【摘 要】
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微生物间的相互作用是塑造微生物群落物种与功能多样性的重要驱动力之一。在进行微生物群落调查的各项研究中,经常能够观察到微生物物种共存的现象,通过开展共存网络分析（CONA）可揭示物种之间潜在相互作用,并了解微生物群落组装模式。以往的CONA研究基本上是在较为宏观的尺度下进行样品采集与分析,对个体微小的微生物而言,在微观的尺度下开展生态学研究,更有利于对群落内物种间的相互作用进行探索。活性污泥凝絮体具
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微生物间的相互作用是塑造微生物群落物种与功能多样性的重要驱动力之一。在进行微生物群落调查的各项研究中,经常能够观察到微生物物种共存的现象,通过开展共存网络分析（CONA）可揭示物种之间潜在相互作用,并了解微生物群落组装模式。以往的CONA研究基本上是在较为宏观的尺度下进行样品采集与分析,对个体微小的微生物而言,在微观的尺度下开展生态学研究,更有利于对群落内物种间的相互作用进行探索。活性污泥凝絮体具有自装配、亚毫米级粒径、菌群多样性高、不同凝絮体所处宏观环境因素基本一致等优势,因此,本课题选用实验室EBPR体系中的亚毫米级凝絮体作为研究对象,针对多个单凝絮体,采用添加内参模板的高通量测序16S rRNA基因,分析凝絮体内的菌群多样性与共存网络,获得以下主要结果:（1）在方法学上,基于内参模板,有利于去除相应的背景污染,且结果表明所采用的实验体系和实验结果能够准确的反映亚毫米级的单个凝絮体的菌群结构。（2）在测序深度为10000条序列时,在长期稳定运行的EBPR反应器来源的单个凝絮体样品中可检出 253±86（mean±SD）个 zero-radius operational taxonomic units（zOTUs）;基于面积-物种公式计算,单个凝絮体的物种分布具有较大的z值（0.3454）,接近典型的“岛屿”分布类型。（3）不同凝絮体的菌群结构具有分化聚群特征;作为EBPR体系内最为重要的聚磷菌Ca.Accumulibacter菌属和聚糖菌CBTKf菌科,在单个凝絮体样品的分布中呈现出明显的负相关;而Ca.Accumulibacter属内zOTU表现出负相关分布规律,但在聚糖菌CBTKf菌科的zOTU间并无同样现象。（4）对不同富集阶段的EBPR凝絮体进行菌群分析表明,富集早期形成的凝絮体多样性较高,且富集后期的凝絮体菌群能够在早期凝絮体中找到对应类型,暗示反应器富集过程的菌群动力学变化可能是一个去异质化过程,以及在凝絮体水平的环境适应过程。本研究为从微观尺度理解微生物多样性及菌间关系提供了成功的方法学探索,对更加高效地挖掘环境样品中广泛存在的微尺度菌间关系提供了新思路。
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