大型经济海藻是沿海海洋生态系统中主要的初级生产者,也是近岸生境中重要的构建者和塑造者。海藻附生菌对藻体形态的正常发育和生长至关重要,不仅如此,海藻附生菌在海洋生态系统物质循环与能量流动中扮演着重要的角色,同时在海洋碳、氮等元素的生物地球化学循环中发挥着独特的作用。因此,了解海藻附生菌多样性及群落结构、附生菌群落中功能微生物多样性及其生态功能对探究藻体宿主与其附生菌之间的相互作用十分重要。近年来,有关海藻附生菌的研究大多只停留在微生物群落多样性的层面,而对于海藻附生菌中氮循环功能的研究尚少见报道。龙须菜是非常重要的产琼胶红藻,已在我国东南沿海进行大规模人工养殖,由此形成的人工海藻场对调节海洋营养元素循环有着重要的作用。因此,研究龙须菜附生菌群落多样性及其氮循环功能对我们了解大型海藻的生态功能具有重要意义。为此,本研究:（1）利用16S r RNA基因扩增子测序技术,分析龙须菜附生菌多样性及群落组成,探讨影响附生菌群落组成的环境因素;（2）通过从龙须菜养殖环境中分离出脲酶产生菌（urease-producing bacteria,UPB）,利用稳定15N同位素标记技术,分析UPB对龙须菜生理参数的影响,并进一步探究UPB对龙须菜吸收利用尿素的作用;（3）利用乙炔还原法、q PCR技术和nif H功能基因高通量测序技术,分析不同养殖时期内龙须菜附生菌的固氮酶活、nif H基因丰度及龙须菜和海水相关的固氮微生物群落多样性,进一步探索不同环境条件下固氮微生物的固氮作用。以上研究旨在探究大型海藻龙须菜附生菌对藻体宿主的影响机制,研究结果对深入了解大型海藻与其附生菌之间的相互作用具有重要作用,为今后进一步探讨大型海藻氮循环功能微生物的作用机制奠定基础。本文的主要研究结果如下:1、分别采集了不同地理位置（广东南澳岛,NA,117°6′40″E,23°29′9″N;福建南日岛,NR,119°33′13″E,25°13′29″N;福建连江县,LJ,119°43′35″E,26°23′31″N）的龙须菜和海水样品,龙须菜样品用于附生菌基因组总DNA的提取,DNA纯化后进行16S r RNA基因Hiseq测序,海水样品用于各种氮、磷营养的测定。环境因子数据表明,不同地理位置之间海水的氮、磷浓度存在显著性差异（p＜0.05）。23个龙须菜附生菌样品共产生1,234,507条有效序列,平均每个样品45,722条序列,在97%相似性水平上共获得6238个OTU,这些OTU分别属于11个门、21个纲、52个目、94个科和196个属。NR的附生菌群落α多样性显著（p＜0.05）高于NA和LJ。不同地理位置上龙须菜附生菌群落组成存在较大差异。例如,拟杆菌门（Bacteroidetes）是NR龙须菜表面最优势的细菌门类,相对丰度为44.982%。而NA和LJ龙须菜表面最优势的细菌门类是变形菌门（Proteobacteria）,相对丰度分别为61.727%和64.437%,均显著（p＜0.05）高于NR。RDA分析结果表明,NR龙须菜附生菌群落中拟杆菌门、厚壁菌门、疣微菌门（Verrucomicrobia）和Epsilonbacteraeota的相对丰度与硝氮（NO3-N）、溶解性无机氮（DIN）、总氮（TN）和总磷（TP）呈显著正相关性。NA和LJ龙须菜附生菌群落中蓝细菌门（Cyanobacteria）与亚硝氮（NO2-N）呈显著正相关性。此外,Mantel test结果表明,龙须菜附生菌群落组成与环境因子存在显著相关性,Spearman相关性分析也证实了这一点。综上,NO3-N和DIN等环境因子对龙须菜附生菌群落组成起着关键作用。2、为研究龙须菜养殖环境中UPB的多样性及UPB对藻体宿主的生态影响,从广东南澳岛深澳湾人工海藻场（117°6′40″E,23°29′9″N）中采集了不同海藻（龙须菜、坛紫菜）和海水样品。通过分离、筛选和PCR鉴定,从龙须菜养殖环境中获得了8种含有ure C基因的UPB。采用Berthelot反应比色法对不同UPB的脲酶活性进行测定,结果表明,这些UPB的脲酶活性存在一定差异。例如,龙须菜相关的UPB的脲酶活性普遍高于坛紫菜相关的UPB的脲酶活性。通过构建藻-菌共培养体系,将UPB与无菌龙须菜进行不同单一氮源(CH415N2O、15NH4Cl)共培养。运用生理学分析,与无菌培养相比,添加了UPB或混合附生菌后,培养体系中的尿素消耗量均显著（p＜0.05）增加,且混合附生菌组的尿素消耗量显著（p＜0.05）高于UPB组。此外,元素分析结果显示,相比较于无菌培养,在UPB的作用下,龙须菜体内的总氮含量显著增加（p＜0.05）。稳定15N同位素分析结果显示,在添加了UPB或混合附生菌条件下,龙须菜藻体内δ15N同位素值均显著（p＜0.01）增加,且混合附生菌组的δ15N同位素值显著（p＜0.01）高于UPB组。以上结果表明,龙须菜自身可以吸收利用尿素。UPB或混合附生菌均能显著促进龙须菜对尿素的吸收利用,并且混合附生菌对龙须菜吸收和利用尿素有更好的促进作用。3、为研究不同养殖时期（养殖初期,CJ;养殖中前期,CF;养殖中后期,CM;养殖末期,CA）内龙须菜附生菌的固氮酶活性、nif H基因丰度及龙须菜和海水相关的固氮微生物群落多样性的变化规律,从广东南澳岛走马埔村人工海藻场（117°2′39″E,23°28′32″N）中采集了龙须菜和海水样品。通过分离、筛选和PCR鉴定,从龙须菜表面和周围海水中获得了13种含有nif H基因的固氮细菌。乙炔还原法和q PCR检测结果显示,在不同养殖时期内,龙须菜附生菌的固氮酶活性及nif H基因丰度存在显著性差异（p＜0.05）。其中,CM内龙须菜附生菌的固氮酶活性和nif H基因丰度均显著（p＜0.05）高于CJ、CF和CA,表明CM内龙须菜附生菌的固氮作用显著增强。结合环境因子数据,发现CM内较低的氮、磷浓度可能会导致龙须菜附生菌的固氮作用显著增强。提取龙须菜附生菌和海水细菌的总DNA并纯化,构建文库后进行nif H基因Novaseq测序。结果显示,CM内龙须菜和海水相关的固氮微生物群落α多样性高于其他养殖时期。群落组成分析结果显示,不同养殖时期内龙须菜表面的固氮微生物群落存在显著性差异（p＜0.05）,且明显不同于海水中的固氮微生物群落,而不同养殖时期内海水中的固氮微生物群落较为相似。LEf Se分析结果显示,对组间（GL.CJ vs GL.CF vs GL.CM vs GL.CA）差异的影响较大的物种是红杆菌目（Rhodobacterales）、生丝单胞菌科（Hyphomonadaceae）、Robiginitomaculum和Robiginitomaculum antarcticum。以上结果表明,α变形菌纲下的红杆菌目、生丝单胞菌科、Robiginitomaculum和Robiginitomaculum antarcticum在应对贫营养环境条件时发挥了显著（p＜0.05）的生物固氮作用。