長江口及鄰近海域沉積物中好氧氨氧化細菌分子生態(tài)學研究.pdf

1、氮循環(huán)是海洋生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分,對維持海洋生態(tài)平衡具有重要意義。由好氧氨氧化細菌(aerobic ammonium-oxidizing bacterium,AOB)推動的亞硝化過程是硝化作用的限速步驟。研究AOB的群落特征以及它們與環(huán)境因子之間的關(guān)系對于理解氮循環(huán)規(guī)律具有重要意義。本研究將分子生物學技術(shù)運用到長江口及鄰近海域沉積物AOB群落結(jié)構(gòu)及多樣性的研究中,針對其關(guān)鍵功能基因amoA進行分析,通過克隆文庫的構(gòu)建揭示長江口

2、及鄰近海域不同區(qū)域AOB群落結(jié)構(gòu)多樣性,通過amoA基因拷貝數(shù)表征其種群分布特征。結(jié)果如下:
　　1.通過建立G6站位和33號站位β-變形桿菌亞綱氨氧化細菌(β-AOB)amoA基因克隆文庫,并進行序列比對和系統(tǒng)進化分析發(fā)現(xiàn),在Genbank數(shù)據(jù)庫中有許多與實驗所得克隆高度相似的AOB,它們出現(xiàn)在世界范圍內(nèi)的多個海域中。G6站位沉積物中β-AOB具有較高的多樣性,而離岸較遠的33號站則多樣性較低,且兩個站位中的優(yōu)勢類群差異明顯。<

3、br>　　2.沉積物樣品DNA進行定量PCR檢測時,受到其中所含的抑制物影響而不能準確定量。本研究對沉積物樣品中提取的微生物DNA進行定量PCR時,采用了稀釋模板法和添加BSA兩種方法以減輕抑制作用。結(jié)果表明,兩種方法對減輕抑制作用效果明顯,但若考慮方法的準確性和檢測的便捷性,則以添加BSA的方法更為優(yōu)越,最適BSA添加濃度為0.1-0.5μg/μL。
　　3.對長江口及鄰近海域不同季節(jié)多個航次的沉積物樣品進行定量PCR檢測,初步

4、得到了此海域amoA基因在空間和時間上的分布情況,并以此作為AOB數(shù)量的表征。結(jié)果表明夏季β-AOB數(shù)量最多,秋季次之,春季最少,溫度可能是影響AOB生長的重要因素。在大部分海域,隨著離岸距離的增加,β-AOB生物量逐步減少。由β-AOB在沉積物中的縱向分布可以看出,處于長江口附近的G6站變化規(guī)律較復雜,可能是因為受到長江水的沖擊影響較大。
　　本研究從微生物分子生態(tài)學角度獲取了β-AOB的分布、多樣性及環(huán)境調(diào)控信息,可為進一步認