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微生物学通报

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大叶藻(Zostera marina)海草床沉积物细菌和古菌丰度及组成的垂直剖面特征
郑鹏飞张晓黎龚骏

海草床是重要的“蓝碳”生态系统，对全球碳汇有重要贡献。海草床沉积物剖面呈现出表层氧化态且富含活性有机质，以及深层还原态以惰性有机质为主的垂直梯度特征。目前，海草床沉积物剖面的微生物分布特征尚不清楚。本研究利用荧光定量PCR和16S rRNA基因高通量测序等手段，测定了山东荣成天鹅湖大叶藻海草床不同深度沉积物中细菌和古菌丰度、多样性和群落结构的变化。研究发现，细菌和古菌的丰度呈现出随沉积物深度增加而降低的趋势，25 cm深度有所回升然后又下降。细菌和古菌整体群落组成在沉积物不同深度间差异不显著，但某些类群表现出明显的层间差异。该研究为相关更深层次的研究奠定了基础。

摘要

【背景】海草床是重要的“蓝碳”生态系统，对全球碳汇有重要贡献。海草床沉积物剖面的垂直梯度特征显著，表层呈现氧化态，富含活性有机质，而深层呈还原态，以惰性有机质为主。

【目的】探究这种垂直特征如何影响微生物的丰度和群落分布。

【方法】利用荧光定量PCR和16S rRNA基因高通量测序等手段，测定了山东荣成天鹅湖大叶藻海草床不同深度(5、10、15、20、25和30 cm)沉积物中细菌和古菌丰度、多样性和群落结构的变化。

【结果】细菌和古菌16S rRNA基因拷贝数随深度的增加而降低，在沉积物5 cm深处，细菌的16S rRNA基因拷贝数显著高于20 cm和30 cm层(ANOVA，P < 0.05)。深度对细菌和古菌α多样性指数没有显著影响(P > 0.05)。细菌中相对丰度最高的是变形菌门，其次是绿弯菌门，拟杆菌门，浮霉菌门等，其中δ-变形菌和浮霉菌的相对丰度随深度显著增加(P < 0.05)。古菌群落中深古菌门比例最高，在25 cm深处达到70%以上；其次是乌斯菌门、洛基古菌门、广古菌门和奇古菌门等。奇古菌门比例随深度增加而显著降低(P < 0.05)，其他古菌类群在不同深度间差异不显著(P > 0.05)。

【结论】海草床沉积物细菌和古菌的丰度、多样性和群落分布具有明显的垂直特征，这种特征可能受沉积物有机质组成和氧化还原状况影响。