微型生物在海洋生态系统的生物地球化学循环中扮演着重要的角色。人类活动影响了近海环境,导致富营养化等一系列生态问题。高氮低磷的营养盐结构是黄渤海海水的一个重要特征,在该海域特定的物理条件下,可能共同作用于水体中微型生物的组成、丰度、空间与季节变化。然而,对黄渤海海域浮游细菌、浮游真核微生物的大尺度研究还不多见。本工作应用高通量16S与18S rDNA测序,结合流式细胞术及定量PCR技术,多角度地剖析黄渤海表层水中细菌及真核微生物群落组成与分布规律,以期为人类活动对近海生态系统的影响研究提供参考。研究内容与结果主要分为以下两部分:(1)2013年秋季(11月)和2014年春季(4月)在渤海、黄海北部、黄海中部和黄海南部共采集140个表层水样品(秋季84个、春季56个)。通过流式细胞术、高通量测序技术和荧光定量PCR技术三种技术相结合的方法,从细胞角度和分子角度探索黄渤海表层水浮游细菌的群落组成和时空分布情况。结果表明异养细菌的细胞丰度很高,在秋季,变化范围2.2×10~5至2.1×10~6细胞/毫升,均值为7.7×10~5细胞/毫升,春季,变化范围是4.5×10~5至3.1×10~6细胞/毫升,均值为1.4×10~6细胞/毫升,统计结果显示,春季异养细菌细胞丰度要远高于秋季;在空间尺度上,表层海水中的异养细菌分布极不均匀,且主要集中在渤海等受人类活动影响较为严重的区域。本研究用流式细胞术和分子测序都检测到了少量的原绿球藻,这可能与黄海暖流对黄渤海区域的输入有关;整合前人资料与现有数据的相关分析表明,聚球藻、原绿球藻和异养细菌与温度、盐度、叶绿素a以及硝酸盐表现出很好的相关关系。对聚球藻、原绿球藻、异养细菌丰度与环境因子进行逐步回归拟合分析,结果显示,无论是哪种类群的细胞丰度与环境因子做回归分析,都能得到很好的模型效果(P<0.001,R~2在0.3-0.5之间)。利用16S rDNA高通量测序和定量PCR分析了黄渤海20个位点(春、秋两季各10个)表层水浮游细菌的多样性、群落结构与总16S rDNA拷贝数。结果显示:细菌α-多样性普遍较高,在样点间的变化非常大;双因素方差分析显示季节和区域(渤海、北黄海、黄海中部和黄海南部)因素并不会显著影响α-多样性;在表层水浮游细菌群落中,γ-变形菌(3%-79.7%,相对丰度)、α-变形菌(1.9%-24.3%)、拟杆菌(2.3%-47.8%)和蓝细菌(0.8%-84.7%)是最主要的类群;NMDS和ANOSIM统计检验显示,浮游细菌群落结构在春、秋季之间差异显著,但在4个海区间差异不明显;RDA分析表明,温度、盐度和氮磷比是影响黄渤海表层水浮游细菌群落结构变化的最主要环境因子。利用分子方法(高通量测序技术+荧光定量PCR技术)得到的浮游细菌16SrDNA拷贝数,与流式细胞分析得到的细菌类群细胞数的相关分析显示,总细菌类群的细胞丰度和拷贝数丰度之间没有明显的相关关系(R~2=0.31,P=0.079),但对于在群落中丰度相对较高的聚球藻来说,两者之间表现出很好的相关关系(R~2=0.70,P<0.001)。同时,我们也利用了PICRUSt技术预测了表层水浮游细菌群落的功能,结果显示编码同化硫降解的基因丰度要远高于氮和硫代谢的其它相关基因的丰度。(2)微型真核生物在海洋生态系统中同样地发挥着至关重要的作用。但在之前由于技术手段的限制,对海洋中微型真核生物的多样性、群落组成及分布情况知之甚少。基于上述的20个(春、秋两季)黄渤海表层水样样品,利用18S rDNA高通量测序技术研究了微型真核生物的群落组成以及时空分布情况。结果显示:α-多样性在样品间较高且变化极大,从各类群rDNA拷贝数的相对比例来看,囊泡虫类(63.7%)、泛植物类群(23.5%)、不等鞭毛类(8.7%)以及后鞭毛生物类(2.6%)是表层水微型生物群落的重要类群;双因素方差显示,季节和海区的变化对α-多样性并无显著的影响,并且也没有环境因子与其显著相关;ANOSIM统计检验发现群落结构在季节和海区间的差异明显;水温是驱动微型真核生物群落时空变化的最重要环境因子。