黄海底栖纤毛虫的群落结构与时空变化

采用密度梯度离心结合定量蛋白银染色(Ludox-QPS)方法,对2010年7月和11月获自黄海海域沉积物中的底栖纤毛虫进行了群落结构研究,并结合环境因子进行了分析。结果表明:7月浒苔暴发期间,纤毛虫现存量以北黄海、南黄海近岸和长江口外海域较高,南黄海离岸站位较低;11月的纤毛虫丰度和生物量均明显高于7月,南黄海近岸站位的丰度和生物量较高,且向外海随水深增大呈减少的趋势。11月丰度和生物量前三位的类群与7月一致,前口类丰度所占比例最高,核残迹类生物量所占比例最高。肉食性纤毛虫均是两个月份的最优势摄食类群。11月纤毛虫的物种数、Margalef指数和香农-威纳指数均高于7月,且均以南黄海近岸海域较高,而离岸海域较低;纤毛虫丰度、生物量、物种数、Margalef和香农-威纳指数与底层水温度和沉积物中值粒径呈显著正相关。冷水团对底栖纤毛虫群落结构和分布有一定的影响,且是多个环境因子的共同影响。两个月份纤毛虫群落间的Jaccard相似系数值高于单个月份南北黄海和冷水团内外的系数值,表明黄海底栖纤毛虫的物种组成在季节间的差异可能小于不同海域之间的差异。7月南黄海近岸较高的纤毛虫现存量和多样性表明,浒苔的死亡和降解可能通过级联效应促进了近岸站位纤毛虫的生长。

长江口邻近海域夏季底栖纤毛虫的多样性与群落结构特点

采用Ludox-QPS方法,研究了2011年8月采自长江口邻近海域9个站位沉积物中纤毛虫的群落结构及分布特点,并结合沉积环境进行综合分析。结果表明,表层8cm沉积物中底栖纤毛虫的平均丰度为(2782±1493)cells/10cm^2,生物量为(10.06±6.41)μgC/10cm^2。长江口海域北部站位的丰度和生物量呈从近岸向外海增加,南部的站位呈现相反的分布趋势。在垂直分布上,62%的底栖纤毛虫分布在表层2cm,12%分布在5—8 cm。本研究共检获纤毛虫106种,隶属于15纲/亚纲,24目,69属,前口纲在丰度及生物量上均为最优势类群(丰度占45.5%,生物量占56.4%),核残迹纲在生物量上居第二位。就食性来看,肉食性纤毛虫物种数最多(44种),其丰度和生物量所占比例也最高(40.3%,66.8%),但在长江口外站位(M1站),菌食性纤毛虫为最优势摄食类群。分析表明,研究海域底栖纤毛虫群落结构与底层水盐度最相关。聚类分析结果显示,由于较多量的伪钟虫属(Pseudovorticella)和原领毛虫属(Prototrachelocerca)种类出现导致长江口北部L1站的纤毛虫群落结构不同于其他站位。本研究所获底栖纤毛虫的丰度和生物量较东海离岸海域已有研究结果均高,表层8cm沉积物中纤毛虫的丰度约是上层30m水柱中浮游纤毛虫的116倍,生物量约是后者的150倍。基于目前黄东海有关底栖纤毛虫物种多样性的已有报道,其多样性在长江口离岸海域高于近岸潮间带,且在离岸海域东海低于黄海。

稀有OTU对海洋底栖纤毛虫群落异质性的影响研究

运用高通量测序技术分析微型生物多样性时,生物学重复间常表现出明显的异质性,这可能是高比例的稀有可操作分类单元(operated taxonomic unit,OTU)造成的“假象”。为明晰陆架海区站位间及同一站位重复间底栖纤毛虫群落的异质性水平,并探明稀有OTU与群落异质性的关系,给出去除稀有OTU阈值的科学建议。本研究在东海选取具有明显环境梯度的4个站位,每站位采集3个重复沉积物,采用高通量测序技术研究纤毛虫群落与分布。研究表明同一站位重复间群落不相似度在30%~34%,重复间群落的高差异性会掩盖地理距离较近的站位间差异(33%)。各个站位重复间共有OTU分别占该站位检获的总OTU数的34.4%,31.9%,39.5%和36.5%,而序列数基本占据94%以上。相对丰度小于0.1%的OTU占总OTU数的80%。依次去除相对丰度低于0.01%至0.1%的OTU,发现去除稀有OTU能够有效降低重复间差异,去除越稀有的OTU,降低效果越强;对站位之间的差异影响较小,且站位差异越大影响越小。稀有OTU的分布随机性极强,基本与站位无关。相对丰度低于0.015%的OTU是造成重复间群落异质性的主要原因,去除该部分OTU可更真实地展现底栖纤毛虫的群落异质性。

食物和温度对海洋底栖纤毛虫——叶状突口虫种群增长的影响

为了解海洋底栖纤毛虫的种群动力学,揭示不同温度和食物条件对其种群增长的影响,以一种潮间带常见且占优势的大型底栖纤毛虫——叶状突口虫(Condylostoma spatiosum)为对象,通过在室内15℃、20℃及25℃下分别投饲等边金藻、牟氏角毛藻、杜氏盐藻和三角褐指藻,进行种群增长研究.结果显示,叶状突口虫的增长率总体上随温度升高而加快,在15℃下的增长率远低于20℃和25℃下.同时,不同食物也对增长率产生了明显影响:杜氏盐藻投喂组的纤毛虫在3种温度下均获得较高的增长率(25℃下达0.692d-1)和最大的种群数量,等边金藻投喂组则在增长率和最大种群数量上均较小,而15℃下牟氏角毛藻投喂组的种群增长率最低(仅0.103d-1).统计分析显示,食物和温度以及两者的交互作用对叶状突口虫种群增长率均有显著影响(P<0.001).本研究表明,底栖纤毛虫在较高温度和较佳食物条件下可获得更高的种群增长率.由于底栖纤毛虫的多样性(大小、食性等)及食物因子(类型及品质)的复杂性,以及食物与温度可能存在的交互作用,经由不同温度和食物条件测得的种群增长率进而估算的纤毛虫生产力可能产生较大差异.因此,在底栖微食物网模型构建时应同时考虑温度和食物的交互影响.

深圳福田红树林底栖纤毛虫的群落生态学

利用活体观察和蛋白银染色方法,对深圳福田红树林鸟类自然保护区内底栖纤毛虫的群落结构进行了研究,包括底栖纤毛虫的种类组成、丰度、优势类群及物种的多样性分析.共观察到隶属于3纲11目24属的土壤纤毛虫44种.统计结果表明,主要优势类群为肾形目(Colpodida)和下毛目(Hypotrichida)的种类,分别占纤毛虫总种类数的45.45%和18.18%.丰度的最高值出现于6月的高潮带,每克风干土壤中的个体数达到60534个;最低值出现于12月的低潮带,每克风干土壤中的个体数为7795个.各个潮间带的Margalef多样性指数介于0.73～2.19之间.丰度与土壤理化因子的相关性分析表明,各理化因子对底栖纤毛虫数量的影响不具显著性.此外,原生动物群落的各结构功能参数反映了其栖息地的环境状况.

基于形态学与核糖体DNA及其cDNA高通量测序的海洋沉积物中纤毛虫多样性比较

高通量测序技术广泛应用于环境真核微生物多样性的研究,可检获较之传统形态学方法更高的多样性。然而,检获的高分子多样性与基于形态的物种多样性在构成上的差异仍然不明。本研究首次对比分析了基于形态学的南黄海沉积物中的纤毛虫物种多样性与基于核糖体18S DNA和c DNA高通量测序的多样性异同。结果表明:形态鉴定获得8纲、20目、30科、36属共97种纤毛虫;DNA测序检获10纲、28目、55科、76属共174个OTUs;而通过c DNA测序获取的纤毛虫多样性最高,获10纲、31目、68科、99属共284个OTUs。研究发现,形态学方法检获的纤毛虫均为底栖生纤毛虫;两种分子手段检获的多样性更高,群落结构更为近似,覆盖了形态鉴定所获的绝大部分类群。但DNA测序还检获了序列比例高达90%的浮游类群,可能源于包囊或死亡沉降的物种;而c DNA测序检获了约7%的浮游纤毛虫序列。较之DNA测序,c DNA法检获的底栖纤毛虫在群落结构上与形态学结果更为接近。本研究表明,分子手段有助于更全面地揭示沉积物中的纤毛虫多样性,DNA测序可同时揭示休眠包囊、胞外DNA及过去群落的信息,而c DNA测序在研究活动纤毛虫多样性上更有优势。