亚热带潮间带底栖微型真核生物多样性研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sheng198208
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微型真核生物指单细胞真核生物,其种类繁多,大小、形态、功能各异。微型真核生物在生态系统中作为初级生产者、消费者、分解者,同时作为连接微食物环与传统食物链的重要组成部分,在生态系统的物质循环和能量流动过程中扮演着重要角色。基于显微镜鉴定的传统方法仅能对特定的类群进行研究,无法对微型真核生物进行综合的探讨,从而限制了微型真核生物生态学的发展。近年来,高通量测序技术的应用推动了微生物生态学的迅速发展,被应用于多种环境中微型真核生物多样性研究。然而,对沉积物中微型真核生物的研究相对较少,且多集中于如热液口、浅海、湖泊等特定环境,鲜有对潮间带沉积物环境的研究。研究者们多使用18SrDNA作为研究对象,该基因在真核生物中存在拷贝数不同且可长时间存在于环境中,因而由rDNA所呈现出的群落结构与真实群落结构存在较大差异。因此,本工作以福建省典型的潮间带区域——漳江口红树林湿地(涵盖红树林区域、红树林与米草交错区、米草区域与光滩区域)、厦门近岸潮间带为研究区域,以区域中底栖微型真核生物为研究对象,分别进行为期一年(漳江口红树林湿地,采样频率为2月每次;厦门近岸潮间带,春、夏季各一次)的样品采集。通过对环境样品中18S核糖体基因(18SrRNA)V4区扩增子进行高通量测序,揭示了潮间带区域底栖微型真核生物多样性的时空分布特征,并结合环境因子的相关分析,解析其多样性变动的驱动因素。本工作主要结果如下:1)漳江口红树林底栖微型真核生物多样性研究(1)群落组成:超类群水平上,底栖微型真核生物群落以异鞭毛类(Stramenopiles)为绝对优势类群,其序列丰度占总序列的86.67%;囊泡类(Alveolata)次之,其相对丰度为7.75%;而原始色素体类(Archaeplastida)、Hacrobia 类、无根虫门(Apusozoa)与未知真核类(unidentifiedmicroeukaryotes)相对丰度较低,均小于0.2%。属级水平上,占全部序列相对丰度最高的10个属均属于异鞭毛类的硅藻门,占全部序列的59.12%;其中未知有壳缝-羽纹类硅藻(unidentifiedRaphid-pennate)所占比例最高(12.56%),舟型藻属(Navicula)次之(10.88%)。(2)Alpha多样性:空间上,Richness和Shannon指数均值均在光滩区最高,且随采样深度加深而增大;Richness指数均值在交错区最低,而Shannon指数均值米草区最低。时间上,Richness和Shannon指数均值均在2015年12月最高;Richness均值在10月最低,而Shannon指数均值在8月最低。Richness指数与采样深度正相关,与叶黄素(Lutein)浓度负相关;Shannon指数与盐度、铵盐浓度正相关,与叶黄素和叶绿素b浓度负相关。(3)Beta多样性:微型真核生物群落存在显著的月份差异性,不同植被覆盖区微型真核生物群落亦存在较显著的差异,而不同深度微型真核生物群落无显著的差异。分析表明,样品采集月份对微型真核生物组成的差异解释度最高,样品采集月份和采样地植被覆盖类型对微型真核生物总群落、优势类群(abundant OTUs)和稀有类群(rare OTUs)组成差异的解释度分别为55.04%、61.81%和 44.81%。2)厦门近岸潮间带底栖微型真核生物多样性研究(1)群落组成:超类群水平上,底栖微型真核生物群落以异鞭毛类(Stramenopiles)为绝对优势类群,其序列丰度占总序列的91.66%;其次是囊泡类(Alveolata)和有孔虫类(Rhizaria),相对丰度分别为3.13%和2.68%;而无根虫门(Apusozoa)、Hacrobia 类、原始色素体类(Archaeplastida)、古虫类(Excavata)和未知真核类(unidentifiedmicroeukaryotes)序列之和占总序列百分比小于0.3%。属级水平上,占全部序列相对丰度最高的10个属均属于异鞭毛类的硅藻门,占全部序列的76.2%;其中舟型藻属(Navicula)所占比例最高(20.98%),布纹藻属(Gyrosigma)次之(14.55%)。(2)Alpha 多样性:Richness 指数范围为 1064-2841,平均 1886.5;Shannon指数范围4.09-7.13,平均5.89。Richness指数与重金属镉浓度显著负相关。(3)Beta多样性:微型真核生物群落组成存在明显的季节差异性,且微型真核生物的稀有类群季节性差异最大,全部类群次之,优势类群最小。pH、多甲藻素(peridinin)、岩藻黄素(fucoxanthin)、重金属镉和月份对微型真核生物组成的差异具有一定解释度,其中镉、岩藻黄素及月份对微型真核生物的全部类群、优势类群和稀有类群的解释度分别为33.89%,35.66%和32.76%。
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