性差异。结果显示,小湾库区水体整体呈偏碱性,且含氧量丰富,COD含量为14.79~24.47 mg/L,TN浓度为0.53~2.39 mg/L,TP浓度为0.14~1.17 mg/L。不同采样点微生物Chao1指数、覆盖率均较高,Shannon指数为3.42~4.48,Simpson指数为0.029 8~0.091 9,反映出各采样点微生物群落多样性丰富,其中群落丰富度以W06区域最高。各采样点的菌门主要有变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi),丰度之和可达90%以上,且以变形菌门为优势菌门；在属水平上以不动杆菌属(Acinetobacter)为第一优势菌属。POCA分析表明,W05、W06区域聚为一类,而W01、W02、W03、W04区域聚为一类,具有显著差异。结果表明,小湾库区水域整体水质状况良好,但部分区域已出现水体富营养化现象且有扩散趋势,需采取环境治理措施。从渔业可持续发展来看,应通过合理放养、合理捕捞的方式,充分利用水域中天然饵料资源,在保证小湾库区水力发电的正常运行的前提下,适当开发小湾库区渔业潜力。     

三峡水库中段水体微生物群落结构的季节变化

为了探究三峡库区中段水体微生物群落结构的季节变化特征，分别于2018年春季（3月）、夏季（7月）、秋季（9月）、冬季（1月）采集三峡库区中段万州、涪陵、忠县流域表层水样，分析水质指标和微生物群落结构；通过构建16S rRNA基因克隆文库，结合PCR扩增技术进行高通量测序。结果表明，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌门（Cyanobacteria）是三峡库区中段水体中的优势菌，不同菌门分布呈现明显的季节特征，冬季微生物多样性高于夏季。夏、秋、冬三季中，变形菌门是第一优势菌，占细菌群落的42.63%~92.90%，春季放线菌门的含量相对丰富，占细菌群落的16.65%~42.25%，蓝细菌门在春冬季的含量相对较高，占细菌群落的6.50%~13.50%，夏秋季的含量较低。PCoA和层级聚类分析显示，夏季和秋季微生物群落结构相似度高，冬季和春季的相似度高，且夏秋季和冬春季的多样性存在显著性差异（P=0.01）。RDA分析表明，温度是影响三峡库区中段水体微生物群落结构最主要的环境因子。     

不同季节刺参养殖池塘沉积物菌群结构及其影响因素

本研究以辽宁省营口地区刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘为研究对象,利用高通量测序技术,构建不同季节刺参养殖池塘沉积物菌群16S rRNA基因测序文库,解析刺参养殖池塘沉积物菌群的季节性差异和共性,查明影响沉积物菌群构成的主导环境因子。结果显示,营口地区刺参养殖池塘沉积物菌群的丰度和多样性以夏季最高,春秋次之,冬季最低。不同季节刺参养殖池塘沉积物差异菌群呈显著性季节演替特征(P<0.05)。其中,春季差异菌群主要隶属于拟杆菌门(Bacteroides),夏季差异菌群主要隶属于酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和浮霉菌门(Planctomycetes),秋季差异菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes),冬季差异菌群主要隶属于放线菌门(Actinobacteria)。尽管不同季节沉积物细菌组分比例不同,但第一优势菌门均隶属于变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度>43.19%)。环境因子中,影响刺参养殖池塘沉积物菌群的主导环境因子为温度、总有机碳、总氮和pH。本研究将为刺参养殖池塘微生态调控提供理论参考。     

惠州西湖沉水植被修复对浮游细菌群落结构的影响

沉水植被修复是湖泊修复的一项重要手段,浅水型富营养化湖泊惠州西湖实施了沉水植被修复后,水质得到了显著改善。以细菌16sRNA基因通用引物进行PCR扩增后,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对惠州西湖已修复和未修复的子湖浮游细菌多样性进行分析。结果显示,进行沉水植被修复的子湖中,细菌的Pielou和Shannon-Wiener指数都显著高于未修复的子湖。表明沉水植物修复不仅可以改善水质,同时还可以提高浮游细菌的多样性。