凡纳滨对虾淡化养殖池塘浮游细菌群落时空变化及其对理化因子的响应

浮游细菌调控是对虾养殖水体环境控制策略的核心内容,探究浮游细菌群落构建的一般规律,可进一步推动对虾养殖水体水质调控技术的研究。运用16S rRNA高通量测序技术,对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)淡化养殖池塘进行了12次周际调查。结果显示,48个样品共获得2 854个操作分类单元(Operational taxonomic units, OTU,97%相似性),序列比对发现古细菌2门1纲1科1属,细菌30门59纲98目199科433属,其中优势菌群25属。优势菌群在组成上有较高的相似性,但各池优势菌群在分布和相对丰度变动上有较大差异。各池系统发育多样性指数总平均值为77.57,变幅为24.39～111.65;香农多样性指数总平均值为3.96,变幅为2.64～5.06;物种丰富度指数总平均值为716,变幅为229～1 054。非度量多维标度分析(Non-metric multidimensional scaling, NMDS)表明各池塘浮游细菌群落在养殖初期差异较大,中、后期差异减小,冗余分析(Redundancy analysis, RDA)显示活性磷、碱度、溶...     

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。     

渤海近海浮游细菌的多样性及其物质循环功能的研究进展

对渤海近海的浮游细菌进行了简要概括,综述了渤海近海浮游细菌多样性和群落结构变化的主要环境驱动因素及其海洋物质循环功能的最新研究进展.     

南海中北部海域秋季浮游细菌和病毒丰度及其影响因子

于南海中北部海域设置20个采样站位, 分别采集各站位5 m、25 m、75 m、150 m和200 m水层海水样品。应用流式细胞仪技术分析了浮游细菌和病毒的生态分布特征, 并对其与环境因子的相关性进行了分析。结果表明, 调查海区浮游细菌和病毒丰度分别为(1.19～151.65)104个mL-1和(1.37～326.70)105个mL-1。5 m和200 m层浮游细菌的平均丰度分别为(54.03 30.87)104个mL-1和( 4.94 4.15)104个mL-1, 浮游病毒丰度则分别为(121.9589.73)105个mL-1和(9.986.54)105个mL-1, 随水深的增加两者丰度基本呈现逐渐下降的趋势。5 m层和25 m层浮游细菌和病毒丰度均表现为北部区域大于南部区域的分布趋势。不同水层浮游细菌和病毒分布的影响因子存在一定差异。5 m层浮游细菌和病毒与磷酸盐显著正相关(P0.05), 说明南海中北部海域表层水存在磷限制。75 m层浮游细菌与硝酸盐、硅酸盐和总有机氮显著正相关, 而浮游病毒的分布则同时受到硝酸盐、硅酸盐、总有机氮和磷酸盐的影响, 说明该区域浮游细菌和病毒受到上行控制效应的影响。水深达到200 m时浮游细菌和病毒的主要限制因子是水温而不是营养盐。浮游细菌和病毒丰度之间在各个水层均极显著正相关(P0.01), 说明浮游细菌作为浮游病毒的寄主, 对浮游病毒的丰度产生较大的影响。     

阳宗海浮游植物和浮游细菌群落的空间分布特征

浮游植物和浮游细菌在水生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用,其分布规律及其驱动机制的识别和比较是评价水生生态系统健康的重要基础。阳宗海2008年经历了大规模的砷污染,且砷浓度目前仍处于超标水平,有必要识别砷污染水体中不同浮游生物群落分布的基本特征及其异同。通过显微镜检和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法,探究阳宗海浮游植物和浮游细菌的组成及其空间分布因子。结果表明,蓝藻门在浮游植物中占绝对优势(全湖平均比例为91%),其次是甲藻门、绿藻门、金藻门、硅藻门、隐藻门和裸藻门。对DGGE条带中的DNA片段进行blast比对显示,阳宗海水体中的浮游细菌(异养细菌)主要包含放线菌纲、β-变形菌纲、α-变形菌纲和拟杆菌。PCA分析显示,浮游植物和浮游细菌群落空间分布存在差异,ANOSIM结果表明,南部和中北部的浮游植物群落存在显著差异(P0.05,R=0.48)。多变量统计分析结果显示,空间变量和水温分别单独解释了阳宗海浮游植物群落变化的5.69%和16.51%,砷主要通过与水温和空间距离的相互作用对浮游植物的空间分布产生影响,水环境指标和空间距离与浮游细菌的空间分布没有显著关系(P0.05)。与浮游细菌相比,浮游植物群落相似性存在显著的距离衰减关系(R2=0.61,P0.001),可能与浮游植物扩散能力小于细菌有关。     

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。     

浒苔腐烂过程中水体细菌群落结构变化的PCR-DGGE分析

通过生态模拟实验,利用分子生态学技术,对浒苔(Enteromorpha prolifera)腐烂过程中水体细菌群落结构的变化进行了研究。将3.0 kg完全死亡的浒苔置于容积为500 L的实验容器中,定期取水样,进行化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)、好氧性异养菌数量测定及细菌种群结构的分析。实验结果表明,随着浒苔腐烂程度的增加,水中的DO呈逐渐减少趋势,COD和好氧性异养菌数量均呈先增加后减少的变化趋势;水体细菌主要由拟杆菌门黄杆菌纲和变形菌门α-、γ-、ε-变形菌纲的细菌组成,其优势菌群在浒苔腐烂不同时期有较大程度的改变,初期黄杆菌纲细菌为主要优势细菌,后期则以α-、γ-、ε-变形菌纲细菌为主要优势细菌。本研究结果为研究浒苔爆发对海洋环境的影响提供了理论依据。     

巢湖水体细菌群落结构及多样性研究

研究巢湖水体细菌群落结构和多样性,为生态修复提供理论依据。在南淝河入湖口、兆河入湖口和裕溪河出湖口3个采样点采集水样,应用高通量测序技术对水体细菌的16S rRNA基因进行序列测定,应用Qiime软件调用UCLUST程序将所获得的优质序列在97%序列相似度下进行聚类,应用Mothur软件在OTUs列表中根据样品的物种丰度情况计算各样品的丰富度和多样性指数。结果表明：（1）巢湖水样具有很高的细菌多样性,不同空间区域的群落结构存在差异;在门水平上,主要细菌类群有放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、蓝细菌门（Cyanobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和浮霉菌门（Planctomycetes）;在属水平上,主要细菌类群有hgcI clade、微胞藻属（Microcystis）、CL500-29 marine group和unclassified OPB56;3个样点均存在大量未知的菌属。（2）裕溪河出湖口总氮、总磷和COD含量较高,球衣菌属（Sphaerotilus）丰度相对较高;南淝河入湖口大量出现拟浮丝藻属（Planktothricoides）,说明此处污染仍然较严重;3个样点均检测出大量从毛单胞菌科无法鉴定到属的种类（unclassified Comamonadaceae）,指示巢湖不同空间区域的水体均受到外源污染物输入的影响。     

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。     

阳澄湖3个湖区鲢鳙控藻效应的比较研究

阳澄湖是江苏省重要的淡水湖泊之一,全湖分为东、中、西3个湖区。近年来阳澄湖内加大了鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)的控藻力度,西湖藻华消失,而中湖和东湖仍偶有藻华出现。为了比较不同湖区水质和浮游植物的差异,在3个湖区分别布设南、北2个采样位点,于2017年夏季、秋季及2018年春季采集水样进行鲢鳙控藻效应分析。结果表明,阳澄湖3个湖区总氮(TN)、总磷(TP)均达到劣Ⅴ类水质标准,营养盐浓度由西向东逐渐下降。西湖3个季节叶绿素a(Chl-a)浓度都低于15μg/L,透明度最高。调查期间共发现浮游植物8门、77属、177种,其中西湖种类数最少,仅有8门、59属、105种。从浮游植物多样性看,阳澄湖水质处于轻污染状态。西湖浮游植物细胞密度年均(3.50±0.49)×10~6个/L,分别约为中湖和东湖的1/10和1/4。中湖和东湖于夏、秋季检出超富营养化(ɑ-ps)指示藻类,但西湖三季均未检测到。2017年10月,西湖鲢鳙存鱼密度分别为中湖的3.8倍和东湖的2.3倍,规格和肠道饱满度指数显著低于中湖和东湖(P0.05)。研究显示,现阶段阳澄湖藻华发生与否不完全由营养盐水平决定,可能还与鲢鳙牧食藻类有关。     

Marine Biotoxins of Algal Origin and Seafood Safety

Abstract

Harmful algal blooms occur with the unchecked proliferation of algae in the marine environment, which oftentimes results in the production of hazardous marine biotoxins. Marine biotoxins are produced by several dinoflagellate and diatom species (e.g., Alexandrium, Gymnodinium, Gonyaulax, Pyrodinium, Protogonyaulax, Dinophysis, Prorocentrum spp., and Pseudonitzchia spp.). Significant human health effects have been reported after exposure to these toxins, including disease syndromes such as Paralytic Shellfish Poisoning (PSP), Neurotoxic Shellfish Poisoning (NSP), Ciguatera Fish Poisoning (CFP), Amnesic Shellfish Poisoning (ASP), and Diarrhetic Shellfish Poisoning (DSP). Of more recent interest has been the emergence of newly discovered toxic dinoflagellates caused in part by the increase in human and environmental interactions along coastal waters. Most notably, Pfiesteria piscicida and Pfiesteria-like organisms have been associated with numerous fish kills and have stimulated public concern over the potential threat these organisms may have on human health and seafood safety. This paper reviews the current literature on marine biotoxins of algal origin, with particular attention to public health issues associated with seafood safety.     

光照强度对香溪河水华类型影响的模拟实验

探究光照强度对小球藻生长的影响,为香溪河水华预测提供理论依据。小球藻藻种为香溪河河水中平板分裂后逐步纯化所得。培养箱为40 L的方形塑料箱,四周用遮光布严实包裹。培养液30 L。培养液为用放置24 h后的自来水稀释25倍后的BG-11标准培养基,磷浓度0.285 mg/L,氮浓度9.48 mg/L,p H值7.3~7.8。恒温加热棒控制水温24℃。以平行布置的8根日光灯管作为光源,开关不同数量的日光灯管设定光强梯度,光照梯度为0、800、1 500、2 400、3 200、4 500、6 000 lx。采用电磁式真空泵曝气,曝气比率设置为10%。设置2组平行实验,每个培养箱中加入处理后的藻液10 m L。实验过程为期12d,每天上午8∶00取样,监测指标为光密度、叶绿素a、溶解性总磷、溶解性总氮。结果表明,光照强度在800~1 500 lx时易发生长周期的绿藻水华,绿藻水华转变为蓝藻水华的可能性低;3 200~4 500 lx时易发生短周期的绿藻水华;6 000 lx时发生蓝藻水华的风险很大。香溪河在光照强度小于3 200 lx时不必做蓝藻水华防御措施;光照强度大于4 500 lx时,需提前做适当的蓝藻水华防御措施。     

汉江中下游硅藻水华研究进展与展望

汉江流域是多个引调水工程水源地,在国家水资源配置战略中具有重要地位,其水质安全问题一直备受关注。汉江中下游自1992年首次爆发水华以来,水华事件已累计发生10余次,给沿岸居民生产生活带来严重影响。本文系统调研了汉江水华相关研究进展,归纳分析了汉江中下游水华优势藻种及其生物学特性,统计分析了汉江中下游历次水华的发生特征,从营养盐、水文水动力、气象等条件方面归纳了现有研究成果中对于汉江中下游水华爆发成因的解释,总结了汉江中下游水华预测相关模型及水华可调控环境因子的阈值。当前汉江中下游水华防控面临新的挑战,未来仍需在环境因子对硅藻水华生消的影响机理、水华预测模型与方法、水华预警和抑制水华生态调度技术等方面继续开展深入研究。     

太湖贡湖湾大型浮游动物群落结构的季节变化

2006年7月至2007年6月对太湖贡湖湾浮游动物群落结构的季节变化进行了研究。整个研究期间,贡湖湾共鉴定出浮游动物35种;浮游动物年平均密度为467 ind.•L-1,年平均生物量为1.726 mg•L-1。贡湖湾浮游动物优势种为针簇多肢轮虫 (Polyarthra trigla) 和萼花臂尾轮虫 (Brachionus Calyciflorus),其中针簇多肢轮虫年平均密度为99 ind.•L-1,占浮游动物总数量的22 %,萼花臂尾轮虫年平均密度为49 ind.•L-1,占浮游动物总数量的11%。相关分析表明,轮虫数量与颗粒悬浮物浓度和桡足类生物量显著负相关;枝角类数量与轮虫生物量显著负相关;桡足类数量与水温和总磷呈显著正相关性,与枝角类生物量极显著正相关。     

兴凯湖当壁镇湖区夏季浮游植物群落结构变化

2009年夏季对兴凯湖当壁镇湖区浮游植物群落结构进行研究。结果表明,兴凯湖当壁镇湖区浮游植物共计7门41种属,绿藻、硅藻的种类为主,分别占39.0%、24.4%;数量、生物量均值分别为192.97×104ind.L-1、2.4605mg.L-1,硅藻的数量、生物量最多（147.47×104ind.L-1、2.2818 mg.L-1）。优势种中硅藻、绿藻、蓝藻、黄藻门的种类均有,分别为扭曲小环藻（Cyclotella comta）、颗粒直链藻最狭变种（Melosira granulata）;普通小球藻（Chlorella vulgaris）、湖生卵囊藻（O觟cystis lacustris）;小形色球藻（Chroococcus minor）以及黄丝藻（Tribonemnsp.）。调查湖区,浮游植物的多样性较丰富（H＇均值2.09,J均值0.56）。比较2001年研究结果,兴凯湖当壁镇湖区夏季浮游植物的种类组成、数量变化不大;硅藻、隐藻优势种的比例下降,绿藻增加,优势种中丝状藻类比例增加;浮游植物的生物量有所上升,调查湖区鱼产潜力有升高趋势。     

三峡水库小江回水区水华期间水环境因子对微囊藻丰度的影响

小江是三峡库区北岸流域面积最大的一条支流,其回水区富营养化备受关注。2016年4月下旬至5月,中旬小江回水区高阳断面和双江断面爆发了水华。以高阳断面和双江断面为监测区域,采用冗余分析方法,探究水华爆发期微囊藻丰度与水环境因子的关系,以期找出水华应急阶段关键水环境因子,为小江回水区微囊藻水华预警监测和防控提供科学依据。结果表明,随着水深逐渐增加,微囊藻的丰度逐渐减少,高阳断面上表层（水下0.5 m）、中层（1/2水深）、底层（底部以上0.5 m）微囊藻丰度为2467.67×104个/L、792.58×104 个/L和729.72×104 个/L;双江断面表、中、底层分别为1337.57×104个/L、298.75×104个/L和108.79×104个/L;高阳断面微囊藻丰度明显高于双江断面。高阳断面的水温、溶解氧和高锰酸盐指数明显高于双江断面,其他水环境指标的差异性不显著。冗余分析Monte Carlo检验结果显示,高阳断面溶解氧（P=0.045）与微囊藻丰度呈显著正相关,电导率（P=0.047）与微囊藻丰度呈显著负相关,双江断面水温（P=0.002）与微囊藻丰度呈极显著正相关,透明度与微囊藻丰度呈显著负相关（P=0.011）。