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湖泊富营养化已经成为当今最广泛关注的水环境问题。最近二十年来,随着人口数量的增加、工农业快速的发展,我国湖泊湖泊富营养化问题日趋严重,由此引发了一系列的环境和生态问题。富营养化浅水湖泊中由于其初级生产力过剩,所以通过研究富营养化浅水湖泊中聚球蓝细菌群落结构和基因多样性,可以充分了解聚球蓝细菌在富营养化浅水湖泊中生态位、群落结构和生态功能等信息。聚球蓝细菌广泛分布于海洋和湖泊中,在初级生产力中占有重要地位,对湖泊及海洋生态系统的稳定性与多样性有重要的意义。传统的分离纯化培养方法严重的制约了人们对湖泊和海洋中聚球蓝细菌的认识,现代分子生物学技术的应用,使得人们对各种生境中聚球蓝细菌群落结构和基因多样性的研究取得了重要进展。比较研究不同季节和富营养化浅水湖泊聚球蓝细菌群落结构和基因多样性具有重要的生态和环境意义。本研究通过末端限制性片段长度多态性技术(terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)分析四个富营养化浅水湖泊——滇池、星云湖、巢湖和太湖聚球蓝细菌在不同时间和空间中的群落结构和多样性的动态变化。通过构建16S+ITS rDNA克隆文库和ITS rDNA克隆文库研究聚球蓝细菌基因多样性和进化关系。对聚球蓝细菌丰度和多样性指数分析后发现其在不同季节和富营养化浅水湖泊中有显著差异。聚球蓝细菌群落结构相对丰度和相似性分析表明在不同季节和富营养化浅水湖泊中,聚球蓝细菌群落结构均有显著差异。以上结果充分表明富营养化浅水湖泊中聚球蓝细菌丰度、群落结构和多样性存在着时间和空间的变化。聚球蓝细菌丰度、群落结构和多样性在时间上变化主要是受水温的影响,在空间上的变化主要是受地理隔离的影响。此外,附着细菌样品和浮游细菌样品聚球蓝细菌群落结构相似性存在着差异。这可能是由于其间湖水滞留期长、颗粒上微环境和其周围水环境不同,形成了选择压力而造成附着细菌样品和浮游细菌样品之间的差别逐渐加大。多元统计方法分析环境因子与聚球蓝细菌群落结构变化的相关性结果表明,浮游动物数量、总有机碳(TOC)和温度(Temperature)与聚球蓝细菌附着细菌样品群落结构动态变化具有显著的相关性(p<0.05)；电导率(Conductivity)、TN和P04-P与聚球蓝细菌浮游细菌样品群落结构动态变化具有显著的相关性(p<0.05)。对滇池和巢湖构建3个16S+ITS rDNA克隆文库和3个ITS rDNA克隆文库,共成功测序185个序列,划分为52个OTUs。分析发现滇池和巢湖聚球蓝细菌ITS序列具有高度的基因多样性,而且巢湖聚球蓝细菌多样性大于滇池聚球蓝细菌基因多样性。通过构建克隆文库发现多个新的聚球蓝细菌cluster,占总测序序列的比例达64%。克隆测序的结果进一步证实了聚球蓝细菌基因多样性存在空间上差异,而这种空间上的差异可能主要是由于地理隔离产生平行演化或水平基因转移所引起的。