淡水湖泊真核超微藻遺傳多樣性研究.pdf

1、真核超微藻(Eukaryoticpicophytoplankton)為粒徑小于2μm的真核浮游植物。因其具有較大的比表面積和高的碳吸收效率，是水體初級(jí)生產(chǎn)力的重要貢獻(xiàn)者，在水生生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著十分重要的作用。本研究以真核超微藻為材料，探索了真核超微藻遺傳多樣性的研究方法，分析了30多個(gè)淡水湖泊真核超微藻多樣性、分布特點(diǎn)及環(huán)境影響因子。
　　第一，首先運(yùn)用流式細(xì)胞儀分選及PCR、構(gòu)建基因克隆庫(kù)的方法研究太湖、玄武湖

2、和紫霞湖真核超微藻的遺傳多樣性，在這些湖泊中主要發(fā)現(xiàn)了隱藻、金藻、硅藻、綠藻和定鞭藻五大門(mén)類(lèi)。不同湖泊中真核超微藻多樣性存在明顯差異。隱藻普遍存在于三個(gè)湖泊中，金藻更適應(yīng)水質(zhì)較好的水域。研究中得到的部分真核超微藻與海洋中的藻聚在一起，可見(jiàn)湖泊與海洋的藻類(lèi)組成具有一定的相似性，部分真核超微藻適應(yīng)性強(qiáng)，可以在不同生態(tài)系統(tǒng)中廣泛生存。
　　第二，本研究對(duì)收集真核超微藻的方法進(jìn)行了改進(jìn)，用流式細(xì)胞儀分選法取代常規(guī)濾膜過(guò)濾法。樣品用量由原來(lái)

3、的500mL減少為50mL，單個(gè)樣品處理時(shí)間由原來(lái)3h縮短為20min，且分選可有效去除大部分非研究范圍內(nèi)的生物，提高了后續(xù)擴(kuò)增效率，適合大量樣品的研究。多樣性研究選擇了構(gòu)建基因克隆庫(kù)和末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（T-RFLP）兩種方法，T-RFLP法操作簡(jiǎn)便效率高，單個(gè)樣品上樣時(shí)間約20min，短時(shí)間內(nèi)可得到多個(gè)樣品數(shù)據(jù)，如要確定具體物種需結(jié)合構(gòu)建基因克隆庫(kù)法。
　　第三，序列比對(duì)結(jié)果表明，在得到光合自養(yǎng)型真核超微藻序列的同時(shí)，也

4、發(fā)現(xiàn)了部分異養(yǎng)超微型原生生物，包括真菌、Alveolate等。表明部分真菌和Alveolate可能以寄生或共生的方式與真核超微藻共存。
　　第四，通過(guò)末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(T-RFLP)方法調(diào)查了長(zhǎng)江中下游湖泊真核超微藻多樣性。在所調(diào)查的所有淡水湖泊中，雖然各湖面積、空間位置及營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)不同，但均能檢測(cè)到真核超微藻，說(shuō)明真核超微藻在淡水湖泊中普遍存在。長(zhǎng)江中下游湖泊較多，利用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法對(duì)30個(gè)湖泊的營(yíng)養(yǎng)水平進(jìn)行了劃分，除

5、8個(gè)為中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，其他均為富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。
　　第五，長(zhǎng)江中下游湖泊真核超微藻多樣性研究共發(fā)現(xiàn)了196個(gè)T-RFs片段，其中9％片段在超過(guò)一半的湖泊中都有分布，而45％的片段僅在一個(gè)到兩個(gè)湖中檢測(cè)到。說(shuō)明真核超微藻多樣性非常豐富，只有少部分種類(lèi)分布廣泛，可以存在于兩種以上的生態(tài)系統(tǒng)中，而大部分的核超微藻只存在于某一個(gè)湖泊的特定生境中。
　　第六，利用流式細(xì)胞儀對(duì)長(zhǎng)江中下游各湖泊的真核超微藻計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊真核超微藻數(shù)量為中

6、營(yíng)養(yǎng)湖泊的4-5倍。T-RFs片段統(tǒng)計(jì)顯示，中營(yíng)養(yǎng)湖泊真核超微藻的T-RFs片段數(shù)平均為43，輕度富營(yíng)養(yǎng)和中度富營(yíng)養(yǎng)湖泊分別為31、32。表明中營(yíng)養(yǎng)湖泊真核超微藻數(shù)量相對(duì)較少，但多樣性最為豐富，而富營(yíng)養(yǎng)化湖泊真核超微藻雖然數(shù)量較多，但多樣性較低。
　　第七，用CANOCO4.5軟件分析不同湖泊真核超微藻多樣性與環(huán)境因子的相關(guān)性。通過(guò)去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析(DCA)判斷其是否具有線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系，具有線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系選擇冗余分析(RDA)，具有非線(xiàn)