白洋淀冬季沉积物好氧反硝化菌垂向分布特征及群落构建

作     者：张甜娜 陈召莹 张紫薇 周石磊 孟佳靖 陈哲 张一凡 董宛佳 崔建升 ZHANG Tian-na;CHEN Zhao-ying;ZHANG Zi-wei;ZHOU Shi-lei;MENG Jia-jing;CHEN Zhe;ZHANG Yi-fan;DONG Wan-jia;CUI Jian-sheng

作者机构：河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      面：2614-2623页

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51909056) 河北省自然科学基金项目(E2021208011) 河北省高等学校科学技术研究青年基金项目(QN2021064) 河北科技大学引进人才科研启动基金项目(1181278) 大学生创新创业训练计划项目(S202110082002,2021010) 

主　　题：白洋淀 冬季 沉积物 好氧反硝化菌 垂向分布 群落构建 

摘      要：为了探究白洋淀冬季沉积物好氧反硝化菌群落垂向分布特征、关键物种和群落构建过程,结合好氧反硝化功能基因(napA)高通量测序技术,进行了微生物多样性分析、物种差异分析、关键物种识别和群落构建过程研究.结果表明,该时期白洋淀沉积物高通量测序得到13845个OTUs,共分为10个门类,其中第一大门类为变形菌门,达到29.03%~94.46%,从表层到底层呈下降趋势;占比前二的纲为β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria;占比前三的属为Cupriavidus、Aeromonas和Thauera.微生物α多样性显示垂向分组间表层沉积物Chao1指数最大为3327.67±621.28,明显高于底层(2193.96±455.57);中层沉积物Simpson指数最大为0.97±0.013,明显高于表层(0.94±0.029).主成分分析和Venn图显示表层和底层间差异性最显著,Adonis分析表明垂向间存在极其显著差异(P0.001);随机森林分析和网络分析的关键物种有交叉相同的物种(Bordetella),但差异贡献程度最高的物种不同,分别为Ferrimonas和unassigned;中性群落模型(NCM)结果显示从表层到底层解释率逐渐增大,整个淀区解释率最大(R^(2)=0.655),表、中和底层的标准化随机率(NST)分别为0.29±0.31、0.56±0.35和0.88±0.21,呈现极其显著差异(P0.001);NCM和NST结果表明由表层到底层随机性选择过程主导程度呈现加强趋势.综上,通过对该时期沉积物好氧反硝化菌群垂向分布特征和群落构建过程进行研究,可为低温好氧反硝化菌的筛选提供技术支持.