王 鵬,陳 波,張 華

1 江西師范大學(xué)鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南昌 330022 2 江西師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院, 南昌 330022

基于高通量測(cè)序的鄱陽湖典型濕地土壤細(xì)菌群落特征分析

王 鵬1,2,*,陳 波1,2,張 華1,2

1 江西師范大學(xué)鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南昌 330022 2 江西師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院, 南昌 330022

采用高通量測(cè)序技術(shù)分析了鄱陽湖典型濕地土壤細(xì)菌群落特征。測(cè)序結(jié)果表明,不同植被土壤細(xì)菌群落豐度與多樣性的排序相同：苔草帶>苔草-虉草帶>蘆葦帶>泥灘帶>藜蒿帶。沿湖面至坡地,空間位置相近的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)具有更大的相似性,苔草-虉草帶、苔草帶和蘆葦帶的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相近,泥灘帶和藜蒿帶的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異較大。變形菌門(30.0%)是濕地土壤平均相對(duì)豐度最高的門,其次為酸桿菌門(16.7%)和綠彎菌門(16.5%)；多數(shù)門分類細(xì)菌相對(duì)豐度沿湖面至坡地存在一定變化趨勢(shì)。硝化螺菌屬是第一大屬分類水平細(xì)菌群落。在土壤化學(xué)指標(biāo)中,與鄱陽湖濕地細(xì)菌群落相關(guān)性較大的是總磷、銨態(tài)氮和有機(jī)質(zhì)含量。以上研究結(jié)果表明,鄱陽湖濕地不同植被土壤細(xì)菌群落具有結(jié)構(gòu)性差異,但沿湖面至坡地存在規(guī)律性變化。

鄱陽湖濕地；高通量測(cè)序；細(xì)菌多樣性；細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)

濕地作為陸地與水生生態(tài)系統(tǒng)的過渡區(qū)域,獨(dú)特的水土界面環(huán)境和較高的生物生產(chǎn)力促進(jìn)了碳、氮、磷等元素的快速循環(huán)轉(zhuǎn)化,是陸地地表元素遷移和轉(zhuǎn)化的重要場(chǎng)所。微生物是濕地生態(tài)系統(tǒng)的分解者,在濕地物質(zhì)能量循環(huán)中起著重要作用[1]。查明濕地微生物群落結(jié)構(gòu)及分布特征,有助于分析微生物與環(huán)境因子的關(guān)系,闡明濕地元素遷移轉(zhuǎn)化的機(jī)理,為制定合理的濕地管理策略提供科學(xué)依據(jù)。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,尤其是低成本、自動(dòng)化的高通量測(cè)序技術(shù)[2]的應(yīng)用,能同時(shí)對(duì)樣品中的優(yōu)勢(shì)物種、稀有物種及一些未知的物種進(jìn)行檢測(cè),獲得樣品中的微生物群落組成,在水體[2- 5]、沉積物[6- 7]和土壤[8- 10]微生物群落結(jié)構(gòu)研究中得到廣泛應(yīng)用。

鄱陽湖是我國(guó)第一大淡水湖,也是生態(tài)多樣性豐富的淡水濕地系統(tǒng)。鄱陽湖濕地是我國(guó)重要的生態(tài)功能保護(hù)區(qū),是世界自然基金會(huì)劃定的全球重要生態(tài)區(qū),承擔(dān)著調(diào)洪蓄水、調(diào)節(jié)氣候、降解污染等多種生態(tài)功能,也是白鶴、東方白鸛和小天鵝等數(shù)百種珍稀水鳥的越冬地[11]。由于鄱陽湖湖盆的獨(dú)特自然地理特征,鄱陽湖濕地生態(tài)環(huán)境受水位變化影響大,濕地植物群落沿水分梯度分布,呈現(xiàn)條帶狀的總體格局[12- 13]。鄱陽湖濕地不同植被土壤微生物群落結(jié)構(gòu)有何特征？這種群落結(jié)構(gòu)特征與碳、氮、磷等土壤化學(xué)指標(biāo)有何關(guān)系？闡明這些問題對(duì)深入理解鄱陽湖濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量循環(huán)具有重要意義。目前鄱陽湖濕地微生物群落的研究較少,主要包括不同濕地植物土壤微生物量[14]、土壤微生物群落對(duì)碳源的利用[15]、湖泊沉積物及水體的微生物群落結(jié)構(gòu)[7,16- 17]等方面的研究,尚缺少對(duì)鄱陽湖不同濕地植物土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子關(guān)系的研究。

本次研究選擇鄱陽湖典型自然濕地,基于高通量測(cè)序分析不同濕地植被土壤的細(xì)菌群落特征,探討細(xì)菌群落與土壤化學(xué)指標(biāo)的關(guān)系,為鄱陽湖生態(tài)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本次研究選擇贛江主支河口附近的鄱陽湖典型濕地進(jìn)行,該典型濕地(圖 1)地形由陸地向湖區(qū)逐漸傾斜,走向與湖水退水方向一致。最高處毗鄰贛江河堤,高程約為18.4 m。近湖區(qū)地勢(shì)相對(duì)平坦,與鄱陽湖大湖面相接,高程約為11.2 m。濕地受水位季節(jié)性變化影響顯著,枯水期水位下降,沿湖面至坡地分布泥灘帶、苔草-虉草帶、苔草帶、蘆葦帶和藜蒿帶；豐水期水位上漲,除藜蒿帶和部分蘆葦帶外大部分洲灘被淹沒。洲灘土壤粒徑由湖面至坡地逐漸變大,砂性土壤比例增大。

圖1 研究區(qū)位置及采樣點(diǎn)示意圖 Fig.1 Sketch map of study area and sampling sites

1.2 土樣采集與理化分析

枯水期2014年11月2日分別在泥灘帶、苔草-虉草帶、苔草帶、蘆葦帶和藜蒿帶采集土壤樣品。每處土樣采用S型5點(diǎn)取樣法,取樣深度為0—10 cm。采集的每處5個(gè)土樣分為兩部分,一部分用于化學(xué)指標(biāo)測(cè)試,另一部分充分混合用于DNA提取和高通量測(cè)序。

1.3 細(xì)菌16S rRNA 基因測(cè)序

采用E.Z.N.A.? Soil DNA Kit(Omega Bio-tek, Norcross, GA, U.S.)提取土壤總DNA,利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)抽提的基因組DNA。對(duì)16S rRNA基因的V3-V4高變區(qū)片段進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物序列[18]為338F(5′- ACTCCTACGGGAGGCAGCA- 3′)和 806R(5′- GGACTACHVGGGTWTCTAAT- 3′)。擴(kuò)增條件為：95 °C預(yù)變性2 min,接著進(jìn)行25個(gè)循環(huán),包括95°C變性30 s,55°C退火30 s,72°C延伸30 s；循環(huán)結(jié)束后72°C最終延伸5 min。每個(gè)樣本3個(gè)重復(fù),將同一樣本的PCR產(chǎn)物混合后用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),使用AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒(AXYGEN公司)切膠回收PCR產(chǎn)物,Tris_HCl洗脫；2%瓊脂糖電泳檢測(cè)。參照電泳初步定量結(jié)果,將PCR產(chǎn)物用QuantiFluorTM-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng)(Promega公司)進(jìn)行檢測(cè)定量,按照每個(gè)樣本的測(cè)序量要求,進(jìn)行相應(yīng)比例的混合。測(cè)序在上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司的Illumina Miseq PE300平臺(tái)進(jìn)行。

1.4 生物信息處理

利用Mothur(V.1.36.1)對(duì)原始DNA序列進(jìn)行過濾處理,去除嵌合體,得到優(yōu)化序列；按照97%相似性將優(yōu)化序列劃分可操作分類單元(OTU,Operational Taxonomic Units)；基于OTU進(jìn)行稀釋性曲線分析,并計(jì)算Chao1豐度指數(shù)、覆蓋度(Coverage)和Shannon多樣性指數(shù)。利用主成分分析(PCA)分析各樣間OTU相似性。對(duì)比Silva(Release119, http://www.arb-silva.de)16S rRNA數(shù)據(jù)庫(kù),采用RDP Classifier(http://rdp.cme.msu.edu/)貝葉斯算法對(duì)97%相似水平的OTU代表序列進(jìn)行分類學(xué)分析,并在各個(gè)分類水平上統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣品的群落組成；利用冗余分析研究土壤化學(xué)指標(biāo)與細(xì)菌群落的關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 細(xì)菌群落豐度、多樣性和結(jié)構(gòu)差異

5個(gè)土壤樣品的高通量測(cè)序共得到134 223條高質(zhì)量序列,平均長(zhǎng)度為438.50 bp。以97%相似度劃分,共得到2 072個(gè)OTUs。表 1為5個(gè)土壤樣品中的優(yōu)化序列、OTU數(shù)量及多樣性指數(shù)。各樣品文庫(kù)的覆蓋率(Coverage)范圍為99.04%—99.65%,說明土樣中基因序列被檢出的概率很高,本次測(cè)序結(jié)果能夠代表濕地土壤細(xì)菌群落的真實(shí)情況。

表 1為反映鄱陽湖濕地土壤細(xì)菌豐度和多樣性的相關(guān)指數(shù)。Chao1指數(shù)用于估算樣品中所含OTU總數(shù),反映了菌群豐度,Chao1越大說明細(xì)菌群落豐度越高。Shannon指數(shù)反映細(xì)菌群落alpha多樣性指數(shù),Shannon值越大,說明細(xì)菌群落多樣性越高。由表1可知,5種植被土壤細(xì)菌群落豐度與多樣性的排序是一致的：苔草帶(S3)>苔草-虉草帶(S2)>蘆葦帶(S4)>泥灘帶(S1)>藜蒿帶(S5)。

圖2 采樣點(diǎn)土壤OTU的主成分分析 Fig.2 Principal component analysis of OTU in sampling soils

對(duì)5種土壤中OTU的組成進(jìn)行PCA分析(圖 2),第一主軸和第二主軸的貢獻(xiàn)率分別為45.4%和31.2%。苔草帶(S3)和蘆葦帶(S4)之間的距離最近,表明兩者土壤OTU組成相近；苔草-虉草帶(S2)和泥灘帶(S1),以及苔草-虉草帶(S2)和苔草帶(S3)的土壤OTU組成也相近,但差異性大于苔草帶(S3)和蘆葦帶(S4)；藜蒿帶(S5)和其它4種植被土壤OTU組成的差異都較大,其中與蘆葦帶(S4)的差異相對(duì)較小。沿湖面至坡地,空間位置相近的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)也相近；苔草-虉草帶(S2)、苔草帶(S3)和蘆葦帶(S4)的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相對(duì)相近,泥灘帶(S1)和藜蒿帶(S5)的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異較大。

2.2 細(xì)菌門水平分類和屬水平分類

5個(gè)鄱陽湖濕地土壤樣品的2 072條OTUs分屬于37個(gè)門,86個(gè)綱,176個(gè)目,294個(gè)科,401個(gè)屬,718個(gè)種。圖 3為門水平上的細(xì)菌分類。相對(duì)豐度較高的分別為變形菌門(Proteobacteria,30.0%),酸桿菌門(Acidobacteria,16.7%),綠彎菌門(Chloroflexi,16.5%),硝化螺旋菌門(Nitrospirae,10.2%),厚壁菌門(Firmicutes,7.5%),放線菌門(Actinobacteria,4.8%),芽單胞菌門(Gemmatimonadetes,3.8%)和綠菌門(Chlorobi,1.8%)。變形菌門(Proteobacteria)是鄱陽湖濕地土壤的優(yōu)勢(shì)類群,主要包括α-變形菌綱(Alphaproteobacteria,7.2%)、β-變形菌綱(Betaproteobacteria,8.9%)、δ-變形菌綱(Deltaproteobacteria,10.5%)和γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria,2.8%)；ε-變形菌綱(Epsilonproteobacteria)平均豐度僅為0.1%。

苔草-虉草帶(S2)、苔草帶(S3)和蘆葦帶(S4)土壤具有相近的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)(圖 2),相對(duì)豐度最高的都是變形菌門(Proteobacteria),分別為31.9%,45.8%和35.5%。除變形菌門(Proteobacteria)外,苔草-虉草帶(S2)相對(duì)豐度較高的分別為綠彎菌門(Chloroflexi,16.1%)和厚壁菌門(Firmicutes,15.3%)；苔草帶(S3)相對(duì)豐度較高的分別為硝化螺旋菌門(Nitrospirae,13.5%)和酸桿菌門(Acidobacteria,8.5%)；蘆葦帶(S4)相對(duì)豐度較高的分別為酸桿菌門(Acidobacteria,18.8%)和綠彎菌門(Chloroflexi,11.6%)。與其它3種植被土壤相比,泥灘帶(S1)和藜蒿帶(S5)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異較大(圖 2)；泥灘帶(S1)相對(duì)豐度最高的是綠彎菌門(Chloroflexi,24.9%),其次為硝化螺旋菌門(Nitrospirae,20.2%)和變形菌門(Proteobacteria,17.6%)；藜蒿帶(S5)相對(duì)豐度最高的是酸桿菌門(Acidobacteria,32.0%),其次為綠彎菌門(Chloroflexi,22.4%)和變形菌門(Proteobacteria,19.1%)。

圖3 鄱陽湖濕地土壤細(xì)菌門水平分類 Fig.3 Relative abundances of bacterial phyla in Poyang Lake wetland soils

沿湖面至坡地,5種植被土壤的門分類細(xì)菌相對(duì)豐度存在一定變化趨勢(shì)(圖 3)。變形菌門(Proteobacteria)相對(duì)豐度存在先增大,后減小的趨勢(shì),在苔草帶(S3)達(dá)到最大；酸桿菌門(Acidobacteria)沿湖面至坡地相對(duì)豐度大致呈不斷增大的趨勢(shì)；綠彎菌門(Chloroflexi)沿湖面至坡地,存在先減小后增大的趨勢(shì),在苔草帶(S3)達(dá)到最?。幌趸菪T(Nitrospirae)不存在明顯變化趨勢(shì),在泥灘帶(S1)和苔草帶(S3)相對(duì)豐度較高,在藜蒿帶(S5)則很小。厚壁菌門(Firmicutes)在苔草-虉草帶(S2)達(dá)到最大,沿湖面至坡地大致呈不斷減小的趨勢(shì)；放線菌門(Actinobacteria)沿湖面至坡地大致呈增大趨勢(shì)；芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)沿湖面至坡地呈先增大后減小趨勢(shì)；綠菌門(Chlorobi)沿湖面至坡地沒有明顯變化趨勢(shì)。

圖 4為屬分類水平上的細(xì)菌分類,將平均豐度低于1.5%的部分合并為others在圖中顯示,剩余16個(gè)屬水平分類中有5個(gè)屬于分類學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)分類學(xué)譜系的中間等級(jí),沒有科學(xué)名稱,以norank作為標(biāo)記；6種細(xì)菌屬于未培養(yǎng)細(xì)菌,以u(píng)ncultured表示。屬水平分類細(xì)菌包括大量未分類和未培養(yǎng)細(xì)菌,給研究細(xì)菌的生態(tài)功能帶來困難。硝化螺菌屬(Nitrospira)是豐度最高的屬,平均豐度為10.2%,也是硝化螺旋菌門(Nitrospirae)的唯一屬水平分類,是泥灘帶(S1)、苔草帶(S3)和蘆葦帶(S4)相對(duì)豐度最大的屬,也是苔草-虉草帶(S2)相對(duì)豐度第2大的屬,但在藜蒿帶(S5)相對(duì)豐度很小(0.4%)。厭氧繩菌科的一部分屬水平未培養(yǎng)細(xì)菌(Anaerolineaceae_uncultured)平均豐度為5.3%,占綠彎菌門(Chloroflexi)的33.2%,在泥灘帶(S1)的相對(duì)豐度最高(13.4%)。酸桿菌科中的一部分屬水平未培養(yǎng)細(xì)菌(Acidobacteriaceae_(Subgroup_1) _uncultured)平均豐度為5.0%,占酸桿菌門(Acidobacteria)的55.4%,沿湖面至坡地呈增大趨勢(shì),是藜蒿帶(S5)相對(duì)豐度最大的屬。乳球菌屬(Lactococcus)平均豐度為4.6%,在厚壁菌門(Firmicutes)中占52.5%,是苔草-虉草帶(S2)相對(duì)豐度最大的屬。亞硝化單胞菌科的一部分屬水平未培養(yǎng)細(xì)菌(Nitrosomonadaceae_uncultured)平均豐度為3.8%,占變形菌門(Proteobacteria)的13.0%,主要分布在苔草-虉草帶(S2)、苔草帶(S3)和蘆葦帶(S4)。

圖4 鄱陽湖濕地土壤細(xì)菌屬水平分類Fig.4 Relative abundances of bacterial genera in Poyang Lake wetland soils

2.3 細(xì)菌群落與土壤化學(xué)指標(biāo)的關(guān)系

表2 采樣點(diǎn)土壤化學(xué)指標(biāo)

圖5 鄱陽湖濕地土壤細(xì)菌門分類群落與土壤化學(xué)指標(biāo)的冗余分析 Fig.5 Redundancy analysis of bacterial phyla and chemical parameters in Poyang Lake wetland soils

3 討論

物種多樣性是維持生態(tài)系統(tǒng)正常功能的前提條件[19],細(xì)菌群落的豐富性和多樣性使?jié)竦卦跔I(yíng)養(yǎng)鹽循環(huán)、有機(jī)物降解、重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化和溫室氣體排放等方面起著重要的生態(tài)功能[20- 22]。本次研究區(qū)的5種濕地植物土壤類型中,土壤細(xì)菌群落豐度和多樣性的大小具有一致：苔草帶>苔草-虉草帶>蘆葦帶>泥灘帶>藜蒿帶(表 1),即沿湖面至坡地的土壤斷面中,中間位置的土壤具有更高的菌群豐度和多樣性；同時(shí)空間位置相近的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)具有更大的相似性(圖 2)。由于鄱陽湖水位的季節(jié)性變化,5種土壤的淹水時(shí)間和淹水頻率有較大差別,采樣點(diǎn)所處的藜蒿帶除在特大洪水年份一般不會(huì)被淹水,泥灘帶一年大部分時(shí)間都處于淹水狀態(tài),其它3種土壤則隨鄱陽湖水位漲落處于季節(jié)性干濕交替狀態(tài)。很多研究表明水文條件的變化對(duì)土壤微生物群落有重要影響[23- 24],Foulquier等[25]研究認(rèn)為干濕交替的環(huán)境有利于一部分細(xì)菌的生長(zhǎng),永久淹沒區(qū)和干濕交替區(qū)土壤的微生物群落存在結(jié)構(gòu)性差異。Yu等[26]對(duì)沿水文梯度分布的不同濕地研究發(fā)現(xiàn),平均水位和水位變化都會(huì)影響土壤微生物群落,但由水文變化引起的沉積作用導(dǎo)致的土壤基質(zhì)差異對(duì)濕地微生物群落的影響更大。鄱陽湖濕地的季節(jié)性水位變化及其引起的土壤基質(zhì)差異可能對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)有著重要影響。除水文條件外,不同植被的根系特征,如附著面、根系分泌物和限際氧化還原條件也可能對(duì)土壤細(xì)菌群落造成影響[27- 28]。

酸桿菌門是藜蒿帶相對(duì)豐度最高的門,也是研究區(qū)土壤平均相對(duì)豐度第2高的門；酸桿菌門大多為未培養(yǎng)細(xì)菌,目前研究較少,但廣泛存在于土壤中,16S rRNA基因克隆文庫(kù)的分析表明酸桿菌門在典型土壤的豐度約為20%[38],與本文5種土壤的平均豐度(16.7%)接近；Zeglin等[39]分析了河流沖積物沿水分梯度的細(xì)菌群落變化,發(fā)現(xiàn)酸桿菌門在干旱土壤的豐度較高,這與本次研究結(jié)果類似,酸桿菌門相對(duì)豐度沿湖面至坡地相對(duì)豐度大致呈不斷增大的趨勢(shì),在很少被淹沒的藜蒿帶達(dá)到最大。綠彎菌門是泥灘帶土壤相對(duì)豐度最高的門,也是研究區(qū)平均相對(duì)豐度第3高的門。綠彎菌門與SOC呈負(fù)相關(guān)性(圖 5),綠彎菌門是一類通過光合作用,以CO2為碳源產(chǎn)生能量的細(xì)菌[40]；綠彎菌門的這種光合特性可能使其在SOC含量較低的土壤中具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。另外有研究表明綠彎菌門在水位頻繁變化的潮間帶土壤含量較高[36,41],泥灘帶較高的綠彎菌門豐度可能也與其頻繁的水位變化有關(guān)。硝化螺旋菌是研究區(qū)土壤平均相對(duì)豐度第4高的門,只包含了硝化螺菌屬一個(gè)屬,硝化螺菌屬也是濕地土壤平均豐度最高的屬分類單元；一般濕地土壤的硝化螺旋菌門豐度很小(<1%)[36],遠(yuǎn)低于本次研究結(jié)果(13.5%),同時(shí)亞硝化單胞菌科的一部分屬水平未培養(yǎng)細(xì)菌也是變形菌門豐度最大的屬分類群落(圖 4)；這些都表明氮素循環(huán)在鄱陽湖濕地生態(tài)功能中可能占有重要地位。

4 結(jié)論

(1)高通量測(cè)序結(jié)果表明鄱陽湖濕地5個(gè)土壤樣品中的2 072個(gè)OTUs分屬于37個(gè)門,86個(gè)綱,176個(gè)目,294個(gè)科,401個(gè)屬,718個(gè)種,樣品中包括大量未分類和未培養(yǎng)細(xì)菌。植被土壤細(xì)菌群落豐度與多樣性的排序是一致的：苔草帶>苔草-虉草帶>蘆葦帶>泥灘帶>藜蒿帶。

(2)變形菌門(Proteobacteria,30.0%)是鄱陽湖濕地平均相對(duì)豐度最高的門,其次為酸桿菌門(Acidobacteria,16.7%),綠彎菌門(Chloroflexi,16.5%),硝化螺旋菌門(Nitrospirae,10.2%),厚壁菌門(Firmicutes,7.5%)。硝化螺菌屬(Nitrospira)是第一大屬分類水平細(xì)菌群落。

[1] Faulwetter J L, Gagnon V, Sundberg C, Chazarenc F, Burr M D, Brisson J, Camper A K, Stein O R. Microbial processes influencing performance of treatment wetlands: a review. Ecological Engineering, 2009, 35(6): 987- 1004.

[2] 劉馳, 李家寶, 芮俊鵬, 安家興, 李香真. 16S rRNA基因在微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(9): 2769- 2788.

[3] Zhang J X, Yang Y Y, Zhao L, Li Y Z, Xie S G, Liu Y. Distribution of sediment bacterial and archaeal communities in plateau freshwater lakes. Applied Microbiology and Biotechnology, 2015, 99(7): 3291- 3302.

[4] 胡安誼, 李姜維, 楊曉永, 王弘杰, 于昌平. 寧波三江口水域原核生物群落結(jié)構(gòu)分析. 環(huán)境科學(xué), 2015, 36(7): 2487- 2495.

[5] 唐婧, 徐小蓉, 商傳禹, 牛曉娟, 張習(xí)敏, 乙引. 南明河城區(qū)河段細(xì)菌多樣性與環(huán)境因子的關(guān)系. 微生物學(xué)報(bào), 2015, 55(8): 1050- 1059.

[6] Wang Z, Yang Y Y, He T, Xie S G. Change of microbial community structure and functional gene abundance in nonylphenol-degrading sediment. Applied Microbiology and Biotechnology, 2015, 99(7): 3259- 3268.

[7] 寇文伯, 黃正云, 張杰, 劉倩純, 劉芳鵬, 劉以珍, 吳蘭. 鄱陽湖湖泊細(xì)菌群落組成及結(jié)構(gòu)——以松門山為例. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(23): 7608- 7614.

[8] 白曉旭, 史榮久, 尤業(yè)明, 盛華芳, 韓斯琴, 張穎. 河南寶天曼不同林齡與林型森林土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與多樣性. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 26(8): 2273- 2281.

[9] Ligi T, Oopkaup K, Truu M, Preem J K, N?lvak H, Mitsch W J, Mander ü, Truu J. Characterization of bacterial communities in soil and sediment of a created riverine wetland complex using high-throughput 16S rRNA amplicon sequencing. Ecological Engineering, 2014, 72: 56- 66.

[10] 李晨華, 張彩霞, 唐立松, 熊正琴, 王保戰(zhàn), 賈仲君, 李彥. 長(zhǎng)期施肥土壤微生物群落的剖面變化及其與土壤性質(zhì)的關(guān)系. 微生物學(xué)報(bào), 2014, 54(3): 319- 329.

[11] Shao M Q, Jiang J H, Guo H, Zeng B B. Abundance, distribution and diversity variations of wintering water birds in Poyang lake, Jiangxi province, china. Pakistan Journal of Zoology, 2014, 46(2): 451- 462.

[12] 胡振鵬, 葛剛, 劉成林, 陳伏生, 李述. 鄱陽湖濕地植物生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及湖水位對(duì)其影響研究. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2010, 19(6): 597- 605.

[13] Hu Y X, Huang J L, Du Y, Han P P, Wang J L, Huang W. Monitoring wetland vegetation pattern response to water-level change resulting from the Three Gorges Project in the two largest freshwater lakes of China. Ecological Engineering, 2015, 74: 274- 285.

[14] 王曉龍, 徐立剛, 姚鑫, 白麗, 張奇. 鄱陽湖典型濕地植物群落土壤微生物量特征. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 30(18): 5033- 5042.

[15] 張杰, 胡維, 劉以珍, 葛剛, 吳蘭. 鄱陽湖濕地不同土地利用方式下土壤微生物群落功能多樣性. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(4): 965- 971.

[16] Liu L X, Xu M, Qiu S, Shen R C. Spatial patterns of benthic bacterial communities in a large lake. International Review of Hydrobiology, 2015, 100(3/4): 97- 105.

[17] Yu C, Zhang J, Wu L, Liu Y Z, Ge G. Effects of heavy metal and nutrients on benthic microbial communities in freshwater sediment of Poyang Lake (China). Journal of Residuals Science & Technology, 2015, 12(2): 105- 111.

[18] Dennis K L, Wang Y, Blatner N R, Wang S, Saadalla A, Trudeau E, Roers A, Weaver C T, Lee J J, Gilbert J A, Chang E B, Khazaie K. Adenomatous polyps are driven by microbe-instigated focal inflammation and are controlled by IL- 10-producing T cells. Cancer Research, 2013, 73(19): 5905- 5913.

[19] Ansola G, Arroyo P, de Miera L E. Characterisation of the soil bacterial community structure and composition of natural and constructed wetlands. Science of the Total Environment, 2014, 473- 474: 63- 71.

[20] Kosolapov D B, Kuschk P, Vainshtein M B, Vatsourina A V, Wie?ner A, K?stner M, Müller R A. Microbial processes of heavy metal removal from carbon‐deficient effluents in constructed wetlands. Engineering in Life Sciences, 2004, 4(5): 403- 411.

[21] Martins G, Terada A, Ribeiro D C, Corral A M, Brito A G, Smets B F, Nogueira R. Structure and activity of lacustrine sediment bacteria involved in nutrient and iron cycles. FEMS Microbiology Ecology, 2011, 77(3): 666- 679.

[22] Conrad R. Soil microorganisms as controllers of atmospheric trace gases (H2, CO, CH4, OCS, N2O, and NO). Microbiological Reviews, 1996, 60(4): 609- 640.

[23] Rees G N, Watson G O, Baldwin D S, Mitchell A M. Variability in sediment microbial communities in a semipermanent stream: impact of drought. Journal of the North American Benthological Society, 2006, 25(2): 370- 378.

[24] Mentzer J L, Goodman R M, Balser T C. Microbial response over time to hydrologic and fertilization treatments in a simulated wet prairie. Plant and Soil, 2006, 284(1/2): 85- 100.

[25] Foulquier A, Volat B, Neyra M, Bornette G, Montuelle B. Long-term impact of hydrological regime on structure and functions of microbial communities in riverine wetland sediments. FEMS Microbiology Ecology, 2013, 85(2): 211- 226.

[26] Yu S, Ehrenfeld J G. Relationships among plants, soils and microbial communities along a hydrological gradient in the New Jersey Pinelands, USA. Annals of Botany, 2010, 105(1): 185- 196.

[27] Zhang J, Wang Q, Fan J L, Xie H J, Liu C, Liang S, Hu Z, Yang Z C, Zhao C C. Comparisons of microbial abundance and community among different plant species in constructed wetlands in summer. Ecological Engineering, 2015, 82: 376- 380.

[28] Faulwetter J L, Burr M D, Parker A E, Stein O R, Camper A K. Influence of season and plant species on the abundance and diversity of sulfate reducing bacteria and ammonia oxidizing bacteria in constructed wetland microcosms. Microbial Ecology, 2013, 65(1): 111- 127.

[29] 李靖宇, 杜瑞芳, 趙吉. 烏梁素海富營(yíng)養(yǎng)化湖泊湖濱濕地過渡帶細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的高通量分析. 微生物學(xué)報(bào), 2015, 55(5): 598- 606.

[30] Yun J L, Ju Y W, Deng Y C, Zhang H X. Bacterial community structure in two permafrost wetlands on the Tibetan Plateau and Sanjiang plain, China. Microbial Ecology, 2014, 68(2): 360- 369.

[31] Deng Y C, Cui X Y, Hernández M, Dumont M G. Microbial diversity in hummock and hollow soils of three wetlands on the Qinghai-Tibetan plateau revealed by 16S rRNA pyrosequencing. PLoS One, 2014, 9(7): e103115.

[32] Yu Y, Wang H, Liu J, Wang Q, Shen T L, Guo W H, Wang R Q. Shifts in microbial community function and structure along the successional gradient of coastal wetlands in Yellow River Estuary. European Journal of Soil Biology, 2012, 49: 12- 21.

[33] Jiang X T, Peng X, Deng G H, Sheng H F, Wang Y, Zhou H W, Tam N F Y. Illumina sequencing of 16S rRNA tag revealed spatial variations of bacterial communities in a mangrove wetland. Microbial Ecology, 2013, 66(1): 96- 104.

[34] Dedysh S N, Ricke P, Liesack W. NifH and NifD phylogenies: an evolutionary basis for understanding nitrogen fixation capabilities of methanotrophic bacteria. Microbiology, 2004, 150(Pt 5): 1301- 1313.

[35] Madigan M T, Martinko J M, Parker J. Brock Biology of Microorganisms. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1997.

[36] Lv X F, Yu J B, Fu Y Q, Ma B, Qu F Z, Ning K, Wu H F. A Meta-Analysis of the bacterial and archaeal diversity observed in wetland soils. The Scientific World Journal, 2014, 2014: Article ID 437684.

[37] Song H, Li Z, Du B, Wang G, Ding Y. Bacterial communities in sediments of the shallow Lake Dongping in China. Journal of Applied Microbiology, 2012, 112(1): 79- 89.

[38] Janssen P H. Identifying the dominant soil bacterial taxa in libraries of 16S rRNA and 16S rRNA genes. Applied and Environmental Microbiology, 2006, 72(3): 1719- 1728.

[39] Zeglin L H, Dahm C N, Barrett J E, Gooseff M N, Fitpatrick S K, Takacs-Vesbach C D. Bacterial community structure along moisture gradients in the parafluvial sediments of two ephemeral desert streams. Microbial Ecology, 2011, 61(3): 543- 556.

[40] Klatt C G, Liu Z F, Ludwig M, Kühl M, Jensen S I, Bryant D A, Ward D M. Temporal metatranscriptomic patterning in phototrophic Chloroflexi inhabiting a microbial mat in a geothermal spring. The ISME Journal, 2013, 7(9): 1775- 1789.

[41] Wang Y, Sheng H F, He Y, Wu J Y, Jiang Y X, Tam N F Y, Zhou H W. Comparison of the levels of bacterial diversity in freshwater, intertidal wetland, and marine sediments by using millions of Illumina tags. Applied and Environmental Microbiology, 2012, 78(23): 8264- 8271.

High throughput sequencing analysis of bacterial communities in soils of a typical Poyang Lake wetland

WANG Peng1,2,*, CHEN Bo1,2,ZHANG Hua1,2

1KeyLaboratoryofPoyangLakeWetlandandWatershedResearch,MinistryofEducation,JiangxiNormalUniversity,Nanchang330022,China2SchoolofGeographyandEnvironment,JiangxiNormalUniversity,Nanchang330022,China

Poyang Lake wetland; high throughput sequencing; bacterial diversity; bacterial community structure

江西省自然科學(xué)基金(20151BAB213035)；鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(江西師范大學(xué))主任開放基金(ZK2013009)；江西省教育廳科技計(jì)劃項(xiàng)目(GJJ14267)；江西省重大生態(tài)安全問題監(jiān)控協(xié)同創(chuàng)新中心資助項(xiàng)目(JXS-EW-00)

2015- 10- 05;

日期:2016- 07- 13

10.5846/stxb201510052000

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wangpengjlu@outlook.com

王鵬,陳波,張華.基于高通量測(cè)序的鄱陽湖典型濕地土壤細(xì)菌群落特征分析.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(5):1650- 1658.

Wang P, Chen B,Zhang H.High throughput sequencing analysis of bacterial communities in soils of a typical Poyang Lake wetland.Acta Ecologica Sinica,2017,37(5):1650- 1658.