太湖“湖泛”已经成为继太湖蓝藻水华之后湖泊面临的又一严重的富营养化问题。湖泛的发生不仅污染了湖泊水环境,改变了湖泊本身原有的生物群落组成,而且严重破坏了湖泊生态系统的结构与功能,造成了恶劣的社会影响。本研究以藻源性湖泛的频发地——太湖为对象,运用分子生物学技术及多元统计分析的方法,研究湖泛频发地区的环境特征和细菌丰度及两者之间的关系;湖泛爆发过程中细菌群落的空间差异;沉积物对湖泛发生及其对水体中细菌群落结构的影响。对湖泛频发地区的环境特征的分析显示:湖泛极易发生在春末夏初(6月-7月)和夏末秋初(10月)的西太湖、梅梁湾、贡湖湾北部和竺山湾沿岸带。论文的主要结果如下:l湖泛频发区域的细菌丰度存在显著的空间差异,细菌丰度与温度、溶解性有机碳(DOC)和Chl-p正相关,与透明度(SD)呈负相关。GAM的拟合曲线也表明,营养盐(TN、TP)对细菌丰度的变化也有很大的贡献。2野外捕捉湖泛的爆发过程,水质明显恶化,溶解氧(DO)、透明度(SD)、pH值显著降低,其中DO含量均低于0.5 mg/L,属于厌氧环境。水体中TN、TP等营养盐的含量远远高于正常水体中的含量。细菌丰度和藻类数量都明显升高,其中,湖泛中心的细菌丰度上升到107cells/L,相比未发生湖泛的区域提高了一个数量级。3运用高通量测序技术,分析比较未湖泛区及不同程度湖泛区的细菌群落结构的差异。结果表明未发生湖泛区细菌群落结构与湖泛区有显著差异。变形菌门的a-、β-和γ-纲(alpha-,beta-,andgamma-Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteriodetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)等几种太湖主要的淡水菌群的比例都发生了显著变化。湖泛最严重的区域,α-、γ-变形菌纲分别由未发生湖泛时的4%和13.16%降至0.5%和1.90%;放线菌门(Actinobacteria)所占比例由未发生湖泛区域的19.08%降至0.98%;而拟杆菌门(Bacteriodetes)所占的比例则由1.12%增加至 36.32%。4在模拟实验中观测太湖不同湖区底泥对湖泛的影响。结果表明河口底泥中的TN、TP明显高于其他两个湖区,并且有河口底泥的实验组加入藻浆后湖泛发生的程度最严重。相对而言,有东太湖底泥的实验组在加入藻浆后湖泛发生的程度最小,发生时间也最短。本实验表明底泥性质对湖泛的发生具有重要影响。5湖泛发生过程中,几种优势菌群的变化趋势和野外观测到的菌群变化趋势大体一致。拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)在湖泛发生过程中百分比都呈现大幅度增加,而变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)的百分比都下降。6湖泛消退后,能分解有机物的放线菌的数量大幅增加,东太湖处理组中放线菌门(Actinobacteria)百分比增加的最多(22倍左右)。变形菌门(Proteobacteria)在湖泛消退后,除东太湖和对照组恢复至于初始值大致相同,河口和湖心处理组依然还呈现下降趋势。拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)在湖泛消退后在河口、湖心和对照三个处理组都呈现下降趋势,而拟杆菌门(Bacteroidetes)在东太湖处理组几乎回复到最初值,东太湖处理组中厚壁菌门(Firmicutes)所占的百分比是初始值的近6倍。这表明在湖泛消退后,有些细菌类群在东太湖处理组中恢复能力较强,而在其他处理组中难以在短期内恢复。