淡水湖泊真核超微藻遺傳多樣性研究.pdf

1、真核超微藻(Eukaryoticpicophytoplankton)為粒徑小于2μm的真核浮游植物。因其具有較大的比表面積和高的碳吸收效率，是水體初級生產力的重要貢獻者，在水生生態(tài)系統的物質循環(huán)和能量流動中起著十分重要的作用。本研究以真核超微藻為材料，探索了真核超微藻遺傳多樣性的研究方法，分析了30多個淡水湖泊真核超微藻多樣性、分布特點及環(huán)境影響因子。
　　第一，首先運用流式細胞儀分選及PCR、構建基因克隆庫的方法研究太湖、玄武湖

2、和紫霞湖真核超微藻的遺傳多樣性，在這些湖泊中主要發(fā)現了隱藻、金藻、硅藻、綠藻和定鞭藻五大門類。不同湖泊中真核超微藻多樣性存在明顯差異。隱藻普遍存在于三個湖泊中，金藻更適應水質較好的水域。研究中得到的部分真核超微藻與海洋中的藻聚在一起，可見湖泊與海洋的藻類組成具有一定的相似性，部分真核超微藻適應性強，可以在不同生態(tài)系統中廣泛生存。
　　第二，本研究對收集真核超微藻的方法進行了改進，用流式細胞儀分選法取代常規(guī)濾膜過濾法。樣品用量由原來

3、的500mL減少為50mL，單個樣品處理時間由原來3h縮短為20min，且分選可有效去除大部分非研究范圍內的生物，提高了后續(xù)擴增效率，適合大量樣品的研究。多樣性研究選擇了構建基因克隆庫和末端限制性片段長度多態(tài)性（T-RFLP）兩種方法，T-RFLP法操作簡便效率高，單個樣品上樣時間約20min，短時間內可得到多個樣品數據，如要確定具體物種需結合構建基因克隆庫法。
　　第三，序列比對結果表明，在得到光合自養(yǎng)型真核超微藻序列的同時，也

4、發(fā)現了部分異養(yǎng)超微型原生生物，包括真菌、Alveolate等。表明部分真菌和Alveolate可能以寄生或共生的方式與真核超微藻共存。
　　第四，通過末端限制性片段長度多態(tài)性(T-RFLP)方法調查了長江中下游湖泊真核超微藻多樣性。在所調查的所有淡水湖泊中，雖然各湖面積、空間位置及營養(yǎng)狀態(tài)不同，但均能檢測到真核超微藻，說明真核超微藻在淡水湖泊中普遍存在。長江中下游湖泊較多，利用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法對30個湖泊的營養(yǎng)水平進行了劃分，除

5、8個為中營養(yǎng)狀態(tài)，其他均為富營養(yǎng)狀態(tài)。
　　第五，長江中下游湖泊真核超微藻多樣性研究共發(fā)現了196個T-RFs片段，其中9％片段在超過一半的湖泊中都有分布，而45％的片段僅在一個到兩個湖中檢測到。說明真核超微藻多樣性非常豐富，只有少部分種類分布廣泛，可以存在于兩種以上的生態(tài)系統中，而大部分的核超微藻只存在于某一個湖泊的特定生境中。
　　第六，利用流式細胞儀對長江中下游各湖泊的真核超微藻計數，發(fā)現富營養(yǎng)化湖泊真核超微藻數量為中

6、營養(yǎng)湖泊的4-5倍。T-RFs片段統計顯示，中營養(yǎng)湖泊真核超微藻的T-RFs片段數平均為43，輕度富營養(yǎng)和中度富營養(yǎng)湖泊分別為31、32。表明中營養(yǎng)湖泊真核超微藻數量相對較少，但多樣性最為豐富，而富營養(yǎng)化湖泊真核超微藻雖然數量較多，但多樣性較低。
　　第七，用CANOCO4.5軟件分析不同湖泊真核超微藻多樣性與環(huán)境因子的相關性。通過去趨勢對應分析(DCA)判斷其是否具有線性相關關系，具有線性相關關系選擇冗余分析(RDA)，具有非線