北黄海微微型浮游植物的丰度及微微型真核浮游生物分子多样性研究

论文摘要

微微型浮游生物是粒径大小介于0.22μm和3μm之间的浮游生物,在世界各海域广泛存在,包括微微型浮游植物和微微型浮游动物。它们是海洋浮游生物中的重要组成部分,在维持海洋生态系统的稳定,推动海洋生态系统的物质循环和能量流动方面起着十分重要的作用。研究微微型浮游生物在不同海域不同环境的丰度和分子多样性可以探索微微型浮游生物的分布规律及其生态学地位,为将来探讨人类活动对其多样性的影响奠定基础,为环境评价等提供数据参考及理论依据。北黄海是指山东半岛、辽东半岛和朝鲜半岛之间的半封闭海域,代表了北温带海洋生态环境的一种重要类型。该海域仅有少量利用荧光显微技术研究微微型浮游植物丰度的相关报道。本文利用流式细胞仪对北黄海海域秋季微微型浮游植物丰度进行研究,检测到聚球藻和微微型真核植物2类微微型浮游植物,未检测到原绿球藻。各站点聚球藻丰度在1.57×103个/mL～2.06×105个/mL之间,平均值2.16×104个/mL;微微型真核植物丰度在5.25×102个/mL～2.88×104个/mL之间,平均值4.59×103个/mL。聚球藻丰度高值区主要分布于调查区域的东南部水域,低值区分布于近岸水域;微微型真核植物丰度低值区出现在调查海域的中部。在垂直分布上,表层和10 m水层聚球藻丰度高于30 m层和底层水体;表层、10m层微微型真核植物丰度明显高于20m层、30m层和底层(P﹤0.01)。聚球藻和微微型真核植物丰度的昼夜变化各有特点。底层水体聚球藻丰度的昼夜变化较大,聚球藻丰度的最大值和最小值都出现在底层水体,最大值出现在7:00a.m.,且最大值为最小值的7倍;其它各水层聚球藻昼夜丰度无明显波动。微微型真核植物丰度在表层和10 m水层的16:00都出现一个峰值。在世界各大海域微微型浮游生物的多样性极其丰富,而在北黄海海域未见相关的研究报道。本文采用扩增核糖体DNA限制性分析技术( Amplified Ribosomal DNA Restrictive Analysis,ARDRA),利用18S r DNA基因对北黄海海域微微型真核生物进行了分子多样性研究。在B107和C105两个站点共选取了579个阳性克隆进行RFLP分析,获得了103个海洋微微型真核生物可操纵分类单元( Operational Taxonomical Unit, OTUs),表明该海域的微微型真核生物多样性极其丰富。在北黄海海域发现了甲藻纲、青绿藻纲、纤毛亚门、异鞭毛虫类和未获培养的海洋微微型真核生物等类群。2个站点各类群的微微型真核生物OTUs数和克隆数分布趋势比较一致,由多到少均为:未获培养的海洋微微型真核生物、纤毛亚门、青绿藻纲、异鞭毛虫类、甲藻纲,且未获培养的海洋微微型真核生物占总OTUs数和克隆数的50%以上。研究结果表明这5大类群是北黄海海域微微型真核生物的主要类群。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 海洋微微型浮游植物研究概况
• 1 原绿球藻（Prochlorococcus）
• 2 聚球藻（Synechococcus）
• 3 微微型真核浮游植物（Picoeukaryote）
• 第二章 海洋微微型真核生物分子多样性研究概况
• 1 不同环境微微型真核生物分子多样性的研究
• 1.1 有氧环境微微型真核生物分子多样性
• 1.2 缺氧环境微微型真核生物分子多样性
• 1.2.1 无氧海水及海底淤泥
• 1.2.2 极端环境
• 2 微微型真核生物分子多样性研究常用靶标基因
• 3 微微型真核生物分子多样性研究常用技术
• 3.1 构建克隆文库
• 3.2 DGGE/TGGE
• 3.3 PCR-RFLP/T-RFLP
• 3.4 FISH
• 3.5 宏基因组
• 4 微微型真核生物分子多样性研究中存在的问题
• 第三章 北黄海微微型浮游植物的丰度检测
• 1 调查海域情况
• 2 材料和方法
• 2.1 仪器和试剂
• 2.2 方法
• 2.2.1 站点布设
• 2.2.2 样品的采集和保存
• 2.2.3 微微型浮游植物的计数
• 2.2.4 数据处理和分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 聚球藻丰度的时空分布
• 3.1.1 聚球藻丰度平面分布
• 3.1.2 聚球藻丰度垂直分布
• 3.1.3 聚球藻丰度昼夜变化
• 3.2 微微型真核植物丰度的时空分布
• 3.2.1 微微型真核植物丰度平面分布
• 3.2.2 微微型真核植物丰度垂直分布
• 3.2.3 微微型真核植物丰度昼夜变化
• 4 小结
• 第四章 北黄海微微型真核植物分子多样性研究
• 1 材料和方法
• 1.1 试剂与仪器
• 1.1.1 试剂
• 1.1.2 仪器
• 1.2 方法
• 1.2.1 样品的采集
• 1.2.2 DNA的提取
• 1.2.3 目的片段的扩增和PCR 产物纯化
• 1.2.4 文库构建与筛选
• 1.2.5 RFLP 分析
• 1.2.6 测序和序列分析
• 1.2.7 系统树的构建
• 2 结果与分析
• 2.1 DNA 的提取
• 2.2 目的片段的扩增
• 2.3 文库构建与筛选
• 2.4 RFLP 分析
• 2.5 序列测定和分析
• 2.6 系统树的构建
• 2.6.1 甲藻
• 2.6.2 青绿藻纲
• 2.6.3 纤毛亚门
• 2.6.4 异鞭毛虫类
• 2.6.5 未获培养的海洋微微型真核生物
• 3 小结
• 参考文献
• 致谢
• 附录