大型海藻及其凋落物附着生物多样性研究

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大型海藻是近海重要的初级生产者,为多种附生生物提供多样化的栖息生境和基质,提高近海生态系统的生物多样性。为了解广东省汕头南澳海域“活的”大型海藻的附着生物多样性,于2019年和2020年10月调查了该海域不同种类的大型海藻附着生物及水体生物群落结构特征;为探讨江蓠属“死的”大型海藻凋落物分解过程中的细菌演替,室内实验比较了龙须菜和菊花心江蓠凋落物分解过程中细菌的群落结构演替。主要结果如下:(1)野外调查表明,大型海藻附着生物总OTUs的丰富度和shannon多样性指数高于水体生物多样性,其中附着真核生物shannon多样性指数显著高于水体真核生物(p<0.05)。大型海藻附着生物和水体生物优势属不同,大型海藻附着真核生物优势属为针杆藻属(Synedra)、猛水蚤属(Harpacticus)、虫黄藻属(Symbiodinium),水体真核生物优势属为拟哲水蚤(Parvocalanus)和舟形藻属(Navicula);大型海藻附着细菌优势属为嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和微小杆菌属(Exiguobacterium),水体细菌优势属为HIMB11。大型海藻增加了近海海洋生态系统的生物多样性。大型海藻附着细菌多样性显著高于附着真核生物(p<0.05),二者相对丰度呈负相关关系。嗜水气单胞菌、嗜冷杆菌和不动杆菌是大型海藻附着细菌的核心优势种。功能组成预测表明,核心细菌优势种主要与大型海藻氨基酸运输和代谢、能量产生和转换、细胞壁合成和信号转导等功能有关。(2)大型海藻凋落物室内模拟实验表明,凋落物分解过程中附着细菌具有明显的群落演替。在龙须菜凋落物分解前期(0天、10天),变形菌门是附着细菌的优势类群;凋落物分解20天,优势类群为拟杆菌门;凋落物分解35天,优势类群为厚壁菌门;凋落物分解55天,优势类群重新演替为变形菌门。凋落物附着细菌OTUs多样性呈先上升后下降的趋势,龙须菜凋落物分解20天的细菌shannon多样性指数最高。拟杆菌门的Carboxylicivirga和变形菌门的脱硫弧菌(Desulfovibrio)是整个演替过程的关键菌群。龙须菜凋落物分解过程中细菌之间的关系偏好正共生,呈相互依赖关系。江蓠属大型海藻龙须菜和菊花心江蓠凋落物附着细菌OTUs在门水平丰富度和相对丰度显示出类似的趋势,脱硫弧菌属是龙须菜和菊花心江蓠凋落物附着细菌的优势属,属于硫酸盐还原细菌。龙须菜和菊花心江蓠凋落物附着细菌群落结构的复杂性和多样性均没有显著差异(p>0.05)。研究结果表明,当凋落物分解环境相似时,不同种大型海藻凋落物附着细菌的α-多样性和群落复杂性可表现出相同的趋势。
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