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生态循环水养殖池塘是将人工湿地和养殖池塘有机结合的一种新型的养殖模式,在未来具有良好的发展前途。池塘中的微生物组成对于生物监测和生物修复具有重要的意义,淡水生境中存在大量不可培养的微生物,使得传统的培养技术方法无法对微生物群落结构的多样性进行深入而全面的研究,而分子生物学的发展则提供了一种有效手段。为了探究系统中的微生物群落结构组成特征,为该新型水产养殖系统提供一定的科学依据。本文利用PCR-DGGE方法对此系统中水样和底泥样中的微生物群落结构进行了分析。
在2008年的6月到10月,每月采集五个循环塘和一个对照池塘的水样和底泥样品,提取DNA,扩增其16SrRNAV3区。在变性剂梯度为20%~50%,电压80V,电泳时间12小时的条件下DGGE条带的分离效果最好。
水样的DGGE图谱显示了较高的微生物丰度,且样本在空间和时间上均有较大的差异,具体表现在条带的数量、位置及亮度的不同。Quantityone软件包分析结果显示了对照塘不同于循环塘的微生物群落结构,说明生态循环水养殖在一定程度上改变了池塘的微生态环境,而这种改变主要是通过人工湿地的净化作用来完成的。13条特征条带的测序共得到4类细菌:放线菌门(Acinetobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroides)、蓝细菌门(Cyanobacteria),其中两条蓝细菌特定分布在对照塘中。主成分分析证明了对照塘与循环塘微生物群落结构组成的差异性,典型对应分析结果则证明溶解氧对于微生物群落组成的相关程度最大,其次为氮磷水平。
底泥微生物的DGGE显示了29条不同类型的条带,群落结构较为单一,说明底泥中的微生物丰度并不是很高,且样本在空间和时间上差异性亦不大,菌群结构相似程度比较高,微生物群落结构基本恒定。选取其中9条稳定的条带进行割胶测序分析,获得的序列分为4个细菌类群:变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌(Verrucomivrobia)、拟杆菌门(Bacteroides)、绿屈挠菌(Chloroflexi)。统计学分析表明,影响池塘水样微生物群落结构的主要环境因子对底泥依然起到作用。