基于高通量DNA测序的鄱阳湖微生物生态研究

湖区环境污染问题引起广泛关注，及时快速准确地监测鄱阳湖区的生态环境状况是发展生态经济的重 要保证。微生物的分布是湖区生态环境的一个重要 指标。由于核糖体RNA和它的基因具有很好的保守性，可作为可靠的微生物生态学标志，用来计算自然界物种之间的亲缘关系，因此核糖体DNA基因广泛应 用于分子基因分析。本研究以微生物16S RNA基因为 研究对象，使用最新高通量测序技术，测出某一区域所有微生物的16SRNA基因序列，通过生物 信息学分析，找出物种的特异性序列及其丰度，从 而得出该地区微生物的分布情况。本项目已开展了初步研究，我们对鄱阳湖的一个特定区域取样，进行了测序研究，测定的结果较能真实反应微生物的分布情况。本研究提出了一种新型的研究微生物生态方法，具有高通量和高准确性，可供对流域内污染源及污染治理情况进行数据分析，为江西工业可持续发展及科学发展规划提供依据。

本课题利用高通量测序技术对鄱阳湖微生物生态多样性进行了研究，发现在域（Domain）的水平上，古生菌（Archaea）占0.2%，绝大部分（99.705%）属于细菌域；细菌域中在门（Phyla）水平上，变形菌门45%、拟杆菌门13%、厚壁菌门8%、放线菌门7%、浮霉菌门5%、疣微菌门4%、蓝菌门4%、酸杆菌门4%、绿弯菌门2%、装甲菌门1%、衣原体门1%、TM7（1%）；变形菌、拟杆菌、厚壁菌、放线菌是优势类群。其中装甲菌门（Armatimonadetes）1%、衣原体门（Chlamydiae）1%、TM7（1%）、Thermi、绿弯菌门（Chloroflexi）在之前研究中未见报告；在属（Genus）的水平上，占优势的有浮霉状菌属（Planctomyces）、黄杆菌属（Flavobacterium）、原绿球藻属（Prochlorococcus）、新鞘脂菌属（Novosphingobium）、Hydrocarboniphaga、气微菌属（Aeromicrobium）、红长命菌属（Rubrivivax）、Polynucleobacter、假单胞菌属（Pseudomonas）、草酸杆菌属（Oxalobacter）。.鄱阳湖最主要的微生物菌群的相对丰度上是有变化的，就各个采样点而言所选取的采样点之间未见微生物群落有显著变化和显著不同。而从鄱阳湖湖区的北部和南部来看，显出了一种九月份微生物的丰富度呈现从北至南逐渐减少的趋势，显出了一种在八月份前后微生物的丰富度呈现从北至南逐渐增多的趋势，这些趋势与前面提到的单个采样点呈现的微生物丰富度变化趋势是一致的，初步推断，鄱阳湖北部湖区与南部湖区的微生物丰富度呈现一种动态变化中，而八月至九月间很可能为这一动态变化趋势呈现反转变化的一个时间段。从群落结构上，可以推断从2007年到2014年鄱阳湖湖泊水富营养化状况趋于严重的情况的趋势并没有改变。PCA分析表明南矶乡的样品和吴城的样品与星子、康山和梅溪采样点的样品比较差异性相对较大。