黄渤海河口区浮游细菌丰度和多样性的季节变化及其影响因素

论文摘要

海洋微生物是海洋生态系统中的重要组成部分,在海洋物质循环、能量流动以及生态调控等方面具有重要作用。海洋微生物的群落结构与种类组成直接影响整个海洋生态系统的健康发展,微生物群落结构不仅与其栖息环境密切相关,还随季节呈现规律性的变化。这不仅有微生物之间的相互作用,水团、人类活动、外海输入、季节等造成的环境因子的变化也会对微生物群落结构多样性造成很大的影响。基于此,本文针对黄渤海河口区浮游病毒和浮游细菌的丰度分布规律及群落结构多样性展开研究,相关结果有助于探究黄渤海浮游病毒和浮游细菌的生态学地位和进化史,同时也为进一步分析微生物群落结构变化规律奠定基础,为海洋环境评价等提供理论依据及数据参考。本文研究了黄渤海河口区浮游细菌丰度和群落结构多样性的季节变化及其影响因素,相关结果将为保护黄渤海海域生态系统可持续发展提供重要的理论依据。本研究的主要内容和结果如下:（1）为研究浮游病毒和浮游细菌丰度的季节性变化特征,利用流式细胞仪对黄渤海河口区不同季节浮游病毒和浮游细菌的丰度进行统计。结果发现,浮游病毒和浮游细菌的丰度有明显季节性变化,浮游病毒的平均丰度表现为8月>2月>6月,浮游细菌的平均丰度表现为6月>2月>8月。浮游病毒和浮游细菌的丰度垂直分布比水平分布更为平均,可能与渤海水交换有关。（2）利用高通量测序技术研究黄渤海河口处浮游细菌群落结构组成及多样性随季节的变化情况,发现不同季节浮游细菌群落结构的物种组成差异明显（P<0.05）,其中铵盐和磷酸盐的浓度起着决定性的作用。代表性浮游细菌群落,如变形菌门（Proteobacteria）在2月的平均丰度约为57.5%,在6月的平均丰度约为46.3%,在8月的平均丰度约为47.1%;拟杆菌门（Bacteroidetes）在2月的平均丰度约为35.9%,在6月的平均丰度约为26.4%,在8月的平均丰度约为21.4%;生氧光细菌（Oxyphotobacteria）在2月的平均丰度约为0.4%,在6月的平均丰度约为9.5%,在8月的平均丰度约为14.5%;放线菌门（Actinobacteria）在2月的平均丰度约为2.3%,在6月的平均丰度约为7.2%,在8月的平均丰度约为7.5%。α-多样性指数显示,物种多样性为6月>8月>2月。季节优势物种的类别为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）及生氧光细菌（Oxyphotobacteria）等。（3）研究浮游细菌丰度和多样性季节性变化的驱动因子,通过分析浮游病毒和浮游细菌丰度及二者间的比值与环境因子之间的关系发现,浮游病毒丰度与溶解氧显著正相关,浮游病毒与浮游细菌的比值与环境因子的相关性最高。浮游病毒和浮游细菌的丰度情况明显受到河口输出及温度变化的影响,即温度是影响浮游病毒和浮游细菌丰度的主要因素。浮游细菌物种分布与磷酸盐浓度和硝酸盐浓度之间都具有很大的相关性,针对环境因子的季节性分布及浮游病毒和浮游细菌丰度的季节性分布之间的相关性作图后发现,浮游病毒和浮游细菌的丰度随季节变化趋势同环境因子随季节的变化趋势有较强的相关性。针对河口输出及人类活动对黄渤海河口区浮游细菌群落结构多样性的影响进行包括相关性分析在内的生物信息学分析,发现造成显著差异性的物种主要有拟杆菌门（Bacteroidetes）、产氧光细菌（Oxyphotobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和放线菌门（Actinobacteria）等。此外,通过网络互作关系分析发现,病毒与细菌之间的比值与环境因子和浮游细菌群落结构组成有明显的相关性,说明浮游病毒在控制浮游细菌数量影响物种组成分布上可能发挥了重要的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 文献综述
•   1.1 海洋微生物生态学研究现状
•   1.2 海洋微生物的主要类群
•   1.3 海洋微生物的生态学研究方法
•     1.3.1 可培养海洋微生物的生态学分析技术
•     1.3.2 不可培养海洋微生物的生态学分析技术
•     1.3.3 流式细胞术在海洋微生物生态学领域的应用
•   1.4 本论文的研究目的及意义
•   1.5 本论文的研究内容及技术路线
• 2 黄渤海河口区浮游病毒和浮游细菌丰度的季节性变化
•   2.1 研究背景
•   2.2 材料与方法
•     2.2.1 材料与试剂
•       2.2.1.1 样品采集
•       2.2.1.2 实验试剂
•     2.2.2 主要仪器与设备
•     2.2.3 实验方法
•       2.2.3.1 浮游病毒和浮游细菌计数
•       2.2.3.2 流式细胞仪数据分析
•   2.3 结果分析与讨论
•     2.3.1 黄渤海河口区浮游病毒丰度的季节性变化趋势
•     2.3.2 黄渤海河口区浮游细菌丰度的季节性变化趋势
•     2.3.3 黄渤海河口区浮游病毒和浮游细菌丰度的水平分布特征
•     2.3.4 黄渤海河口区浮游病毒和浮游细菌丰度的垂直分布特征
•   2.4 讨论
•   2.5 小结
• 3 黄渤海河口区浮游细菌群落结构多样性的季节性变化
•   3.1 研究背景
•   3.2 材料与方法
•     3.2.1 材料与试剂
•       3.2.1.1 样品采集
•       3.2.1.2 实验试剂
•     3.2.2 主要仪器与设备
•     3.2.3 实验方法
•       3.2.3.1 核酸的抽提和高通量测序
•       3.2.3.2 细菌群落结构多样性分析
•       3.2.3.3 数据分析
•   3.3 结果与分析
•     3.3.1 黄渤海河口区浮游细菌群落结构
•     3.3.2 黄渤海河口区浮游细菌α-多样性分析
•     3.3.3 黄渤海河口区浮游细菌β-多样性分析
•   3.4 讨论
•   3.5 小结
• 4 黄渤海河口区浮游细菌丰度和多样性变化的驱动因子
•   4.1 研究背景
•   4.2 材料与方法
•     4.2.1 材料与试剂
•       4.2.1.1 样品采集
•       4.2.1.2 实验试剂盒
•     4.2.2 主要仪器与设备
•     4.2.3 实验方法
•       4.2.3.1 环境参数的测定
•       4.2.3.2 核酸抽提与高通量测序
•       4.2.3.3 数据处理与生物信息学分析
•   4.3 结果与分析
•     4.3.1 浮游病毒与浮游细菌丰度比值
•     4.3.2 水体环境因子
•     4.3.3 浮游病毒和浮游细菌丰度分布与环境因子之间的相关性
•     4.3.4 高通量测序数据概况
•     4.3.5 黄渤海河口区浮游细菌群落结构变化
•     4.3.6 黄渤海河口区微生物丰度和多样性的相关性分析
•     4.3.7 黄渤海河口区细菌群落结构与环境因子之间的相关性
•   4.4 讨论
•   4.5 小结
• 5 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴霖

导师: 胡晓珂

关键词: 浮游病毒,浮游细菌,群落结构多样性,流式细胞术,黄渤海河口区

来源: 烟台大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 烟台大学

分类号: Q938.8

总页数: 65

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