北極微藻藻際細(xì)菌類群結(jié)構(gòu)及其相互作用機(jī)制研究.pdf

1、浮游微藻與細(xì)菌是構(gòu)成極區(qū)海洋浮游生態(tài)系統(tǒng)極為重要的一環(huán)，對(duì)極地微食物環(huán)有著重要的意義。本研究以五株北極微藻:脆桿藻(Fragilariopsis_cfsp.)、微單胞藻（Micromonassp.）、四棘藻（Attheyaseptentrionalis）、海鏈藻（Thalassiosirasp.）和小球藻（Chlorellasp.）為研究對(duì)象，對(duì)這五株微藻進(jìn)行藻際環(huán)境的細(xì)菌多樣性分析。并且對(duì)夏季北極海域的優(yōu)勢(shì)微微型浮游植物-微單胞藻與其

2、關(guān)聯(lián)菌群的生理生態(tài)學(xué)關(guān)聯(lián)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，選擇了兩種不同生理時(shí)期（指數(shù)生長(zhǎng)期、穩(wěn)定生長(zhǎng)期）的微單胞藻，并對(duì)微單胞藻與添加希瓦菌及添加北極海水自然菌群的生理生態(tài)學(xué)差異進(jìn)行了比較?；趯?duì)北極的優(yōu)勢(shì)浮游植物—細(xì)菌相互作用機(jī)制的探索為目的，從北極各生境中分離出的具重要生態(tài)地位的微藻，并對(duì)與這些微藻緊密關(guān)聯(lián)的微生物群落多樣性進(jìn)行研究，將對(duì)人們認(rèn)識(shí)北極海域微食物環(huán)以及微食物環(huán)中的各個(gè)生態(tài)學(xué)角色有了更深入的認(rèn)知。并評(píng)估對(duì)能量物質(zhì)流通的可能影響，為極地海域

3、“微食物環(huán)-浮游植物-關(guān)鍵微生物菌群”耦合互作提供實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。
　　 DGGE圖譜和聚類分析顯示五株微藻具有不同的關(guān)聯(lián)微生物群落結(jié)構(gòu)組成。其中微單胞藻、脆桿藻、四棘藻和海鏈藻的藻際細(xì)菌主要由Cyanobacteria、α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria組成，僅微單胞藻和脆桿藻檢測(cè)出CFB菌群。小球藻是由Cyanobacteria、CFB菌群、α-Proteobacteria、β-Proteob

4、acteria，而無(wú)γ-Proteobacteria。微單胞藻關(guān)聯(lián)菌群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不同生長(zhǎng)時(shí)期的游離細(xì)菌和粘附細(xì)菌差異不明顯。脆桿藻、四棘藻、海鏈藻和小球藻藻際環(huán)境中游離細(xì)菌的組成不同于粘附細(xì)菌。三株硅藻的游離細(xì)菌主要由γ-Proteobacteria組成，小球藻的游離細(xì)菌主要為β-Proteobacteria，而這四株微藻的粘附細(xì)菌主要由Cyanobacter組成。從DGGE圖譜來(lái)看，脆桿藻的游離細(xì)菌和粘附細(xì)菌的條帶在延滯期、指數(shù)期和穩(wěn)

5、定期顯著不同，但是優(yōu)勢(shì)條帶比較穩(wěn)定，其他四株藻不同生長(zhǎng)期的粘附細(xì)菌和游離細(xì)菌的條帶比較穩(wěn)定，說(shuō)明藻菌關(guān)聯(lián)是比較穩(wěn)定的。
　　 采用依次加入抗生素法（依次加入青霉素，新霉素，慶大霉素，卡那霉素），獲得了微單胞藻的無(wú)菌株系。選用兩種不同生理時(shí)期（指數(shù)生長(zhǎng)期和穩(wěn)定生長(zhǎng)期）的藻種作為初始實(shí)驗(yàn)樣品。無(wú)論微單胞藻加入自然細(xì)菌還是希瓦細(xì)菌，對(duì)指數(shù)生長(zhǎng)期和穩(wěn)定生長(zhǎng)期的微單胞藻的數(shù)量沒(méi)有明顯的影響，藻類數(shù)量的變化趨勢(shì)基本相同的，微單胞藻均能保持正

6、常的生長(zhǎng)。穩(wěn)定生長(zhǎng)期(EM)和指數(shù)生長(zhǎng)期(SM)的細(xì)菌數(shù)量變化趨勢(shì)是類似的。整個(gè)穩(wěn)定生長(zhǎng)期微單胞藻的關(guān)聯(lián)細(xì)菌數(shù)量變動(dòng)范圍比指數(shù)期微單胞藻的關(guān)聯(lián)菌群數(shù)量變動(dòng)大。TEP的數(shù)量在500～3500個(gè)/mL之間波動(dòng)，EM和SM組的TEP數(shù)量與對(duì)照組之間并無(wú)顯著差異。指數(shù)生長(zhǎng)期DOC濃度基本在400～600μM，而穩(wěn)定生長(zhǎng)期DOC濃度在500～800μM變化。穩(wěn)定生長(zhǎng)期的DOC濃度高于指數(shù)期的DOC濃度。添加外源菌類的DOC濃度要略低于無(wú)添加外源菌

7、的實(shí)驗(yàn)組，顯示了添加的外源細(xì)菌消耗微藻釋放的有機(jī)碳源。指數(shù)生長(zhǎng)期，DFAA在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中無(wú)顯著差異，但在穩(wěn)定生長(zhǎng)期，加入自然海水(SM2)和加入希瓦菌(SM3)在實(shí)驗(yàn)早期顯著高于對(duì)照組。加入自然海水(SM2)DFAA的濃度在第3天時(shí)由20μM升到最高值90μM，加入希瓦菌(SM3)的DFAA的濃度則由25μM升到最高值140μM，顯示微藻生長(zhǎng)減慢，釋放更多的有機(jī)物。微單胞藻加入外源細(xì)菌，對(duì)其影響生長(zhǎng)不顯著;從藻際細(xì)菌多樣性結(jié)構(gòu)來(lái)看，