草型/藻型湖泊底栖细菌群落结构及其对碳源利用的比较研究

随着富营养化的发生，浅水湖泊由以沉水植物为主的清水态（草型湖（区））逐渐转变为以浮游藻类为主的浊水态（藻型湖（区）），即稳态转换。湖泊转化伴随着生态系统结构和过程的变化，包括在湖泊，尤其是沉积物－水界面物质循环中起重要作用的底栖异养细菌群落。湖泊从草型到藻型的转化，异养细菌所需的碳源可能从高等植物为主转变到以藻类为主，这种碳源的转变是否是导致底栖细菌群落的变化的重要原因？本研究以太湖草型湖区（东太湖）和藻型湖区（梅梁湾）为对象，拟利用分子系统学等方法，调查不同湖区中底栖细菌的群落结构、分析其与环境因子的关系；运用13C同位素技术，分别培养沉水植物和藻类，并制成碎屑，从而获得13C富集的沉水植物（碎屑）和藻类（碎屑）碳源，并以此对采自不同湖区的底栖细菌的进行培养实验，分析不同类型湖区底栖细菌群落对不同碳源的利用效率，最终揭示底栖细菌群落结构对浅水湖泊稳态转化的响应与机理。

本研究对太湖藻型湖区梅梁湾和草型湖区东太湖进行了野外调查和室内实验两部分研究工作。.通过野外调查发现两个湖区底泥的理化因子差异显著（所有图P<0.05）。总体来说，两个湖区的各理化指标均随着深度下降。藻区有更高的TOC, TN, TP 和 Chl a浓度，并有更快的下降趋势。因此两个湖区在9-10cm时，各理化因子趋近相似。这可能与深层底泥中，易分解碳源已经消耗光，剩下部分大致相同有关。通由PLFA计算微生物总生物量为草区8.13 μg/g 到 2.14 μg/g 之间和藻区 28.94 μg/g 到 4.91 μg/g随深度变化。多样性指数显示，草型湖区表层PLFA种类更丰富，而藻区在深层底泥中有更高的PLFA多样性。PLFA f3、f5组分主要存在于草区之中，而在藻区之中含量较小。TOC、TP、TN、叶绿素等理化因子的差别造成了两个湖区之间的样品差异以及藻区各层微生物种类的差异；pH是造成草区各层底泥样品差异的主要原因。.而室内实验又分为两部分内容：.1..藻型湖区不同浓度蓝藻碳源添加.通过454测序得到不同浓度蓝藻碳源添加对底栖细菌群落的影响。结果表明，低浓度蓝藻对于底栖细菌的影响不大，高浓度蓝藻碎屑仅表面2个cm的样品微生物种群大幅度改变。即，藻区底栖细菌对蓝藻的适应性可能有一定的浓度范围。.2..草型/藻型湖区碳源交叉添加实验.通过454测序得到不同湖区底栖细菌对不同碳源添加的响应。结果表明，S1区样品与S2区样品有明显分界线。草区样品对照及添加样品的相似度更高。即草型湖区的微生物样品在面临外界碳源压力时表现出更好的稳定性。S2区添加蓝藻碳源的样品变化度要小于添加苦草碳源的，即藻型湖区底栖细菌在长期蓝藻碳源驯化中，可能表现出对蓝藻碳源有更高的适应性。