福建省厦门近海海域与深沪湾微型真核浮游生物群落结构及多样性

摘要

微型真核浮游生物是海洋生态系统的重要组成成分，同时在海洋经典食物链和微食物网中发挥重要作用。该类群个体较小，对环境变化较为敏感，作为生产者、消费者和分解者的微型真核浮游生物在海洋生态系统的生物地球化学过程和生态健康评价等方面有着重要意义。本研究选择厦门岛近海海域和福建省泉州市深沪湾为例，对目标海区进行微型真核浮游生物样品的采集，运用变性梯度凝胶电泳(DGGE)、克隆测序和高通量测序技术方法对微型真核浮游生物群落组成和多样性进行研究，分析其时空分布和群落结构特征，揭示影响微型真核浮游生物群落时空变动的主要环境因素。主要研究结果如下:
　　1)厦门岛近海海域水体环境条件较为复杂，各站位具有不同的环境特点，东、南海域各站位受外海影响较大，具有较高的盐度;而西海域受九龙江冲淡水的影响较明显，使该海域呈现较高的氮、磷浓度，而较低的盐度。同时北部海域各站位水温显著偏高。由于受到不同的水体环境影响，多维尺度分析(MDS)将DGGE所揭示的12个站位浮游生物群落分为东南海域站位、西海域站位和北海域站位三组。然而，高通量测序结果则显示北海域N2和N3两个站位比较特殊与其他站位差异显著。
　　2)高通量测序所揭示的厦门近海海域微型真核浮游生物物种丰富度远远超过DGGE结果（大约高出两个数量级），但是通过两种方法都并未发现四个海域站位间的物种丰富度和多样性指数存在显著差异。虽然DGGE实验中并没有检测到硅藻，但是绿藻、桡足类、甲藻、隐藻、纤毛虫和硅藻是厦门近海海域的优势类群。有趣的是，高通量测序结果显示厦门北海域N2和N3两站位的微型真核生物群落明显区别于其他站位，检测到更多的原生动物和较少量的硅藻。冗余分析(RDA)显示，温度和盐度是影响厦门海域优势真核微型浮游生物群落的显著生态因子;然而，对于所有微型真核浮游生物种类来说，影响其群落结构的环境因子较复杂。
　　3)深沪湾微型真核浮游生物呈现出一定的季节变化和空间变化。浮游生物群落结构在夏、秋两季有显著差异;秋季表层和底层群落组成无显著差异，夏季由于受到海水分层的影响，表层、底层浮游生物群落差异显著。深沪湾水体的分层现象是由表层水温上升和底层的冷水入侵造成的。同样，表层水体环境因子在春季和秋季呈现出一定季节性差异。冗余分析(RDA)显示温度是影响深沪湾海域表层水体微型真核浮游生物群落结构的显著环境因子。
　　4)克隆测序发现绿藻、桡足类、甲藻、纤毛虫和眼虫（裸藻）是深沪湾的优势类群。深沪湾中赤潮物种的发现在一定程度上预示着赤潮爆发的潜在可能性。总体而言，以分子方法为基础的群落组成分析可以评估水生态系统状况，并应用于近岸养殖水体管理。本研究所运用的DGGE、克隆测序等分子生物学方法操作简单、分析周期短、成本低，重复性强。但是，现有的方法在不同程度上暴露出一定局限性，在今后的研究中可以考虑将不同方法相结合，从不同的角度，相互补充，发挥各自优势之处，共同对海洋生态系统中微型真核浮游生物进行探讨研究。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 海洋微型浮游生物概述

1．1．1 海洋微型真核浮游生物主要特征

1．1．2 海洋微型真核浮游生物界定和主要类群

1．1．3 海洋微型真核浮游生物的生态功能及研究意义

1．2 福建省近海微型真核浮游生物研究进展

1．3 微型真核浮游生物研究方法

1．3．1 形态学方法

1．3．2 普通分子生物学方法

1．3．3 高通量测序

1．3．4 生物信息数据库

1．4 本研究的意义及拟解决的科学问题

参考文献

第2章 基于Illumina MiSeq和PCR-DGGE研究厦门近海海域微型真核浮游生物群落

2．1 材料与方法

2．1．1 样品采集和DNA提取

2．1．2 环境因子

2．1．3 PCR-DGGE和克隆测序

2．1．4 Illumina MiSeq高通量测序

2．1．5 数据分析

2．1．6 核酸序列登录号

2．2 结果

2．2．1 环境因子特征

2．2．2 DGGE揭示微型真核浮游生物群落

2．2．3 Illumina高通量测序揭示微型真核浮游生物群落

2．2．4 微型真核浮游生物群落组成与环境因子关系

2．3 讨论

2．3．1 环境因素的影响

2．3．2 DGGE和高通量测序结果比较

2．3．3 N2和N3站位原生动物的特殊性

参考文献

第3章 福建省深沪湾微型真核浮游生物群落多样性时空格局

3．1 材料与方法

3．1．1 研究海域和样品采集

3．1．2 环境园子

3．1．3 DNA提取和PCR-DGGE

3．1．4 数据分析

3．1．5 核酸序列登录号

3．2 结果

3．2．1 环境因子特征

3．2．2 浮游生物群落季节和空间差异

3．2．3 微型真核浮游生物群落组成

3．2．4 微型真核浮游生物与环境因子的关系

3．3 讨论

3．3．1 夏秋两季深沪湾微型真核浮游生物群落时空变化

3．3．2 深沪湾甲藻及赤潮分析

参考文献

第4章 结语与展望

4．1 主要结果

4．2 创新之处

4．3 不足之处

4．4 展望

在学期间参加的科研项目及成果

致谢