论文部分内容阅读
太湖和巢湖均是中国东南部的大型浅水湖泊,由于严重的富营养化频频暴发蓝藻水华。本论文采用形态学和分子生物学相结合的方法,对两湖水华蓝藻的种类组成、演替模式及相关的环境驱动因子作了全面的比较研究,并研究了在两湖具有明显差异的Ca离子浓度对微囊藻种群组成的影响,主要结果如下:
1)水华暴发期太湖和巢湖具有相似的蓝藻空间异质性分布模式。在富营养化湖区均以微囊藻为优势种,在营养水平较低的湖区聚球藻占优势。两湖微囊藻形态种和基因型组成皆不同。在巢湖中绿色微囊藻和挪氏微囊藻占优势,而太湖中以水华微囊藻为优势种。16S-23S转录间隔区(ITS)克隆库分析结果显示,两湖共有基因型占总克隆子数的32％。基于ITS序列的分子方差分析表明两湖微囊藻具有显著的差异(Fst=0.19,p＜0.001)。然而,仅有19.46％的基因差异来自湖泊之间的群落差异,大部分的(80.54％)基因差异发生在微囊藻群落内部。说明微囊藻群体内部差异大于湖泊间微囊藻群体的差异。
2)对两湖蓝藻组成及演替的分析结果表明两湖中蓝藻都占绝对优势。微囊藻在两湖中出现频率都最高(约90％),太湖中其余蓝藻属频率都在38％以下,在巢湖中鱼腥藻和束丝藻的频率分别到达了80％和65％。对全年平均生物量的分析表明,太湖中微囊藻占总蓝藻的95％。巢湖中鱼腥藻占54％,束丝藻占28％,微囊藻只占17％。太湖大部分湖区全年以微囊藻为绝对优势种,未见明显的演替。巢湖蓝藻季节演替明显,从春季的鱼腥藻—春夏之交的束丝藻—夏季的微囊藻—秋季的束丝藻—冬季鱼腥藻。冗余分析结果表明在太湖中pH和PO4-P是蓝藻演替(小部分湖区)的主要驱动因子;而在巢湖中温度是蓝藻演替的主要驱动因子。
3)两湖底泥中的TN,TP巢湖均高于太湖。变性梯度凝胶电泳及聚类分析表明两湖底泥中的蓝藻群落结构类似。荧光定量PCR分析结果显示,从二月到八月底泥中微囊藻数量均表现为先降低后升高,但太湖底泥中的微囊藻数量下降过程更明显,意味着太湖底泥微囊藻的复苏过程比巢湖典型。聚类分析及序列分析结果表明太湖和巢湖底泥中的微囊藻群落组成不同,但共有基因型(占总克隆子个数的87％)远大于水华暴发期水体中共有的基因型。
4)室内实验表明:Ca离子浓度差异对单种微囊藻的生长没有明显影响。对不同微囊藻种混合培养时优势种的形成具有显著的影响,在绿色微囊藻和水华微囊藻共培养时,Ca离子浓度升高有助于绿色微囊藻占优势,而较低的Ca离子浓度下水华微囊藻占优势。推测Ca离子是通过影响微囊藻之间的相互作用来影响微囊藻的组成。