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水体富营养化是全球最突出的环境问题。微生物对环境变化响应最为灵敏、迅速。然而,微生物群落结构和系统发育多样性与水体富营养化之间的关系尚不清楚。基于此,本文研究了富营养化严重的乌梁素海原核微生物群落结构及其系统发育多样性与环境因子,特别是造成富营养化的营养元素N、P之间的关系,以期充实和发展相关理论,并为水环境保护和治理提供理论依据和实践指导。乌梁素海地处全球半荒漠地区,是极为罕见的具有较高生态效益的大型多功能湖泊,其特殊的生态环境必然会含有大量功能特异的微生物。目前,乌梁素海受污染程度严重,水质趋向极富营养化,生态环境已趋极端,更凸显了研究该湖生物多样性,特别是尚无研究报道乌梁素海原核微生物多样性。本文研究的样品分别取自乌梁素海的红圪卜、沙尖北、小口位点水体和沙尖北的沉积物。红圪卜位于湖泊中部的西岸地带,小口站点位于湖泊的南部,沙尖北位于东部。在湖泊中部是营养物质浓度最大的区域,尤其在湖泊中部的西岸地带是营养元素的富集区,而几乎所有的外源污染源都聚集在湖泊的中部西岸。在湖泊的南部营养元素的浓度曲线上浓度逐渐被稀释变小。本研究通过分别提取我国乌梁素海的水体及沉积物总DNA为模板,以细菌和古菌的16SrDNA通用引物PCR扩增乌梁素海水体细菌和沉积物古菌群落的16SrRNA基因,构建16SrDNA克隆文库,研究乌梁素海水体细菌和沉积物古菌菌群结构多样性及系统发育关系,并通过phylotype计算和分析多样性指数和相关系数,来评估和分析构建文库所代表位点的微生物多样性,进一步分析富营养化程度与菌群结构的关系。结果表明,乌梁素海三个位点的多数细菌与淡水生态系统中常见的细菌门类相同,如α-,β-,γ-proteobacteria,Cytophaga-flavobacter-bacteroidetes(CFB),Actinobacteria,而β-proteobacteria和CFB是优势细菌类群,且细菌群落结构及多样性有显著差异,随富营养化程度的改变而改变。而沙尖北沉积物中的古菌包括了Crenarchaeota、Euryarchaeota,而Crenarchaeota是优势细菌类群,且不同深度沉积物的微生物群落结构和多样性程度有明显差异。其结果也可从侧面反映淡水沉积物近表层处的环境条件在小尺度上的垂直变化显著。不同营养程度文库对比分析表明,乌梁素海三个位点的细菌菌群结构之间存在差异,且随着富营养化程度的加重,微生物多样性水平降低,说明菌群结构的变化可能和湖泊富营养化相关。