烟台近海典型生境浮游原生生物群落组成和季节变化研究

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原生生物是海洋生态系统中一个重要的生态类群,在全球初级生产力和碳元素传递中扮演着关键性角色。在过去的十年,随着分子生态学技术的发展,国际上有关海洋原生生物的群落组成和生态贡献已有诸多突破性的认识和发现。在我国,近年来尽管在海洋原生生物多样性研究方面取得了很大进展,有关海岸带和近海生境原生生物类群间的相互作用和群落季节动态的相关信息还知之甚少,相关研究仍鲜有开展。采用高通量测序为主的分子生态学方法,本工作对我国临近北黄海的烟台近海三种典型的海岸带生境(河口、潮间带和养殖水体)原生生物群落和纤毛虫类群的群落组成和季节动态展开研究。主要研究结果包括:(1)烟台近岸河口和潮间带的原生生物的类群互作和群落的季节变化。我们在2018年3月至2019年2月期间,对烟台近岸的入海河口和潮间带区域的浮游原生生物展开调查。采集表层水样品,通过对18S rDNA V4区域的测序,对其原生生物的多样性、群落的季节变化、驱动的环境因子和类群间的相互作用进行分析。数据分析表明,本次调查的两个采样点的环境因子和生物多样性都没有显著差异,最主要的优势类群均为囊泡类(Alveolata)、绿藻(Chlorophyta)和不等鞭毛类(Stramenopiles)。浮游原生生物群落呈现明显的季节分布模式,如相对丰度较高的类群Dino-Group-I-Clade-1和UlotrichalesX在春季和夏季的比例较高,而深海双球菌科(Bathycoccaceae)在秋季和冬季的比例较高。Alpha多样性指数最高出现在秋季,最低出现在春季,Spearman分析表明营养盐(SiO42-,PO43-)、总有机碳含量和pH是影响alpha多样性的主要环境因子。从冗余分析(RDA)的结果来看,温度,PO43-和总有机氮是影响该区域整个浮游原生生物群落的主要环境因子。Co-variance network分析显示,纤毛虫、绿藻和鞭毛藻共同出现的频率较高,显示捕食、寄生和混合营养为该区域主要的生物间的相互作用。(2)烟台近岸河口和潮间带纤毛虫的群落组成和季节分布。本研究通过对河口和潮间带原生生物18S rDNA高通量测序数据的挖掘,研究了河口和潮间带两种生境浮游纤毛虫的群落组成和季节分布。结果显示:烟台近岸河口和潮间带的浮游纤毛虫的优势类群为旋唇纲(Spirotrichea)、CONThreeP和寡膜纲(Oligohymenophorea)。其属级类群的分布存在显著的季节差异:StrombidiumR,Tintinnopsis09和Bistichella在冬季的相对丰度较高,而Stenosemella和Parastrombidinopsis在春季具有较高的相对丰度。浮游纤毛虫的多样性最高出现在冬季,最低出现在春季。RDA结果显示水温、铵盐和硝酸盐是驱动浮游纤毛虫群落结构变化的主要因素,而浮游纤毛虫中的Bistichella及StrombidiidaEXX属受铵盐和硝酸盐浓度的显著影响。(3)海参养殖水体浮游纤毛虫群落组成和季节变化。通过高通量测序技术,对一类养殖水体纤毛虫群落的多样性和季节变化进行了研究,并综合群落结构和环境因子探讨了影响纤毛虫群落变化的制约性因素。结果显示:海参养殖水体中浮游纤毛虫的优势类群为旋唇纲(Spirotrichea)、CONThreeP和Colpodea纲,优势的属级类群为Askenasia、Colpoda和Favella属。养殖水体中纤毛虫群落存在显著的季节差异,StrombilidiidaeFX在夏季相对丰度较高,Colpoda在冬季较多;纤毛虫多样性最高出现在六月份,最低出现在三月份;RDA分析表明水温、pH、铵盐和硝酸盐是驱动养殖水体中浮游纤毛虫群落结构变化的主要因素,其中Colpoda类群与水温有显著负相关,Favella与铵盐呈现正相关。
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