[00117336]浙北近岸海域赤潮期细菌群落结构调查及其调控功能菌资源的发掘

1.选题来源与背景： 近年随着经济的迅猛发展,近岸水体环境污染加剧,赤潮事件频发,严重威胁海洋生态系统的平衡与稳定。赤潮是指水体中某些微小的浮游藻类、原生生物或细菌,高度密集大量繁殖引起水体变色的一种生态现象。当前的研究已证实赤潮的发生是各种物理、化学、生物因素综合作用的结果;然而,目前对赤潮的研究大多偏重于理化因子方面,生物尤其是赤潮过程中的微生物群落变化的研究还有待深入。细菌在海洋生态系统特别是海洋微食物环中扮演着重要的角色,对生态系统的物质循环和能量流动有着重要作用。研究发现,浮游植物可以显著影响其藻际微生物生长,这种影响主要是通过分泌溶解性有机物质（DOM）进行的,而且浮游植物分泌的DOM在不同种之间的差异极大,因而其对细菌群落具有特定的塑造作用。同时,细菌对藻类的生长也具有一定的调控作用,主要体现在细菌分泌的化学物质可以直接或间接引起藻类的死亡;或者一些细菌如红杆菌等是维生素B12的重要提供者,可供维生素B12营养缺陷型藻类生长。可见,在赤潮生消过程中藻类和细菌有着复杂的互作关系,赤潮可以通过影响细菌群落结构而改变环境生态过程,而细菌也可以影响藻类的生长。 国内在藻-菌关系研究方面起步较晚,较为薄弱,国内文献中很大一部分是综述性文章。随着国内对赤潮问题的日益重视和相关项目的设立,近年来藻-菌关系的研究才逐渐开展起来。但是在国内外已经报道的利用细菌调控赤潮藻类生长的文献中,这些细菌的来源并非是赤潮爆发区域的微生物类群,更没有使用属于赤潮生消期关键响应细菌类群的微生物进行赤潮藻类生消调控的报道。 2.研究目的与意义： 本项目的实施将从赤潮生消期的关键响应细菌类群中发掘具有赤潮藻生消调控功能的微生物资源,用于赤潮的微生物防控。基于此,本项目通过对赤潮生消过程的跟踪,利用高通量测序的手段研究赤潮过程中细菌群落结构演替规律,同时发掘对赤潮藻生消具有潜在调控功能的微生物。 3.创见与创新： 本项目已阐明赤潮期细菌群落按各自所处暴发阶段进行聚类,且各阶段间差异显著;用非度量多维尺度分析（NMDS）发现,细菌群落主要沿 1 轴演替。 细菌群落演替与叶绿素 a 有显著的相关性,即藻类的生物量主要主导细菌群落结构变异;环境因子,如 DO 和 pH 值是影响微生物群落结构变异的关键环境因子。已分离筛选出 2 株与赤潮生消显著相关的微生物,对赤潮中肋骨条藻和球形棕囊藻具有一定的抑制作用,是具有赤潮藻生消调控功能的微生物。 4.社会经济效益： 象山港是浙江省重要的水产养殖基地,同时也是赤潮频发的海域。 本项目研 究揭示了象山港赤潮过程中微生物群落的演替规律及关键驱动因子,并构建了赤 潮生消过程中细菌群落演替模型;相比于当前赤潮预测预报模型来说,我们的研 究将微生物作为主要因素输入到了模型之中, 可提高赤潮预测预报的精度。同时,我们从赤潮暴发过程的海水中分离到了 2 株具有赤潮藻生消潜在调控功能的微生物,将来或可为赤潮藻的生物防控提供重要的菌物资源。 5.成果简介： （1）已揭示象山港中肋骨条藻赤潮过程中细菌群落的演替规律及驱动因子 （2）筛选了14个与中肋骨条藻生消相关的OTUs,获得2株纯培养微生物 （3）已发表SCI论文3篇,中文B类核心1篇。