西藏纳木错沿岸表层水体浮游细菌群落结构及生态功能预测

浮游细菌群落对高原湖泊变化具有高度响应性,并且会影响高原湖泊生境的地球化学平衡。因此,了解高原湖泊中浮游细菌群落的分布特征,阐明其在高原湖泊生态系统中的生态功能具有重要科学意义。2021年5月对纳木错沿岸浮游细菌群落分布特征进行了调查研究,并采用16S rDNA高通量测序技术对样品进行分析,通过α-多样性指数分析浮游细菌群落的差异性,通过共现网络分析浮游细菌群落之间的相互作用,利用Pearson相关系数衡量理化因子与α-多样性指数的相关性,采用冗余分析(RDA)探讨水体理化因子对浮游细菌群落结构的影响,并基于PICRUSTt2对纳木错浮游细菌进行功能预测。结果表明:浮游细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)组成,其中变形菌门相对丰度最高,主要包括γ-变形菌纲(Gamma-proteobacteria)和α-变形菌纲(Alpha-proteobacteria);噬氢菌属(Hydrogenophaga)和嗜冷菌属(Algoriphagus)为相对优势菌属。α-多样性指数表明,纳木错浮游细菌群落比较丰富。共现网络节点间关系以正相关为主;总溶解固体量(TDS)和盐度(Sal)是影响纳木错浮游细菌群落结构的关键因子。功能预测结果显示,纳木错浮游细菌群落功能主要涉及代谢、遗传信息处理、环境信息处理等6类生物代谢通路,以及膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢等46个子功能。综上所述,纳木错浮游细菌群落结构在各样点间存在一定差异,浮游细菌在门级水平上类群间相互作用主要为协同作用,其群落结构是多个因子共同作用的结果。研究阐明了纳木错浮游细菌群落组成和功能及其与环境因子的相互联系,可为当地生态环境保护提供科学依据。

纳木措不同水文期水体酵母菌影响因素分析

于2020年8月(丰水期)和2021年5月(枯水期)对纳木措水体可培养酵母菌群落结构特征进行研究,共分离得到33个属70个种的2411株酵母菌.生物信息学和统计学结果显示,纳木措不同水文期水体酵母菌总丰度、物种组成和群落结构存在显著差异,枯水期水体pH值、电导率、化学需氧量及总氮显著高于丰水期.中性群落拟合及相关性分析显示,相较随机过程而言,确定性过程对水体可培养酵母菌群落结构的影响更为明显,水体氨氮、总磷、电导率以及化学需氧量是显著影响水体酵母菌群落结构的环境因子.生态位量度显示,枯水期酵母菌优势种生态位宽度指数和生态位重叠指数均低于丰水期,环境因子对优势酵母菌类群的资源利用方式及种间关系具有较大影响.对枯水期水体营养水平的监测有助于纳木措水体酵母菌资源的保护.

纳木措沿岸区可培养细菌多样性季节差异及其理化影响因素

为开展纳木措水体可培养细菌多样性的季节变化研究,分别于2020年夏季、2021年春季及2021年秋季对纳木措沿岸水体进行采集。采用涂布平板法和平板四区划线法分离纯化水体中可培养细菌,使用16S rDNA基因测序技术结合经典分类方法对所得菌株进行鉴定,并运用相关统计软件进行数据处理与分析。从纳木措3个季节水样中共分离得到1877株可培养细菌,隶属于4门7纲15目26科34属87种。细菌总丰度在夏季最高、秋季最低,而Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数及Pielou均匀度指数均在秋季最高、夏季最低;主坐标分析(PCoA)等分析结果共同表明,春夏间细菌群落结构相似度较高;主成分分析结果表明,对各季节细菌群落分布影响最大的水质理化参数是总溶解固体量;Mantel检验结果表明,各季节间总溶解固体量、温度、化学需氧量和浊度的差异与细菌群落结构的差异呈极显著相关(P<0.001)。研究结果初步探究了纳木措水体可培养细菌物种多样性的季节变化,对青藏高原湖泊生态系统的保护及细菌资源的开发利用具有重要意义。

色林错表层水体真核微生物多样性和群落分布格局

真核微生物作为高原湖泊生态系统食物网的关键组成部分,对维持高原湖泊生态平衡和促进生态系统营养流动过程至关重要。为研究色林错表层水体真核微生物多样性及其群落结构,2022年6月对色林错南岸(NA)、北岸(BA)和入水口(RSK)表层水体进行采样。基于18S rRNA基因高通量测序技术对样品进行分析,通过α多样性指数认识真核微生物群落的差异性,利用Pearson相关系数衡量理化因子与α多样性指数的相关性,并采用冗余分析(RDA)探究环境因子对真核微生物群落结构的影响。结果表明,调查共得到1343条OTU,分属9门15属,真核微生物群落主要由纤毛门(Ciliophora)和节足动物门(Arthropoda)组成。α多样性指数表明,色林错表层水体真核微生物群落多样性较低。NMDS分析及ANOSIM检验显示,真核微生物群落的区域间(NA、BA、RSK)差异大于区域内差异。Pearson相关性分析表明,电导率(EC)、总溶解固体量(TDS)和盐度(Salt)与α多样性指数显著相关。RDA分析结果表明,EC、TDS和Salt是影响色林错表层水体真核微生物群落结构的主要环境因子。本文阐明了色林错真核微生物群落结构组成情况及与环境的关系,为未来色林错收缩或扩张变化后的真核微生物群落动态研究提供参考依据。

纳木措湖沿岸表层水细菌群落特征及影响因素

为了探究夏季纳木措湖沿岸表层水体细菌群落特征,为以后纳木措湖细菌的研究打下基础,围绕纳木措湖一周选取采样点19个。现场采集水样,进行理化因子测定,运用高通量测序技术获取上述样点的16S rDNA数据,根据多样性指数和丰富度指数计算比较各样点的细菌群落多样性和丰富度,根据各样点细菌群落在门和属水平的分布来研究纳木措各样点细菌分布差异,基于Spearman相关性系数来衡量理化因子与α-多样性指数的相关性,采用冗余分析(redundancy analysis,RDA)探究理化因子与细菌群落分布之间的关系。在纳木措水体中共获得细菌4137个OTU(operational taxonomic units),属于87门204纲498目645科1185属。门水平优势菌群为变形菌门(Proteobacteria,39.61%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,13.41%)和厚壁菌门(Firmicutes,12.61%),其中,变形菌门以γ-变形菌为优势菌群,其次为β-变形菌和α-变形菌。属水平有71.67%的未知细菌菌属。纳木措Shannon多样性指数显示,纳木措细菌种类比较丰富。Spearman相关性系数显示,水体细菌α-多样性指数与环境因子之间没有相关性。RDA分析表明,影响纳木措水体细菌群落结构的主要理化因子为温度(P=0.002,F=5.7)。纳木措沿岸表层水体细菌群落分布差异较为明显,细菌群落比较丰富,有许多未知菌种需进一步鉴定,有广阔的研究前景。

纳木措可培养丝状真菌多样性及其与理化因子关系

微生物多样性在评估水体生态环境方面发挥着重要作用。本研究以青藏高原纳木措湖为研究对象,开展水体可培养丝状真菌多样性及影响因子研究。通过膜过滤平置培养法、经典分类法和rRNA转录间隔区(ITS)序列分析对纳木措湖20个采样点的丝状真菌进行分离、纯化及鉴定,测定水体理化指标,综合分析丝状真菌空间分布格局与理化因子的相关性。菌种鉴定结果显示,从纳木措水体样品中共分离纯化出1,412株丝状真菌,隶属22属47种,其中链格孢属(Alternaria)、青霉属(Penicillium)和毛霉属(Mucor)为优势属,链格孢(Alternaria chlamydosporigena)和冻土毛霉(Mucor hiemalis)为优势种;Pearson相关性分析显示,丝状真菌总丰度与温度、铵态氮、全磷呈显著正相关;冗余分析显示,铵态氮、温度、全磷、全氮、盐度及电导率是影响纳木措湖丝状真菌群落组成与分布的主要理化因子。综上所述,纳木措水体可培养丝状真菌具有较高的物种多样性和空间异质性,而且水体环境因子影响其分布。