大型底栖动物的生物干扰对沉积环境影响的研究进展

沉积物是水体中营养盐的重要蓄积库或释放源,在水生生态系统中具有重要地位.大型底柄动物由于栖息在水体沉积物表面或中间,其摄食、排泄、挖洞或建立管状洞穴结构等途经会改变底质的间隙率、表面组成、沉积能力以及底质中微生物的数量和群落结构,刺激硝化作用和反硝化作用,进而影响沉积物中营养盐通量.本文结合国内外的文献资料阐述了大型底栖动物的生物干扰对沉积物物理结构的影响、对底泥中微生物群落结构的影响、对沉积物硝化、反硝化作用的影响以及对沉积物中有机物稳定性的影响;介绍了大型底栖动物对沉积物-水界面营养盐通量的影响的研究现状、测定和计算方法,以期更好地预测生物干扰作用对沉积物生物地球化学作用的影响.     

稻虾共作对稻田水体微生物多样性和群落结构的影响

为探究稻虾共作对稻田水体微生物多样性和群落结构的影响,基于16S rDNA扩增子高通量测序,结合生物信息分析,比较稻虾共作模式(RC)和水稻单作模式(RM)中水体微生物的多样性和群落结构.结果显示,RC中水体微生物的多样性极显著高于RM.水体微生物的群落结构在2种模式中差异显著,且水体理化性质,如总氮、亚硝酸盐氮等的含...     

松花湖水体中不同空间分布的细菌群落结构分析

为了研究松花湖水体中微生物群落结构的多样性,采用聚合酶链式反应-变性凝胶梯度电泳(PCR-DGGE)对水体垂向空间分布的细菌进行了多样性分析。把每一个条带看作一个分类操作单位(OUT),表明水体细菌的微生物群落结构随着湖泊深度变化呈现显著的差异,其中S1和S2位点微生物群落单元(OUT)数高于其他位点。UPGMA聚类分析DGGE指纹图谱表明,水体不同深度的微生物群落结构之间相似性和动态性存在明显差异。微生物群落单元数与环境因子之间响应关系的典型对应分析(CCA)证实,水深(SH)、pH、温度(Wt)和溶解氧(DO)等环境因子与微生物群落多样性指标之间存在显著相关性,水深(SH)、温度(Wt)的变化是微生物群落结构变化的主要原因。     

基于16S rDNA测序的巢湖流域水体粪便污染溯源

排入地表水中的动物粪便会带来一系列生态与公共卫生问题，快速准确鉴别污染来源对于源头控制与污染治理具有重要意义。基于细菌群落的微生物溯源技术（Community-based microbial source tracking）以及高通量DNA测序技术（Next-generation sequencing，NGS），对污染源中微生物和环境样本中的微生物群落进行比较分析，进而对水体中粪便污染来源进行预测。本文利用16S rDNA测序，系统分析与比较了巢湖流域水体、沉积物样本与广泛的潜在污染源（包括村庄与养猪场污水，野生水鸟粪便，人类与家禽、家畜粪便）的细菌群落组成，同时，利用基于机器学习的溯源软件FEAST与Sourcetracker，对水体、沉积物样本的潜在污染源进行了预测。结果表明：水体与沉积物样本的微生物多样性显著高于粪便样本，其中巢湖水体与河流沉积物样本具有最高的物种多样性，同时样本中也存在大量未分类物种。变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria），拟杆菌门（Bacteroidetes）广泛分布于所有样本中。溯源分析结果表明，村庄排污口与污水处理厂排污口样本是河水样本最主要的污染来源，沉积物与湖水样本则预测存在猪场排污水与野生水鸟粪便的污染，所有样本未检测到来自人粪与鸡粪的污染。     

衡水湖底泥微生物群落的调查

沉积微生物与水体中的悬浮微生物都是构成水生态系统中食物网及物质循环与能量流动过程的重要组成部分,对污染物的降解、迁移转化及生态系统的修复等都有重要作用。它们不仅分解水体及底泥中的有机物,而且可作为水体污染程度及受污染后治理恢复状况的指示指标。水环境质量改变使沉积微生物在数量和群落结构上发生变化,同时沉积微生物也反过来影响着水环境质量。鉴于微生物在水生态系统中的重要作用,笔者调查了衡水湖底泥微生物群落的数量分布。     

象山港网箱养殖对近海沉积物细菌群落的影响

微生物在有机物质分解、能量转移等生物地化循环中起着重要作用,研究养殖活动对沉积物中微生物多样性的影响对正确评价近海生态系统结构和功能具有重要意义.结合沉积物的理化分析(T、pH、Eh和SO2-),通过T-RFLP(末端限制性片段长度多态性)分析了象山港网箱养殖对近海不同深度沉积物中细菌群落结构和多样性的影响,构建了对照区0-5 cm沉积物样品的细菌16S rRNA基因克隆文库,并进行了系统发育分析.结果表明,近海网箱养殖活动不但使象山港沉积物Eh、pH值等理化性质有所改变,而且使细菌的群落结构也发生了变化,变形细菌纲细菌的相对丰度降低,细菌群落的多样性和均匀度也显著降低,致使近海沉积物细菌群落由多样性高的稳定结构向多样性降低的不稳定结构转变.     

再力花生物湿地床氮磷去除过程中根系微生物群落结构解析

生物湿地床作为富营养化水体生态修复技术的重要组成部分,具有良好的发展潜能,其应用的关键是优选适宜的植物种类,并维持较高的污水净化能力。目前,国内外对湿地床根系微生物的群落结构与优势种群组成及变化研究甚少。本文利用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)对再力花湿地床不同根系微生物群落结构进行了解析。结果表明,腐根和黄根间具有较高相似度种群,而黄根、腐根与幼根相似度较低。微生物种类在腐根根系最为丰富,幼根最少。Clavibacter、Clostridium、Mesoflavibacter、Brevundimonas、Chromobacterium在生物湿地床去除污染物的过程中起到重要作用,为主要功能菌群。研究结果对应用生物湿地床净化水体中氮、磷具有一定的参考价值和理论意义。     

稀有微生物群落研究进展

微生物对人类生活和全球生物地球化学循环存在深刻影响,其中稀有微生物群落是评价微生物多样性的重要因素,是微生物遗传和功能多样性的存储库,具有驱动地球化学循环、指示环境变化、降解污染物、稳定群落结构等重要功能。介绍了稀有微生物群落的相关概念、类型、研究方法、存在机制及功能作用,为进一步研究微生物的生物地理学、探索微生物基因组等提供参考。     

沉积物解磷菌的研究进展：分布、解磷能力及功能基因

磷是大多数水体富营养化和有害藻华暴发的重要诱因。当外源污染得到有效控制后,沉积物内源释放可在较长时间内成为水体磷的主要来源。作为水圈磷地球化学循环的主要驱动者,解磷菌在沉积物磷的释放过程中发挥着重要作用。然而相较于农业土壤而言,沉积物解磷菌的研究起步较晚,其分子机制的研究仍处于起始阶段。鉴于此,本文概括了解磷菌的主要种属、不同生境沉积物中分布的特征以及藻华生消对解磷微生物群落组成的影响,梳理了解磷菌的矿化、溶解等主要解磷机制和关键功能基因,并对水体生态系统解磷菌的未来研究方向进行了展望,旨在为藻华期间水体磷循环以及富营养化机制的研究提供新的思路。     

污泥施用对土壤微生物群落结构多样性的影响

[目的]探明污泥土壤施用后土壤微生物群落的演变情况。[方法]采用磷脂脂肪酸图谱法(PLFA)对施污泥土壤微生物群落结构多样性进行了研究,并对土壤中提取的细菌PLFA进行了定性和定量分析。[结果]施用污泥后土壤微生物群落的PLFA组成比例发生了变化,说明采用PLFA法能够检测污泥施用对土壤微生物区系结构的影响。对施污泥土壤微生物PLFA数据的聚类分析结果表明,污泥来源与处理方式均是引起土壤微生物群落结构变化的因素,这与污泥施用增加了土壤中重金属的含量及土壤有机碳、pH、EC等基本性质的变化有关。[结论]土壤微生物群落结构多样性特征的变化在一定程度上揭示了外源污染物胁迫下环境微生物种群作用机理。     

添加芽孢杆菌对草鱼池塘中真核微生物的影响

为了研究添加芽孢杆菌对池塘中真核微生物群落结构和理化因子的影响,采用高通量测序技术分析了实验组(添加芽孢杆菌池塘)与对照组(普通池塘)水体真核微生物群落结构,同时分析了两组池塘的水体理化指标。结果表明:8、9月实验组池塘水体中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N含量显著低于对照组(P0.05)。水体中梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、红囊藻(Hedriocystis)、蓝隐藻(Chroomonas)、丝孢酵母属(Trichosporon)和小环藻属(Cyclotella)真核微生物丰度显著高于对照组(P0.05)。实验组池塘水体真核微生物Chao1指数和Shannon指数显著高于对照组(P0.05)。实验结果证实:通过向池塘添加芽孢杆菌,可以改变水体中真核微生物群落的结构,从而实现对池塘理化因子的调节。研究结果对于降低水产养殖尾水对水域环境的污染具有一定的意义。     

南京地区斑点叉尾鮰养殖池塘水体微生物群落结构研究

微生物群落在水产养殖中起着重要作用,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。本研究采用高通量测序技术对南京地区斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)养殖池塘水体中细菌群落结构特征进行了分析。结果显示,斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构呈现出明显的季节性变化,整个年度水体细菌群落呈现出连续的演替特征,冬季与春季、夏季与秋季的细菌群落结构较为相似。优势菌群主要为蓝藻门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。环境因子中,总溶解性悬浮物(TDS)、水温(Temp)、酸碱度(pH)、亚硝酸盐(NO_2~--N)和总有机碳(TOC)与斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构有显著相关(P0.05),对细菌群落结构的塑造影响也最大(r~20.6)。     

条子泥垦区养殖尾水净化河道的细菌群落结构及其与环境因子的关系

监测条子泥垦区养殖尾水净化河道内的水体和沉积物,以探究河道内的细菌群落结构及与环境因子的关系。结果表明,河道内水质在不同月份间的差异显著,沉积物的理化性质在不同位点间的差异显著。依总氮(TN)和总磷(TP)判断,河道水体处于富营养化水平,但满足江苏省池塘养殖尾水排放二级标准。碳酸氢钠可提取磷(Olsen-P)表明沉积物不处于高营养水平。水体和沉积物中细菌群落组成的变化同理化性质一致,两环境中细菌群落的多样性、丰富度和组成均存在显著差异。蓝细菌门(Cyanobacteria)是水中的优势菌门之一,在9月份水体中的相对丰度高达39.33%。蓝细菌属(Cyanobium_PCC-6307)在水体(13.34%)和沉积物(8.15%)中均占据最高丰度,对细菌群落的影响最大。水体中水温(T)、TN、可溶性活性磷酸盐(SRP)和高锰酸盐指数(COD_Mn)与细菌群落显著相关(P<0.05)。除TN外,其余3项指标均与蓝细菌属呈正相关。沉积物中水溶性磷(WSP)、易解析磷(RDP)和总碳(TC)与细菌群落显著相关,WSP和RDP与蓝细菌属呈正相关。应加强对养殖尾水中磷的控制,以限制蓝细菌属在河道中的富集。本研究为沿海垦区水产养殖的尾水调控和健康发展提供了参考。     

生态浮床池塘水体核心微生物种类及氮循环功能研究

为探索生态浮床池塘水体微生物对氮循环的贡献及其潜在驱动机制,本研究采用16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序技术联合解析有无生态浮床水体中微生物群落结构及氮循环功能差异。群落结构分析结果表明,与无浮床水体相比,浮床水体中变形菌门（Proteobacteria）微生物占主要优势。微生物群落结构发生明显改变,浮床水体中C39、甲基杆菌属（Methylobacter）、栖湖菌属（Limnohabitans）、多核杆菌属（Polynucleobacter）和黄杆菌属（Flavobacterium）的相对丰度显著增加（P<0.05）。试验期间,浮床水体微生物Shannon多样性指数显著降低（P<0.05）,而Chao丰富度指数显著升高（P<0.05）。甲基杆菌、热单胞菌（Caldimonas）和伯克氏菌（Bulkholderia）是浮床水体脱氮过程中关键核心微生物组。氮循环功能研究结果表明,铺设生态浮床后,浮床水体氮代谢活动能力显著增强（P<0.05）,以固氮（nifH、nifD、nifK）、反硝化（narG、napA、nirS、norB和nosZ）和异化硝酸盐还原...     

渔业养殖水域沉积物指标分析技术及其应用综述

随着工业化发展,我国渔业养殖水平日益提高,但渔业养殖水域污染情况也较严重。养殖水体的沉积物是各种污染物的最终归趋,因此沉积物的指标分析技术能被用于评估污染物对养殖水体产生的影响。本研究从理化指标、酶指标、污染物指标方面介绍了目前沉积物指标的分析技术,并阐述其应用做了展望。     

水体沉积物对有机污染物的吸附作用概述

沉积物是水环境的重要组成部分,对于水体中污染物的迁移、转化和富集有着非常重要的作用,已经引起了科研人员的重视。笔者主要概述了沉积物对有机污染物的吸附作用机理和部分影响因素。     

广州市流溪河沉积物反硝化细菌群落丰度与结构多样性研究

【目的】研究广州市流溪河沉积物中反硝化细菌的多样性,探讨环境因子对反硝化细菌群落结构和丰度的影响。【方法】通过构建基因文库和实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对沉积物中反硝化细菌的群落结构和丰度进行分析,并结合主坐标分析(PCoA)和冗余分析(RDA)研究反硝化细菌群落与环境因子之间的相关性。【结果】流溪河流域不同采样位点沉积物中nirS型反硝化细菌的组成和丰度存在明显差异。沉积物中大多数nir S序列与已知的反硝化细菌亲缘关系较远,而与其他环境样品中的微生物亲缘关系较近,与流溪河沉积物中nirS反硝化细菌亲缘关系较近的物种有产黄杆菌属Rhodanobacter、副球菌属Paracoccus、Polymorphum gilvum、草螺菌属Herbaspirillum和陶厄氏菌属Thauera。氨氮(NH_4~+–N)和硝酸盐(NO_3~––N)含量对反硝化细菌群落结构起决定性作用。反硝化细菌nirS基因拷贝数范围为8.26×10~1~5.45×10~4 g~(-1),nirS型反硝化细菌数量与化学需氧量(COD)、总氮(TN)、NH_4~+–N、和NO_3~––N含量之间存在显著相关性。【结论】流溪河中化学污染物以及活性氮的大量存在显著影响了反硝化细菌群落结构和多样性。     

洪泽湖湿地不同植物作用下沉积物细菌群落结构

为研究植物类型对水体沉积物细菌群落结构的影响,以洪泽湖湿地荷花、茭草和芦苇3种植物区沉积物样品为研究对象,采用高通量测序技术分析其细菌群落组成。结果显示:3种植物区的沉积物样品分别获得1494、1503、1600个Operational Taxonomic Unit(OTU)。门的水平上,主要有变形菌门(Proteobacteria),绿弯菌门(Chloroflexi),酸杆菌门(Acidobacteria),硝化螺旋菌门(Nitrospirae),拟杆菌门(Bacteroidetes),厚壁菌门(Firmicutes)。属的水平上,硝化螺旋菌属(Nitrospira),亚硝化单胞菌属(Nitrosomonadaceae)为优势菌属,它们具有硝化作用。芦苇区和茭草区沉积物细菌群落结构较为相似。荷花区沉积物总有机碳和总氮的含量明显低于芦苇区和茭草区,细菌群落组成也存在较大的差异,其中具有较强反硝化能力的嗜甲基菌(Methylotenera)、芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)、乳球菌(Lactococcus)相对丰度高出芦苇区和茭草区的10倍以上。研究表明,植物类型影响沉积物有机碳和氮的含量,继而影响沉积物细菌群落结构。与芦苇或茭草相比,荷花区沉积物具有更强的反硝化潜力,有利于降低水体富营养化风险。     

大黄鱼养殖海域沉积物中抗生素抗性基因分布特征及其影响因素

为揭示大黄鱼养殖海域沉积物中抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）的赋存特征及其影响因素,本研究通过野外调查采集了6个站点的大黄鱼养殖海域沉积物样品,利用宏基因组测序分析技术解析沉积物中ARGs的分布特征,同时运用化学分析技术和高通量测序技术对沉积物中的环境因子以及微生物群落结构进行分析,以进一步对ARGs与环境因子以及微生物群落结构的相关性进行研究。结果显示：大黄鱼养殖海域沉积物中共检出781个ARGs亚型,分属于38种抗生素抗性类型;不同站点的优势ARGs抗生素抗性类型基本一致,主要为四环素类、大环内酯类和氟喹诺酮类,引起细菌耐药性的主要机制为外排泵。进一步相关性分析结果显示,除PNGM-1与电导率和TN呈显著正相关（P<0.05）外,其余丰度前20的ARGs均与环境因子相关性不显著（P>0.05）;而丰度前20的ARGs均与丰度前20的菌属呈显著或极显著相关关系（P<0.05或P<0.01）。研究表明,大黄鱼养殖海域沉积物中含有丰富的ARGs,微生物群落是影响沉积物中ARGs分布的重要因素。     

罗非鱼主养池塘水体微生物群落对碳源代谢的动态变化

为摸清养殖池塘水体微生物数量的动态变化和微生物群落对不同碳源物质的代谢性能,跟踪研究了罗非鱼主养池塘水体中微生物的数量变动,并采用Biolog ECO微平板法分析微生物群落对糖类、氨基酸、脂肪、代谢中间产物等四类共31种不同碳源的代谢动态变化。结果显示:在5月至10月的整个养殖季中,水体的异养细菌和芽孢杆菌的数量均较稳定,未出现明显的剧烈变化;水体微生物群落对25种碳源物质的利用较平稳,有9种碳源的利用值高于其他22种碳源,包括糖类中的D-甘露醇、N-乙酰-D-葡萄糖氨和D-纤维二糖,氨基酸类的L-天门冬酰胺和L-丝氨酸,脂肪类的吐温40、吐温80、丙酮酸甲酯,代谢中间产物和次生代谢物中的腐胺等。结果表明,在整个养殖季中,池塘水体微生物的数量和群落对碳源的代谢水平总体均处于相对平稳的状态,但微生物群落对不同种类的碳源选择性存在差异。