復合垂直流人工濕地-循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)微生物群落的結構分析.pdf

1、為了研究復合垂直流人工濕地-循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)在夏末和秋季運行期間，不同區(qū)域水體、植物根系及周圍基質中微生物群落的結構特征，本實驗采用PCR-DGGE(PCR-denaturing gradient gel electrophoresis)技術和基因測序技術，對復合垂直流人工濕地-循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng):養(yǎng)殖池塘水體、濕地進水口水體、濕地出水口水體以及梭魚草(Pontederia)、再力花（Thalia dealbata）兩種植物根系及周圍基質微生

2、物群落的結構特征和組成多樣性進行了研究。結果表明:三個采樣區(qū)域水體、兩種植物根系和周圍基質中微生物的種類和數量各不相同。通過比較不同區(qū)域水體和植物根系及周圍基質的Shannon-Wiener指數，發(fā)現沿水流方向（養(yǎng)殖池塘水體、濕地進水口、濕地出水口）水體中微生物多樣性呈現逐漸升高的趨勢（指數分別為3.08、3.11、3.17）;植物根系微生物多樣性高于基質，梭魚草植物根系微生物多樣性最高（平均為3.61），再力花根系次之(平均為3.47

3、)，進一步說明濕地循環(huán)水系統(tǒng)中梭魚草根系能夠更好的富集周圍基質中的微生物，提高了微生物群落的多樣性，出水口微生物多樣性隨濕地的運行逐漸變高也證實了這一結論。
　　通過比較各樣品間微生物的相似度，發(fā)現濕地系統(tǒng)各水體之間、不同植物根系及周圍基質之間群落結構存在一定的差異;再力花植物根系及周圍微生物群落結構相似度較高（分別為50％～68％、57％～67％），梭魚草種植區(qū)群落結構相似度較低(35％～47％)，因此梭魚草植物根系在富集基質中

4、的微生物方面受環(huán)境影響較大，這與該植物根區(qū)的根際效應有關;濕地系統(tǒng)中水體微生物群落結構相似度均在50％以上，人工濕地進水口與人工濕地出水口水樣聚為一支，相似度在61％～83％之間，說明濕地出水口微生物的群落結構直接受進水口影響，微生物組成較為相似。微生物群落組成多樣性的結果顯示:復合垂直流人工濕地-循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)3個取樣區(qū)域水體微生物群落共分屬8個門:變形菌門（α-Proteobacteria、β-Proteobacteria、γ-Pr

5、oteobacteria）、擬桿菌門(擬桿菌綱Bacteroidetes、黃桿菌綱Flavobacteria、鞘脂桿菌綱Sphingobacteria)、厚壁菌門(芽孢桿菌綱Bacilli、梭菌綱Clostridia)、脫鐵桿菌門(Deferribacteres)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、藍藻門(Cyanobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)和酸桿菌門(Acidobacteria)，結果表明變

6、形菌門（占總微生物種群的28.4％）和擬桿菌門(26.8％)為該人工濕地系統(tǒng)水體所富集的主要細菌類群。濕地系統(tǒng)中兩種植物根際及周圍基質微生物群落分屬7個門:變形菌門(α-Proteobacteria、β-Proteobacteria、δ-Proteobacteria、γ-Proteobacteria）、擬桿菌門(擬桿菌綱Bacteroidetes、黃桿菌綱Flavobacteria和鞘脂桿菌綱Sphingobacteria)、綠彎菌門(

7、厭氧繩菌綱Anaerolineae、綠彎菌綱Chloroflexi)、酸桿菌門(Acidobacteria)、厚壁菌門(芽孢桿菌綱Bacilli、梭菌綱Clostridia)、綠菌門(Chlorobi)以及疣微菌門(Verrucomicrobia)。變形菌門（占總微生物種群的72％）為各個月份植物根系及周圍基質中主要的細菌類群，在根系中的分布普遍高于基質中的分布。β-Proteobaeteria和γ-Proteobacteria為變形菌