鄱陽湖水體氮磷營養與微生物群落結構的時空變化

《鄱陽湖水體氮磷營養與微生物群落結構的時空變化》是依託南昌大學，由吳蘭擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鄱陽湖水體氮磷營養與微生物群落結構的時空變化
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：吳蘭
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

微生物在湖泊生態系統中對有機物的分解和營養物的重新礦化過程發揮著不可替代的作用，有關微生物群落結構與功能的關係是生態學關注而有待解決的研究熱點。本研究選取生態健康狀況處於惡化過程中的鄱陽湖為研究對象，針對湖泊水體N、P營養狀況空間差異現象，在河湖交匯口及不同流速湖區選取不同營養水平的水域，開展水體N、P養分、微生物豐富度、微生物群落結構及其時空動態變化、微生物功能群結構的研究，以闡明水體N、P營養變化與微生物群落動態耦合過程。研究成果有利於闡明淡水湖泊微生物群體對營養環境的反應變化規律，也有利於全面剖析湖泊濕地生態系統的結構與功能，還有利於開發利用微生物資源，還可望為預測湖泊生態系統水環境變化提供一項重要指標。

結題摘要

本項目選取鄱陽湖主湖區、湖口、五大水系入湖口（饒河、贛江、修河、撫河和信江）以及三角洲蝶形湖泊（南磯山湖）水域10個典型樣地為研究對象，採用DGGE技術和高通量測序的分子生物學手段，於2010年10月和2011年5月（枯水、豐水期）調查了鄱陽湖表層水體微生物群落結構、組成變化以及與氮、磷營養和重金屬含量變化的動態耦合過程。同時研究了2011年5月鄱陽湖底泥微生物群落組成和氮循環功能基因（硝化細菌的氨氧化基因amoA、反硝化細菌的氧化二氮還原酶基因nosZ）的樣地變化規律。結果表明：鄱陽湖表層水體理化特點具有顯著的季節和樣地差異性，影響鄱陽湖水質的理化環境因子主要為溶氧率、透光度和電導率；鄱陽湖水體細菌主要由19個門組成，其中變形菌門、放線菌門、擬桿菌門、藍細菌門、疣微菌門為湖泊水體優勢菌群；水體細菌群落結構具有明顯的季節、樣地差異性，細菌群落主要受水體氮、有機質、電導率及重金屬Pb的影響，其中受電導率和重金屬Pb的影響最為顯著。湖泊底泥細菌主要由24個門組成，其中變形菌門、疣微菌門、酸桿菌門、擬桿菌門、放線菌門為優勢菌群；鄱陽湖底泥細菌群落結構具有顯著的空間異質性，群落主要受底泥總磷、重金屬Cu和Cd的影響。鄱陽湖底泥中參與氨氧化過程的硝化細菌主要為亞硝化單胞菌屬和亞硝化螺菌屬兩類，而參與氧化二氮還原的反硝化細菌主要為嗜酸菌屬、固氮弧菌屬、固氮螺菌屬、慢生根瘤菌屬、甲基桿菌屬和脫氮硫桿菌等18類。這兩種參與氮循環的基因文庫均有顯著的空間異質性。湖泊水體和底泥含有大量的未分類細菌提示，鄱陽湖蘊含了豐富的微生物資源，本研究為鄱陽湖科學管理、合理利用湖泊微生物資源等提供了實踐證明和理論基礎。