摘要
氨氮污染是制约水产养殖环境的主要胁迫因子，去除氨氮对改善养殖用水水质、修复生态系统有着重要意义。氨氧化菌群在硝化作用过程中具有重要作用，它的种类随生境差异而有所不同。本文首次利用不依赖于培养的分子生态学技术，根据功能基因的序列多样性能够反映功能菌群种类多样性的原理，用氨单加氧酶amoA基因的专一性扩增、克隆文库构建和序列测定的方法，对两种不同养殖模式(粗放养殖模式和精养养殖模式)南美白对虾养殖池塘系统中不同养殖时期氨氧化菌的种群动态变化进行了研究。并采用PCR-DGGE技术结合克隆文库分析技术比较分析了南美白对虾养殖池塘底泥与池塘周边土壤中的氨氧化菌种群分布的差异。主要研究结果如下： 1.应用钠氏试剂比色法测定两种养殖模式池塘系统中氨氮含量的变化，初步结果表明，从养殖前期、养殖中期到养殖后期，粗放养殖模式池塘和精养养殖模式池塘中氨氮含量都呈上升的趋势。粗放养殖模式池塘水体氨氮含量增加了0.1368mg/L，底泥中氨氮含量增加了0.67 mg/kg，精养养殖模式池塘水体氨氮含量增加了0.157629mg/L，底泥中氨氮含量增加了1.02 mg/kg，变化比粗放养殖模式池塘更为剧烈。 2.应用MPN计数法对两养殖系统中氨氧化菌数量变化进行测定，结果发现粗放养殖模式池塘和精养养殖模式池塘水体和底泥中的氨氧化菌的数量都是呈先上升后下降趋势，精养养殖模式池塘中氨氧化菌数量平均高于同时期粗放养殖模式池塘中氨氧化菌14.18％，两种养殖模式中，底泥样品中氨氧化菌数量均比水体中的高一个数量级。 3.对粗放养殖模式池塘5个不同时期底泥样品、精养养殖模式池塘4个不同时期底泥样品构建amoA基因克隆文库，对9个克隆文库分别测序、序列分析后发现，两种养殖模式池塘系统中amoA基因序列都只与Nitrosospira属和Nitrosomonas属序列相似。粗放养殖模式池塘中Nitrosomonas属序列在养殖前期(T1样品)比例为33.0％，在养殖中前期(T2样品)比例略有增高，为36.0％，在养殖中期(T3样品)比例最高，达44.9％，在养殖后期(T4样品)比例有所下降，到22.5％，在养殖末期(T5样品)中发现已不存在Nitrosomonas属序列，全部为Nitrosospira属序列。而精养养殖模式池塘中Nitrosomonas属序列在养殖前期(F1样品)比例为37.5％，在养殖中期(F2样品)比例为54.5％，在养殖后期(F3样品)比例达到最高，为81.8％，在养殖末期(F4样品)其比例下降到59.1％。进一步对比两类文库后发现，精养养殖模式池塘系统中Nitrosomonas属氨氧化菌所占的比例总体比在粗放养殖模式池塘系统中所占比例平均要高30.95％。 4.采用PCR-DGGE技术结合克隆文库分析技术比较分析了南美白对虾养殖池塘底泥与池塘周边土壤中的氨氧化菌种群分布的差异。DGGE图谱表明两个不同生态位点样品中氨氧化菌多样性组成差异明显，两个样品之间仅有1个共有DGGE条带，其中在底泥样品中特异条带有5条，在土壤样品中特异条带有2条。克隆文库分析结果表明，底泥样品克隆文库包含9个OTUs，土壤样品克隆文库包含4个OTUs，这两个文库有一个相同的OTU，其代表序列与Nitrosospira sp.(AY123825)相似性达到96％，底泥样品剩余的8个OTUs属于Nitrosomonas属氨氧化菌，土壤样品其他的3个OTUs都属于Nitrosospira属氨氧化菌。DGGE结果和克隆文库结果都表明池塘底泥中氨氧化菌多样性比土壤中氨氧化菌多样性要丰富得多。
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