天山北麓典型水库细菌多样性分析

• 作者: 常娜娜 张政 阿木提喀日·马木提 杜菲 地丽胡玛.阿吉 马正海
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 天山北麓 水库 细菌 多样性 环境异生物降解
• 年，卷（期）: 2022,（7）
• 所属期刊栏目: 生物多样性调查评估专栏
• 页码范围: 2843-2852
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb202009082345

摘要

为了探讨天山北麓中段水库细菌的多样性及其功能，选取蘑菇湖水库（MGW）、奎屯/车排子水库（KCW）、安集海水库（AJW）和八一水库（BYW）为典型水库进行宏基因组学分析。多点采集水库水样，收集水样中的微生物，CTAB法提取总DNA，用细菌16S rDNA通用引物扩增V3-V4区，扩增产物进行高通量测序，使用BLAST、USEARCH、QIIME等软件和在线工具分析水库细菌的多样性，使用PICRUSt软件和KEGG数据库预测细菌功能基因组成。结果表明，水库细菌分属18个门、38个纲和181个属，其中AJW的操作分类单元（Operational taxonomic units，OTUs）数量和多样性指数较高。4个水库菌群组成有一定的共性，在门分类阶元上优势菌为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）；在纲分类阶元上优势菌为黄杆菌纲（Flavobacteriia）；在属分类阶元上优势菌为黄杆菌属（Flavobacterium）。然而各水库菌群组成也存在较大差异，在变形菌门中，γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度在MGW和BYW较高，α-变形菌纲（Alphaproteobacterial）和β-变形菌纲（Betaproteobacteria）分别于AJW和KCW具有较高丰度；芽孢杆菌纲（Bacilli）在AJW和MGW具有较高丰度；相对丰度较高的菌属还包括AJW的动性杆菌属（Planomicrobium）、KCW的马赛菌属（Massilia）、MGW的不动杆菌属（Acinetobacter）和动性杆菌属以及BYW的假单胞菌属（Pseudomonas）和嗜冷杆菌属（Psychrobacter）；另外，AJW特有多种丰度较高的菌纲和菌属，其中微小杆菌属（Exiguobacterium）和CL500-29_marine_group均有利于水质和菌群多样性的维持。PICRUSt功能预测分析表明，4个水库菌群的多种代谢以及遗传信息处理、信号传递和细胞生长相关功能基因丰度较高，并含有环境异生物降解代谢相关基因，其中苯甲酸、氨基苯甲酸酯、氯烷烃和氯烯烃以及萘降解相关基因的相对丰度较高。以上结果提示，天山北麓中段不同水库菌群组成存在差异，其与水源、周边环境和人类活动等因素相关。水库菌群含有芳香族和有机氯等化合物降解相关基因，其可在污染物的降解和生物修复中发挥作用。