黑龙江省龙凤湿地和呼兰河口湿地原生生物多样性研究

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湿地是地球上最重要的生态系统之一,具有强大的生态净化作用,因而又有“地球之肾”的美名。原生生物是一类单细胞微型生物,包括真核藻类和原生动物等,是湿地水生态系统物质和能量流动的关键环节,是湿地生态功能和生态健康状况的敏感指示者。本研究利用传统形态学方法和高通量测序技术对黑龙江省典型城市湿地龙凤湿地和呼兰河口湿地的原生生物多样性进行研究,探讨高寒高纬度的城市湿地的原生生物多样性、群落结构及其与环境因子的关系。主要结果如下:
  (1)利用形态学方法,对龙凤湿地和呼兰河口湿地的纤毛门和变形门的原生动物进行多样性研究。两个湿地分别鉴定到2门8纲和2门7纲的原生动物,优势类群均为寡膜纲和旋毛纲。
  (2)龙凤湿地原生生物多样性:扩增子测序获得4012个原生生物的操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs),隶属于14门67纲103目120科231属;宏基因组测序获得233个原生生物的OTUs,隶属于12门49纲70目80科89属。对原生生物群落的丰度和丰富度进行比较,两种方法得出龙凤湿地原生生物的优势类群均为不等鞭毛类(Stramenopiles)和囊泡虫类(Alveolata)。线性判别分析结果显示,显著差异的物种有小环藻属(Cyclotella)、共球藻纲(Trebouxiophyceae)等。
  (3)呼兰河口湿地原生生物多样性:扩增子测序获得4229个原生生物的OTUs,隶属于14个门73纲109目127科241属;宏基因组测序获得232个原生生物的OTUs,隶属于12门49纲70目80科89属。基于两种测序方法得出呼兰河口湿地原生生物的优势类群也均为不等鞭毛类和囊泡虫类。线性判别分析结果显示,基于扩增子数据和宏基因数据筛选到的显著差异的物种分别为锥膜虫属(Stokesia)和冠盘藻属(Stephanodiscus)。
  (4)龙凤湿地和呼兰河口湿地原生生物多样性调查中,基于两种测序方法,两个湿地的优势类群一致,其他类群在门水平上的相对丰度不同。在相对丰度占比较高(4%以上)的类群中,龙凤湿地中的绿藻门(Chlorophyta)的相对丰度占比要高于呼兰河口湿地,而丝足类(Cercozoa)则相反,可能主要与环境因子有关。冗余分析结果显示:龙凤湿地大部分样点的原生生物群落与盐度呈正相关,而呼兰河口湿地大部分样点的原生生物群落与温度呈正相关。
  (5)高通量测序技术可以获得大量的传统形态学方法无法培养和鉴定的物种,对微型生物群落具有更高的还原能力,在进行水生生态系统内生物的多样性调查及其对环境因子的关系中有巨大应用潜力。扩增子测序检获的生物种类要高于宏基因组测序,但宏基因组测序得到的数据更加准确。
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