摘要
本研究以三峡水库中段万州、涪陵、忠县三个典型断面为研究对象，运用分子生物学与多元统计分析方法，分析细菌群落结构在泥水、时空差异下的变化情况，探求水库中甲烷功能菌丰度和群落结构及多样性及其与环境因子间的响应关系，分析水库中甲烷功能菌群落结构和丰度的关系。主要结论如下: 三个监测点水体中秋季细菌多样性大于春季，库区中段上游细菌群落多样性更为丰富。底泥中细菌群落随时间推移种类增加，且细菌在底泥中群落更加丰富。水体与底泥中细菌群落结构存在明显差异。水体中细菌在高水位运行阶段，群落结构比较类似;而泄水与蓄水过程群落结构相似。底泥中表现为春与秋、冬与夏细菌群落结构类似。水体中优势菌门为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门，由于水体在春季期间高水位运行，放线菌门、蓝藻菌门、浮霉菌门和厚壁菌门大量生长。而底泥中变形菌门、绿弯菌门、放线菌门、拟杆菌门为优势菌种，且酸杆菌门，硝化螺旋菌门，疣微菌门等在水体中占比较小的细菌在底泥中占比都在1％以上。总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)，水温(T)，有机碳(TOC)，溶解氧(DO)对水中细菌群落结构影响较大。TN浓度在底泥中是影响群落结构的最重要的因素，TOC浓度与厚壁菌门，绿弯菌门和放线菌门的相对丰度呈显著负相关。 产甲烷菌基因拷贝数在5.5146E+4copies/g至1.43E+6copies/g之间波动，水中产甲烷菌多样性指数比底泥中低，但群落结构差异不明显。所有样本中的产甲烷菌群落中优势菌种有甲烷热杆菌属，甲烷杆菌属。三峡水库中段主要以甲基营养型与氢营养型产甲烷菌为主。在水体中，DO与TN与产甲烷菌多样性分别呈显著负相关与正相关。甲烷氧化菌基因拷贝数在2.42E+5copies/g至3.0219E+6copies/g之间波动。甲烷氧化菌丰度逐月递增。水体和底泥中甲烷氧化菌群落结构完全不同，且都随时间变化明显变化。在甲烷氧化菌底泥中样本中甲基胞囊菌、甲基杆菌、甲基八叠球菌、甲基球菌是优势菌种，甲基胞囊菌11月达到相对丰度最高。水体中甲基胞囊菌属在水体中仍然是优势菌种，且主要种类少于底泥中甲烷氧化菌的种类。底泥和水体中TypeⅡ型甲烷氧化菌占绝对优势地位。底泥中TOC和TN显著影响甲烷氧化菌群落结构，水体中硝氮(NO3--N)、TOC、DO、T对甲烷氧化菌群落影响较大。水库底泥中甲烷功能菌群落与甲烷通量关系密切，甲烷功能菌多样性指数与甲烷通量呈反比。 水库中产甲烷效率高的乙酸营养型占比较少，产甲烷效率很低;优势菌种TypeⅡ型甲烷氧化菌对甲烷利用速率较高，甲烷功能菌群落结构可解释三峡水库甲烷释放通量少于其他淡水水体的现象。
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