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很多国家近岸海域生态环境面临来自重金属污染、海洋酸化(Ocean acidification,OA)和海水富营养化的威胁,影响海洋生态系统健康,给海洋蓝色经济的可持续发展带来困扰,进行高效的监测是解决此难题的重要策略之一。为了更好地监测和保护海洋环境,实验以南海近岸微生物膜细菌群落为研究对象,通过自然海域实验、室内微宇宙实验以及微生物群落分析技术,研究了在海洋酸化或海水富营养化条件下微生物膜细菌群落对重金属铜离子胁迫的响应特征。(1)酸化条件下的铜胁迫实验,酸化处理对细菌群落中大多数属的相对丰度有显著影响,如pH 7.4处理降低了海杆菌属(Marinobacter)、Aquibacter以及嗜盐单胞菌属(Halomonas)的相对丰度,而提高了 Altererythrobacter、赤杆菌属(Erythrobacter)、Roseovarius和鲁杰氏菌属(Ruegeria)的相对丰度;但铜离子胁迫对大多数属的相对丰度无显著影响。pH 8.2、pH 7.7和pH 7.4的关键物种分别为Granulosicoccus和Sva0996_marine_group、Coxiella、Leucothrix。各处理组中微生物膜细菌群落丰富度(ACE和Chao1)无显著变化,但pH和pH×Cu交互作用对细菌群落多样性有显著影响(P＜0.05)。pH 7.4时的群落结构与pH 7.7和pH 8.2明显不同。不同pH条件下的细菌群落生态网络显示,pH降至7.4导致细菌群落网络简化,细菌类群发生了重组,而pH 8.2和pH 7.7处理下网络模块性更好,更稳定。功能预测表明,pH 8.2处理下,0.08 mg/L铜胁迫的细菌群落中与遗传信息处理相关的功能基因相对丰度高于0、0.02 mg/L铜胁迫的;pH 7.7处理下,0.08 mg/L铜胁迫使细菌群落中的核代谢及与有机系统相关的功能基因受损。pH 7.4处理下,0.02 mg/L和0.08 mg/L铜胁迫降低了细菌群落中与遗传信息处理相关的功能基因及与代谢相关的功能基因的相对丰度。(2)富营养化条件下的铜胁迫实验,各处理组的群落组成不同,绿弯菌门(Chloroflexi)与酸杆菌门(Acidobacteria)在SRH和SCC处理(R代表高富营养化,H代表高浓度铜处理,SCC代表对照组)中的相对丰度明显高于其它处理,浮霉菌门(Planctomycetes)在SRH和SCC样品中的相对丰度低于其它处理。富营养化、铜以及富营养化×铜对大多数属的相对丰度有显著影响(P＜0.05)。微酸菌属(Ilumatobacter)和乳杆菌属(Lactobacillus)在对照组SCC以及高度富营养化高铜处理组SRH中是优势物种。低、中、高富营养化组的关键物种分别为Lachnospiraceae_NK4A136 group、Sva0081_sediment_group和Staphylococcus。对照组SCC、高富营养化及高浓度铜胁迫处理组SRH的ACE和Chao1指标较其它处理组差异显著(P＜0.05)。除Cu2+对Simpson指数有显著影响外,富营养化、铜、富营养化×铜三者对海洋细菌群落多样性无显著影响。SCC和SRH处理的细菌群落结构变化与其它七个处理的细菌群落结构变化显著不同。低、中、高富营养化处理组的生态网络图显示,低的富营养化处理组R2为0.679,远低于中、高富营养化处理组。高富营养化处理组的网络模块数为11,低于其它处理组。功能预测结果表明,在SRH与SCC处理中,碳水化合物代谢、能量代谢、甘氨酸生物合成与代谢、二级代谢因子生物合成等代谢类型以及翻译、复制与修复、折叠、分类与降解等遗传信息处理类型的相对丰度显著高于其它处理组。实验采用微生物膜为研究对象,从细菌群落层次揭示了在酸化或富营养化条件下,微生物膜细菌群落对重金属铜离子胁迫的响应特征。实验结果为微生物膜作为海洋生态环境监测的生物群落体系提供了有价值的参考资料。