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。     

斑点叉尾鮰养殖池塘底泥微生物群落结构特征及其影响因素

微生物群落在水产养殖环境中起着重要作用，深入了解微生物群落组成及其构建机制对了解池塘生态功能具有重要意义。本研究通过高通量测序技术研究斑点叉尾鮰（）养殖池塘底泥中细菌群落机构特征，并分析了细菌群落的主要影响因素。结果显示，斑点叉尾鮰养殖池塘底泥细菌群落结构呈现出季节性变化，冬春季样品相似性较高。斑点叉尾鮰养殖池塘底泥优势菌群主要为变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和酸杆菌门（Acidobacteria），与池塘水体细菌群落间有明显的差别。线性判别分析显示，冬、春和秋季的特异性优势菌群较为丰富，冬季和春季分布较为集中，分别集中于浮霉菌、拟杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门、拟杆菌门，秋季特异性优势菌群分布特别分散，而夏季优势细菌类群最少，只有绿弯菌门厌氧绳菌属1个属具有显著优势。环境因子中，透明度和总溶解性悬浮物与斑点叉尾鮰养殖池塘底泥细菌群落结构有显著相关（<0.05），对细菌群落结构的影响也最大。本研究旨为斑点叉尾鮰池塘微生物群落的变化和调控提供借鉴。     

龟鳖废水处理系统中细菌群落组成及动态变化

为了优化废水处理系统的菌群结构,提高水质净化效率,实验采用高通量测序技术对龟鳖废水处理系统的细菌群落组成进行分析,同时对细菌群落和废水水质进行相关性分析.结果显示:不同处理单元中的菌群结构存在显著差异,在门分类水平上,各处理单元的主要细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacte-roidot...     

光合细菌对水产养殖环境细菌群落结构的影响

为了解光合细菌(Photosynthetic bacteria)在水产养殖应用中的作用机制,采用PCR-DGGE技术研究不同浓度光合细菌对养殖水体和底泥两个微环境细菌群落的影响。结果显示:水样菌群和底泥菌群有显著差异,各聚为一簇,水样菌群多样性比底泥丰富且波动性更大,泥样菌群则相对稳定,受外源菌群影响较小;添加光合细菌可显著增加水体菌群多样性,促使SAR11族未培养α-变形菌等固有菌群数量增加,从而影响水样菌群结构;同一阶段不同处理水样菌群多聚在一起,显示出较高结构相似性,不同处理并未造成组间菌群结构明显差异;光合细菌投加12 d后出现浓度减少。鉴定分析发现水样中46个菌群归属21个属,底泥11个菌群归属6个属,其中水样和底泥共同含有3个属,水样和底泥菌群主要隶属于蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌纲(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)。     

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。     

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。     

饲喂蚕豆的草鱼肠道细菌群落的PCR-DGGE 分析

为探讨饲喂蚕豆（ Vicia faba）对草鱼（ Ctenopharyngodon idellus）肠道菌群的影响,采用PCR-DGGE技术比较了饲喂蚕豆的草鱼（脆肉鲩组）及饲喂配合饲料的草鱼（普通草鱼组）肠道微生物菌群的异同。结果显示, DGGE图谱上出现了20条明显条带,表明脆肉鲩组及普通草鱼组肠道中均存在大量细菌群落。对这20条条带测序后,获得了其中17条条带的序列,这17条条带中有9条是尚未被培养的细菌。经分析发现,这17条条带分属于变形菌门（ Proteobacteria ）、放线菌门（ Actinobacteria ）、厚壁菌门（ Firmicutes ）、拟杆菌门（ Bacteroidetes ）及未分类的细菌,其中变形菌门为两组肠道的优势菌。实验还发现,饲喂蚕豆对肠内容物菌群的影响大于对肠壁菌群的影响。结果表明,饲喂蚕豆不改变草鱼肠道菌群的种类,但对肠道菌群的相对丰度有一定影响。     

硫铁矿人工湿地对微污染水源的水质净化效果

为进一步提升人工湿地在微污染水源条件下的同步脱氮除磷能力,以硫铁矿作为湿地填料设计构建了人工湿地装置,并采用挂膜法对硫铁矿进行硫自养型反硝化细菌表面负载,在此基础上研究硫铁矿人工湿地对水体中污染物的去除规律和去除机理,并通过高通量基因测序技术分析硫铁矿表面微生物的群落结构。结果显示,从UASB活性污泥中筛选出的硫自养型反硝化菌活性最高,脱氮效果最好;在微污染水源条件下,硫铁矿潜流人工湿地具有较好的同步脱氮除磷能力,在水力停留时间为60 h条件下,其对水体中的化学需氧量(COD_Cr)、氨氮(NH₃-N)、硝态氮(NO₃-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的平均去除率分别达到53.5%、60.9%、67.2%、49.2%、46.3%;矿石表面发现菌群群落达到13门以上,变形菌门(Proteobacteria)为矿石表面最为优势的功能微生物菌群,相对丰度比例占45%左右,硫杆菌属(Thiobacillus)为自养反硝化脱氮的主要功能菌属。研究表明,采用硫铁矿作为填料可显著提高人工湿地的脱氮除磷效果,对微污染水体有较好的水质净化效果,以硫源作为反硝化过程的电子供体可以提高低碳源条件下系统的反硝化效果。     

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。     

北京密云水库底栖动物群落结构及其时空变化

为了研究南水北调中线调水工程运行对密云水库底栖动物群落结构及其生物多样性的影响,2014-2016年在密云水库设置了7个采样点每月采样1次(冰封期除外),进行底栖动物调查,分析了底栖动物群落结构、密度、生物量、优势种及其生物指数变化。结果显示,调查期间共检出底栖动物17种,其中摇蚊幼虫12种,环节动物5种。底栖动物平均密度为455.0个/m~2,平均生物量为2.70g/m~2,其中优势种为红裸须摇蚊(Propsilocerus akamusi)和克拉泊水丝蚓(Limnodrilus claparedianus)。底栖动物群落呈现出明显的时空变化,11月密度和生物量达最大值,分别为808.9个/m~2、6.94g/m~2;8月出现最小值,分别为180.4个/m~2、0.72g/m~2。水平分布上,水库中心底栖动物密度和生物量达最大值,分别为916.7个/m~2、6.08g/m~2;白河坝为最小值,分别为307.1个/m~2、0.70g/m~2。底栖动物Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数均在4月达最大值,分别为1.43、1.13、1.14;9月出现最小值,分别为0.38、0.27、0.31;3项指数在潮河口达最大值,分别为1.08、0.64、1.01,在潮河坝、白河坝指数相对较低。同时分析了随着密云水库水深增加,底栖动物群落的结构变化。研究表明,受调水的影响,目前密云水库底栖动物群落结构不稳定,处于重构期。     

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。     

三峡大坝对香溪河底栖微生物群落结构和多样性的影响

为了研究三峡大坝修建后库区生态环境的变化,探究大坝修建对库区底泥细菌群落结构和多样性的影响,2013年夏季在香溪河回水区(河口、中游)与河流区(上游)依次选取6个采样点,通过构建16S r DNA基因克隆文库,分析底栖微生物群落结构和多样性的变化规律。结果表明,香溪河调查水域共检出细菌类群15门、87属。在门水平上,回水区和河流区的优势菌门均为变形菌门;在属水平上,回水区和河流区的优势菌属存在显著差异(P0.05),很可能是由于受长江回水和支流高岚河影响所致。芽孢杆菌属所占的比例,从回水区的河口处至中游处逐渐减少至河流区消失,结合芽孢杆菌属易生活在底泥深处的特性,很可能由于大坝的修建,香溪河的上游(即河流区)底泥冲刷至下游(即回水区)河段,被三峡大坝拦截而沉积下来,导致越靠近大坝处,芽孢杆菌属的含量越高。在底泥细菌群落多样性中,Simpson、Shannon和Margalef多样性指数空间分布总体上呈"中间高、两头低"的规律;3种多样性指数最高的采样点均出现在回水区,且回水区的多样性指数均高于河流区,很可能是因其还与旧州河、卜庄河以及周溪河这些支流的交汇,导致河流区底泥细菌群落多样性不稳定。三峡大坝对香溪河底栖微生物的群落结构和多样性产生了显著影响,而大坝修建导致库区回水区水深增加、流速降低、底层水温变化、泥沙沉积增加等因素是造成这种差异的可能原因。     

大渡河河口浮游植物群落时空分布特征及其与环境因子的关系

为了探究安谷水电站建成后浮游植物群落时空分布特征及其与水环境因子的关系，于2015年5月至2016年9月对其所在的大渡河河口开展了调查。结果表明，调查区域共采集到浮游植物7门、49属、138种，主要由硅藻（种类数占71.02%）、绿藻（15.95%）、蓝藻（9.42%）、裸藻（1.45%）组成。大渡河河口主河道浮游植物种类数较高，特别是安谷水电站坝下断面最高。浮游植物密度为31.20×104~66.69×104个/L，其组成以硅藻为主，秋季浮游植物密度高于春季。大渡河主河道各样点浮游植物密度水平分布变化大，安谷水电站库区和坝下样点密度显著高于调查河段的其他样点。对比安谷水库蓄水前后，浮游植物种类的季节分布无明显差异，而密度的季节分布则差异明显；浮游植物群落的空间分布发生了显著变化，特别是安谷水电站库区和坝下浮游植物种类和密度明显增加。Person相关性分析显示，影响浮游植物密度的主要因子是水温、流速、透明度，与氮、磷元素的浓度则未显出相关性；RDA分析表明，水温、溶解氧、流速、透明度、总氮是影响浮游植物组成的主要因素。安谷水电站的建设使得水体理化指标及水文情势分布因素发生改变，对浮游植物群落的时空分布造成了直接影响，特别是电站库区和坝下，浮游植物的种类和密度变化明显。     

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。     

珠江口颗粒附着微生物群落沿环境梯度的演替

将PCR-DGGE技术和典范对应分析相结合,研究了珠江口水体颗粒附着微生物群落沿环境梯度的空间分布特征及其影响因素。DGGE指纹图谱分析表明,颗粒附着微生物群落沿环境梯度表现出明显的空间演替:不同站位之间既存在共同谱带,又具有各自的特征谱带;S4和S5两个站位的微生物群落结构与其相邻站位相比,DGGE指纹图谱变化明显,是颗粒附着微生物从海淡水混合区向海水区演替的中间过渡类型。对DGGE图谱中19条主带回收、测序表明,两个序列与已培养的微生物同源性≥99%,其余17条序列均与未培养的环境微生物种群具有很高的相似性(91%～100%);变形菌门和拟杆菌门是珠江口颗粒附着微生物的优势种群,其中变形菌门为绝对优势种群(78.9%)。典范对应分析显示,氮相关营养盐水平和盐度是影响水体颗粒附着微生物群落分布格局的两个主要因素。     

汤浦水库及入库支流水质时空变化特征与影响因素分析

运用聚类分析和主成分分析对汤浦水库及入库支流的水质时空特性进行了分析,聚类分析结果表明,汤浦水库水质可分为支流、支流入库库湾、水库库中3个典型空间区域和持续强降雨、雨季、非雨季3个季节时段。汤浦水库3个空间区域的主成分分析显示,第1、2主成分较好地反映了不同区域影响水质状态的主要因素。以水库库中为代表的水域水质明显不同于以北溪和南溪两条主要入库支流下游为代表和支流入库库湾两类区域,规律也不同,它主要受到随季节波动的库区初级生产力状况和无机盐的影响。汤浦水库3个典型季节的主成分分析显示,第1主成分较好地反映了不同季节影响水质状态的主要因素。以1至4月和9至12月非雨季为代表的水库水质变化与持续强降雨季节（6月）和降雨季节（5月、7月和8月）完全不同,主要受到气象因子和水位的双重影响,表现为营养水平波动、细菌等微生物的反硝化作用和水位涨落带的轻微有机及重金属污染。     

不同地区稻虾综合种养系统的微生物群落结构分析

为研究不同地区稻虾综合种养系统的环境及克氏原螯虾肠道的细菌群落结构差异,为改进不同地区稻虾综合养殖策略提供依据,采用Illumina Miseq高通量测序技术,研究了武汉、永州和韶关地区稻田养殖克氏原螯虾的水体、底泥及虾肠道细菌群落结构,并对水体、肠道菌群与环境因子之间的关系进行了分析。结果显示,武汉地区稻虾综合种养系统的水体、底泥及克氏原螯虾肠道细菌群落的多样性均大于永州地区和韶关地区。武汉地区的稻虾综合种养系统的水体及底泥的细菌群落结构与永州地区和韶关地区均相似,其中水体的优势菌门均为放线菌门、蓝细菌门、变形菌门和拟杆菌门;底泥的优势菌门均为变形菌门。武汉地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门;优势菌属为柠檬酸杆菌属(Citrobacter,10.85%)、气单胞菌属(Aeromonas,9.88%)和[Anaerorhabdus]＿furcosa＿group (8.43%)等。永州地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为厚壁菌门和放线菌门;优势菌属为ZOR0006 (9.78%)、拟杆菌属(Bacteroides,5.41%)和[Anaerorhabdus]＿fur...