东海沿岸陆架细菌多样性及地理分布研究

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海洋细菌在海洋生态系统有机物的生成和分解、海洋环境的修复以及碳、氮、硫等营养物质和能量循环的过程起着主要作用,而且是海洋微食物环的核心,维持海洋生态系统的多样性。本研究分别于2007年4-5月和2013年6月在东海沿岸陆架采集沉积物样品和表层海水样品。五个站点沉积物样品分布从杭州湾海域延伸到东海冲绳海槽边缘,七个表层海水样品主要来自于上海、浙江沿海区域。  本文通过构建16S rDNA克隆文库研究表明:东海陆架508条沉积物细菌序列包含319个OTU,分属于13个类群,包括变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌(Actinobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospira)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、螺旋体门(Spirochaetes)、浮霉菌门(Planctomycetacia)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、WS3和OP8。其中变形菌门和绿弯菌门为优势菌群,变形菌门细菌在DH6、DH16、DH17和DH21含量都在50%以上,为绝对优势类群;绿弯菌门在DH9站点最为丰富,含量为26%,为该站点的优势类群。在优势门变形菌门中,γ-变形菌纲细菌在DH6和DH16站点具有显著优势,含量分别为68.6%和53.6%;δ-变形菌纲细菌在DH17和DH21站点表现为优势菌群,含量分别为26%和23.6%。Latescibacteria(WS3)、疣微菌门和芽单胞菌门分别是站点DH6、DH21和DH9的特有类群。根据多样性和丰富度指数分析,五个站点细菌多样性从低到高排序依次为DH16< DH6< DH17< DH21<DH9。综合系统发育树和比对分类同源序列表明,东海陆架沉积物细菌具有显著的物种多样性和遗传多样性。  对表层海水浮游细菌的基因文库进行分析发现:东海ZJ0902站点的浮游细菌群落具有最高的丰富度和多样性;浮游细菌分属于10个门类,分别为:变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、纤维杆菌门(Fibrobacteres)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、Candidate division TM6和Microgenomates(OP11)。其中放线菌门在SH3101站点最高(42.9%);蓝藻门在SH3102站点为绝对优势类群(60%);厚壁菌门是ZJ0205站点的绝对优势类群(65.8%);变形菌门(Proteobacteria)是其余四个站点的优势菌群,占比都在40%以上;纤维杆菌门(Fibrobacteres)和Candidate division TM6分别为站点SH3101和ZJ0205特有类群,Microgenomates(OP11)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为站点ZJ0902特有类群。聚类分析和MDS分析显示7个采样站点根据浮游细菌群落组成结构相似性可分为4类;环境适合度envfit()函数分析表明环境因子和浮游细菌群落之间相关性不显著。RDA分析表明:盐度与β-变形菌呈负相关关系,与α-变形菌呈正相关关系,无机氮与α-变形菌呈负相关关系,活性磷酸盐与放线菌门呈正相关关系。
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