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海洋微生物在海洋生态系统的物质和能量的循环及生态系统的稳定方面,发挥决定性的作用。近些年,渤海湾近岸微生物群落的研究日益增多,都聚焦在微生物群落结构的特点上,而对辽东湾、连山湾近岸微生物群落结构及代谢功能研究甚少。
本文以连山湾为探究对象,采用IlluminaMiSeq技术对连山湾近岸海水样品进行测序,深入分析其微生物群落的组成及多样性,随后利用PICRUSt(Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States)方法预测连山湾近岸微生物群落的功能。得出以下结论:
(1)对连山湾19个表层海水样品进行测序分析,共获得16SrRNAV3-V4区优化序列85977条,16270个OTU。本研究共鉴定出17个门,36个纲,127个目,235个科,547个属。连山湾的优势类群由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、SAR-406组成。在细菌纲分类水平下主要由变形菌门的α-变形菌纲和γ-变形菌纲以及放线菌门的Actinobacteria纲,拟杆菌门的Bacteroidia纲和Acidimicrobiia纲等组成。
(2)连山湾近岸微生物群落α多样性分析表明生物多样性总体分布呈现:湾口南、北部>湾口西部>湾口处的空间分布特征。相似性聚类结果表明,相近水域的微生物群落组成相似度较高,19个样品主要集中在两个大部分,湾口处除L18站位外,其余站位微生物群落组成相似性极高。湾口南、北部站位的微生物群落组成也具有极高的相似性,而西部除W8、W11两站位外,组内微生物群落组成差异很大,分布极其分散。
(3)统计学分析结果表明,盐度、温度、NO3-、COD与厚壁菌门、放线菌门、嗜热球菌门(Deinococcus-Thermus)、Patescibacteria呈正相关,变形菌门、SAR-406与盐度呈显著正相关,蓝细菌与NO2-呈正相关,拟杆菌门与DO和PO43-有较好的的正相关性。结合Spearman和RDA分析可以得出,盐度、COD、NO2-在该区域微生物群落组成和多样性中扮演着重要角色,是影响连山湾近岸微生物群落结构的主导环境因子。
(4)通过PICRUSt方法对连山湾近岸微生物群落的功能进行预测,聚类分析的KEGG直系同源基因簇(KO)丰度分析结果呈现:湾口西部>湾口南部>湾口北部>湾口处的趋势,在湾口西部W11站位相对丰度最高。氨基酸代谢功能相对丰度在空间上的分布:湾口处>湾口西部>湾口北部>湾口南部。
本文以连山湾为探究对象,采用IlluminaMiSeq技术对连山湾近岸海水样品进行测序,深入分析其微生物群落的组成及多样性,随后利用PICRUSt(Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States)方法预测连山湾近岸微生物群落的功能。得出以下结论:
(1)对连山湾19个表层海水样品进行测序分析,共获得16SrRNAV3-V4区优化序列85977条,16270个OTU。本研究共鉴定出17个门,36个纲,127个目,235个科,547个属。连山湾的优势类群由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、SAR-406组成。在细菌纲分类水平下主要由变形菌门的α-变形菌纲和γ-变形菌纲以及放线菌门的Actinobacteria纲,拟杆菌门的Bacteroidia纲和Acidimicrobiia纲等组成。
(2)连山湾近岸微生物群落α多样性分析表明生物多样性总体分布呈现:湾口南、北部>湾口西部>湾口处的空间分布特征。相似性聚类结果表明,相近水域的微生物群落组成相似度较高,19个样品主要集中在两个大部分,湾口处除L18站位外,其余站位微生物群落组成相似性极高。湾口南、北部站位的微生物群落组成也具有极高的相似性,而西部除W8、W11两站位外,组内微生物群落组成差异很大,分布极其分散。
(3)统计学分析结果表明,盐度、温度、NO3-、COD与厚壁菌门、放线菌门、嗜热球菌门(Deinococcus-Thermus)、Patescibacteria呈正相关,变形菌门、SAR-406与盐度呈显著正相关,蓝细菌与NO2-呈正相关,拟杆菌门与DO和PO43-有较好的的正相关性。结合Spearman和RDA分析可以得出,盐度、COD、NO2-在该区域微生物群落组成和多样性中扮演着重要角色,是影响连山湾近岸微生物群落结构的主导环境因子。
(4)通过PICRUSt方法对连山湾近岸微生物群落的功能进行预测,聚类分析的KEGG直系同源基因簇(KO)丰度分析结果呈现:湾口西部>湾口南部>湾口北部>湾口处的趋势,在湾口西部W11站位相对丰度最高。氨基酸代谢功能相对丰度在空间上的分布:湾口处>湾口西部>湾口北部>湾口南部。