水生高等植物对湖泊浮游细菌群落结构的影响及其机制

水生高等植物是浅水湖泊中的关键功能群，而浮游细菌在湖泊等水生生态系统的物质循环和能量流动中发挥重要作用，然而不同类型水生高等植物对浮游细菌的组成及相关环境过程的影响及其机理尚不清楚。本项目借助分子系统学研究方法，将野外观测与控制实验相结合，在明确不同类型水生高等植物对浮游细菌群落结构影响的基础上，进一步从水体溶解性有机碳的来源与组成、水生高等植物垂向生长差异引起的溶氧浓度变化以及捕食作用这三个方面，揭示水生高等植物对浮游细菌群落结构、多样性以及空间分布的影响机制。上述研究的开展将有助于深入认识水生高等植物对水体生态系统的作用，认识淡水生态系统的结构与功能，丰富种间关系、关键功能群等生态学理论。

水生高等植物是浅水湖泊中的关键功能群，而浮游细菌在湖泊等水生生态系统的物质循环和能量流动中发挥重要作用，然而不同类型水生高等植物对浮游细菌的组成及相关环境过程的影响及其机理尚不清楚。本项目借助分子系统学研究方法，将野外观测与控制实验相结合，明确了不同类型水生高等植物对浮游细菌群落结构(bacterioplankton community composition, BCC)影响和机制。首先，本人及所在团队对东太湖主要的水生植被分布区开展为期1周年的野外调查，此外，采用构建不同尺度微宇宙的方法，确定单种植物对BCC的影响。野外样品的变性梯度凝胶电泳分析结果显示，BCC存在明显的季节变化，而且，各个BCC样品之间在夏季和秋季的异质性显著高于春季。克隆文库样品的相似度LIBSHUFF分析表明，绝大部分野外样品两两之间序列组成存在显著差异。与野外研究一致，微宇宙克隆文库之间细菌组成差异也较大。对于不同尺度微宇宙实验的多元统计分析显示，植物类型对于BCC存在显著的影响。而且，微宇宙内植物的生物量对于BCC也存在显著影响。但是，CCA结果中环境因子对于BCC动态变化的解释度不高(< 40%), 因此，我们怀疑其他因子，例如不同种类植物的有机质组成的差异，可能会导致BCC的变化。在此基础上，我们通过采集沉水植物苦草（Vallisneria spiralis L.）和伊乐藻（Elodea canadensis）人工培养滤液接种浮游细菌的方法，开展了沉水植物光合作用向水体释放的溶解性有机碳（DOC）对BCC影响的研究。结果表明，水生植物培养液对浮游细菌产生了明显的影响，这可能是植物和细菌之间交换营养物质、矿物质以及细菌对植物次生代谢产物响应的结果。放线菌(Actinobacteria)，Delta-变形菌(Deltaproteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)在苦草分泌物处理组中占优势。本项目的执行在湖泊野外生境、不同尺度的微宇宙以及控制实验中证实了水生植物对于浮游细菌群落结构的影响及作用机制。上述研究的开展将有助于深入认识水生高等植物对水体生态系统的作用，认识淡水生态系统的结构与功能，丰富种间关系、关键功能群等生态学理论。截止到2013年12月31号，在该基金资助下共发表SCI论文3篇，CSCD论文2篇，仍有一篇SCI论文在投稿中。