海洋微型生物是海洋生态系统中的重要角色,参与海洋生物地球化学循环的各个过程。海洋微型生物的生态作用与其群落结构及多样性之间存在着密切的联系。借助不断发展的分子生物学技术,科学家们发现海洋微生物有着丰富的种类及功能,同时发现它们的群落结构和多样性与其生存的环境紧密相关。因此,研究海洋微型生物群落多样性及其与环境的关系对于认识它们在生态系统中的作用有着重要的意义。我国海岸线绵长,拥有广阔的近岸海域。由于受到河流冲淡水、大洋海水、沿岸流等水流的共同影响,近岸海域有着复杂的水文环境,从而形成了丰富多彩的生物群落。此外,随着经济的快速发展,近岸海域环境受到人类活动的影响日益严重,由此引起的近岸海水物理化学参数变化也对微生物群落造成影响。因此,通过调查这些区域海洋微生物结构及多样性与环境的关系有助于我们评估人类活动对海洋生态系统的影响。然而,目前关于我国近岸海洋环境中微型生物群落的种类及功能多样性的研究仍十分有限。中国东海属于典型的陆架海,位处温带地区,是我国生产力较高的近岸海域。但是目前对于中国东海海域微生物群落的种类和功能结构的研究仍相对较少,且有限的研究多集中于微生物群落组成,对于微生物功能结构的研究则鲜有报道。与东海海域不同,厦门近岸海域属于典型的亚热带气候,且受人类活动影响更加明显。前人的研究表明,人类活动显著影响了该区域浮游植物群落结构与组成。然而,我们对于这一区域海洋微生物群落与生态功能的认识仍不充分,且未有长时间序列上的连续观察研究。因此,本论文通过分子生态学手段对中国东海及厦门近岸海域微生物群落及功能多样性开展了以下几个方面的研究,拓展对于这两个近岸海域中微生物群落结构、功能基因结构及多样性、生态功能以及与环境之间的关系的认识,主要的结果包括:1.借助高通量宏基因组学技术发现,东海微生物群落的种类和功能结构及多样性和东海复杂的水文环境有着密切的联系。变形菌、蓝细菌、拟杆菌等是该海区的主导类群,说明这些类群在东海生态系统中有着重要的作用。本研究发现东海表层微生物群落的多样性较高,但是功能基因多样性较低,而底层海水中则呈现了相反的结果。此外,表层及底层水体中的微生物群落有着不同的功能基因结构和代谢潜能偏好:表层微生物群落偏好利用更容易利用的有机物,而底层微生物群落偏好利用相对惰性的有机物。同时,通过宏基因组学的研究,我们也发现东海表层微生物群落有着一定的功能冗余。这一现象可能和东海表层海水水文环境相对复杂,而底层海水水文环境更加稳定有关。同时,通过dbRDA分析,本研究发现微生物群落的多样性与水平空间上的温度和盐度有着显著的相关性,这一结果表明不同的水流和洋流,如长江冲淡水和黑潮等,对微生物群落也有着明显的影响。2.厦门岛周围海域环境受到季节影响明显,尤其是夏季的环境明显异于其他季节。对厦门近岸海域微生物群落的时空调查结果表明,季节变化所导致的环境因子变化是影响该环境中微生物群落组成的重要因素之一。夏季的微生物群落显著异于其他季节,主要的差异来自α和γ变形菌、芽孢杆菌以及黄杆菌。此外,厦门岛西北侧和东南侧海域中微生物群落结构有着一定的差别,且受九龙江冲淡水影响的站位与其他站位的差异较大,这可能与西北侧受到杏林湾和同安湾人类活动影响明显(如水产养殖),而东南侧受到来自外海的入侵海水的影响明显有关。同时,我们发现营养盐是影响厦门近岸微生物群落结构的主要环境因子。而网络分析的结果表明,玫瑰杆菌、芽孢杆菌等是与营养盐关系密切的类群。此外,通过计算BBC:A比值,我们的研究发现人类活动对于厦门近岸海域微生物群落组成有着更加明显的影响。因此,在厦门近岸环境中,人类活动所导致的营养盐改变和复杂的水文环境是主要影响环境中微生物群落结构与多样性的因素。