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本研究以三峡库区重庆万州段为研究对象,使用定量PCR和高通量测序技术的分子生物学手段对该区域干流和支流间的水体和底泥中细菌群落和甲烷功能菌群落进行物种组成及多样性分析、RDA分析、系统发育分析等的对比分析以及沉积物中甲烷功能菌群落与CH4排放通量的皮尔逊相关性分析和冗余分析,得到以下研究成果:
(1)干流和支流的水体及底泥中的细菌群落多样性和丰度均不存在显著差异;干流和支流的水体和底泥中的物种数目没有明显规律,但细菌群落组成有一定的相似性,也各自存在着其特有的物种。水体中TOC、NH4+-N含量及水温、pH是导致5月份细菌群落的多样性和丰度明显高于其他三个月份的主要因素。因此,环境因子通过影响细菌群落多样性和丰度进而影响细菌群落组成结构。
(2)门水平上,底泥中的细菌种类整体多于水体,且存在几种底泥中独有且相对丰度较低的物种,如Ignavibacteriae、Latescibacteria等。无论是干流还是支流,变形菌门、放线菌门、拟杆菌门都是湖泊、水库等淡水水体和底泥中的优势物种。TOC、NH4+-N是影响水体和底泥中细菌群落组成结构的重要环境因子。
(3)干流和支流的水体和底泥中的甲烷功能菌群落多样性和丰度不存在显著差异,在门水平上不存在具有显著差异性的物种。目水平上的产甲烷优势菌种为甲烷杆菌目、甲烷微菌目以及甲烷八叠球菌目;纲水平上的甲烷氧化优势菌种为:α-Proteobacteria与γ-Proteobacteria。NH4+-N与DO含量、pH是影响mcrA基因和pmoA基因丰度的重要因素。TOC即底泥中有机质含量影响底泥中甲烷功能菌群落结构的重要环境因子。
(4)产甲烷菌群落中,有部分古菌对甲烷排放产生较大影响,如一些未分类的产甲烷古菌:Unclassified_f_Methanoregulaceae、unclaasified_p_Euryarchaeota以及甲烷螺菌属(Methanospirillum )、Methanoregula、甲烷杆菌属(Methanobacterium)与甲烷八叠球菌科(Methanosarcinaceae),当这类物种丰度增加时通过促进甲烷产生来影响甲烷排放;甲烷氧化菌群落中,影响甲烷排放的关键物种有:甲基八叠球菌属(Methylosarcina)、甲基杆菌属(Methylobacter),当methylosarcina和Methylobacter丰度增加时会加速甲烷氧化从而减少水-气界面的甲烷排放。
(1)干流和支流的水体及底泥中的细菌群落多样性和丰度均不存在显著差异;干流和支流的水体和底泥中的物种数目没有明显规律,但细菌群落组成有一定的相似性,也各自存在着其特有的物种。水体中TOC、NH4+-N含量及水温、pH是导致5月份细菌群落的多样性和丰度明显高于其他三个月份的主要因素。因此,环境因子通过影响细菌群落多样性和丰度进而影响细菌群落组成结构。
(2)门水平上,底泥中的细菌种类整体多于水体,且存在几种底泥中独有且相对丰度较低的物种,如Ignavibacteriae、Latescibacteria等。无论是干流还是支流,变形菌门、放线菌门、拟杆菌门都是湖泊、水库等淡水水体和底泥中的优势物种。TOC、NH4+-N是影响水体和底泥中细菌群落组成结构的重要环境因子。
(3)干流和支流的水体和底泥中的甲烷功能菌群落多样性和丰度不存在显著差异,在门水平上不存在具有显著差异性的物种。目水平上的产甲烷优势菌种为甲烷杆菌目、甲烷微菌目以及甲烷八叠球菌目;纲水平上的甲烷氧化优势菌种为:α-Proteobacteria与γ-Proteobacteria。NH4+-N与DO含量、pH是影响mcrA基因和pmoA基因丰度的重要因素。TOC即底泥中有机质含量影响底泥中甲烷功能菌群落结构的重要环境因子。
(4)产甲烷菌群落中,有部分古菌对甲烷排放产生较大影响,如一些未分类的产甲烷古菌:Unclassified_f_Methanoregulaceae、unclaasified_p_Euryarchaeota以及甲烷螺菌属(Methanospirillum )、Methanoregula、甲烷杆菌属(Methanobacterium)与甲烷八叠球菌科(Methanosarcinaceae),当这类物种丰度增加时通过促进甲烷产生来影响甲烷排放;甲烷氧化菌群落中,影响甲烷排放的关键物种有:甲基八叠球菌属(Methylosarcina)、甲基杆菌属(Methylobacter),当methylosarcina和Methylobacter丰度增加时会加速甲烷氧化从而减少水-气界面的甲烷排放。