珠江口厭氧氨氧化細菌豐度、群落結(jié)構(gòu)及其環(huán)境響應(yīng).pdf

1、厭氧氨氧化過程在海洋氮循環(huán)中發(fā)揮重要作用。厭氧氨氧化細菌能夠在缺氧或厭氧條件下通過氧化NH4+、還原NO2?生成氮氣,降低海洋中的氨氮含量。厭氧氨氧化作用對海洋氮氣的產(chǎn)生有30％-70%的貢獻率。珠江口是一個典型的亞熱帶河口,淡水和海水強烈混合,水文條件復(fù)雜。人為活動影響顯著,使得珠江口有機物及無機營養(yǎng)鹽含量高。過量的營養(yǎng)物質(zhì)及富營養(yǎng)化所引起的低氧環(huán)境是珠江口典型的環(huán)境特征。珠江口由于其獨特的地理條件,在最近幾十年受到了多種學(xué)科的廣泛關(guān)

2、注。并且其豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和低氧環(huán)境為厭氧氨氧化細菌的生長提供了有利條件。本論文旨在通過對珠江口厭氧氨氧化細菌豐度、群落結(jié)構(gòu)及空間分布的研究,揭示該地區(qū)厭氧氨氧化細菌的豐度、多樣性及分布,并且通過豐度、群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子之間的相關(guān)性分析,評價厭氧氨氧化細菌對各種環(huán)境因子的響應(yīng)。
　　本論文所用的沉積物及水體樣品來自2012年7月16日至8月12日的天龍?zhí)柨瓶即鶊?zhí)行的珠江口夏季航次,沿鹽度梯度從珠江口近岸淡水環(huán)境至鄰近南海的開放海域

3、共選取九個站位,涵蓋了淡水(P1、P3、P7)、淡海水過渡區(qū)(A4、A8、C2、C3)和海水(F412、F414)三種典型的水生環(huán)境;采集表層水、底層水及表層沉積物樣品。
　　通過構(gòu)建珠江口表層沉積物厭氧氨氧化細菌16S rRNA基因和肼氧化酶(HZO)基因克隆文庫,分別獲得482條及455條核酸序列,將得到的455條hzo基因序列翻譯為相應(yīng)的氨基酸,并對厭氧氨氧化細菌16S rRNA基因序列和HZO氨基酸序列進行系統(tǒng)進化分析。1

4、6S rRNA基因及HZO氨基酸序列進化分析結(jié)果均揭示了厭氧氨氧化細菌優(yōu)勢屬從淡水到海水由“Candidatus Brocadia”或“Candidatus Anammoxoglobus”轉(zhuǎn)變?yōu)椤癈andidatus Scalindua”,這一結(jié)果揭示了珠江口表層沉積物中厭氧氨氧化細菌明顯的地理差異分布。相關(guān)性分析表明,沉積物的鹽度、溫度、C/N及pH是影響表層沉積物中上述群落結(jié)構(gòu)差異分布的主要環(huán)境因素。進化分析還表明珠江口地區(qū)厭氧氨氧

5、化細菌多樣性豐富,并且發(fā)現(xiàn)了四個厭氧氨氧化細菌潛在新屬。
　　另外,通過定量分析總細菌及厭氧氨氧化細菌16S rRNA基因,研究了珠江口表層沉積物、底層水及表層水中總細菌及厭氧氨氧化細菌豐度。沉積物、底層水及表層水中總細菌16S rRNA基因拷貝數(shù)分別為2.66×1011-6.68×1011 copies/g、8.64×1010-5.45×1011 copies/L及1.18×1011-4.73×1011 copies/L。沉積物

6、、底層水及表層水中厭氧氨氧化細菌16S rRNA基因拷貝數(shù)分別為4.22×105-2.55×106 copies/g、1.24×104-1.01×105 copies/L及8.07×103-8.86×105 copies/L。豐度與對應(yīng)環(huán)境中環(huán)境參數(shù)之間的相關(guān)性分析表明,沉積物及水體中總細菌豐度與環(huán)境因子之間沒有明顯的相關(guān)性,除了底層水中與NO2-濃度之間顯現(xiàn)正相關(guān)性。相比之下,水體樣品中厭氧氨氧化細菌豐度與NO2-濃度呈正相關(guān);與DO