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三、微食物网与浅水湖泊生态系统动力学

  主要进行浅水湖泊微食物网的结构、功能及其营养盐循环过程中的作用等研究。研究内容主要涉及湖泊中浮游细菌、附生细菌、鞭毛虫、浮游藻类、附生藻类、有机聚集体及微生物介导的有机质的矿化分解与营养盐的再生。

微食物网与浅水湖泊生态系统动力学

用表面荧光显微镜直接测定的太湖不同区域中细菌生物量的季节变化

微食物网与浅水湖泊生态系统动力学

用14C-亮氨酸标记测定的太湖不同区域细菌生产力

R:河口区;B:梅梁湾;O:湖心敞水区

微食物网与浅水湖泊生态系统动力学

太湖纤毛虫丰度(○)、细菌总数(●)、有代谢活性细菌数量关系

分别为:y = 9.365 + 1.198x, r2 =0.29, n=65, p<0.0001

                  y = 13.351 + 2.59x, r2 =0.31, n=65, p<0.0001
示例
示例
示例
太湖不同区域中细菌的细胞大小

所有的图像是在相同的采样时间(1998-06)、相同的放大倍率(1250×,图中短线代表10μm)的荧光显微镜下拍摄的. 结果表明,不同营养水平的环境中细菌细胞体积存在显著差异 (One-way ANOVA, p< 0.0001).

对太湖有机聚集体的研究

1. 太湖中以粒径10~200 μm的小型OA为主,丰度为1.3~23.5×105 ind./ml (平均值为7.1×105 ind./ml)。OA主要以碎屑聚集体及藻类聚集体为主,来源及形态结构有时空差异(图1)。

太湖不同湖区有机聚集体的DAPI 荧光染色图
图1:太湖有机聚集体的DAPI 荧光染色图(标尺为10μm)
Fig. 1 Map of DAPI-stained OA structures in Lake Taihu. The length of scale bars in each photo represents 10 μm.
2. 有机聚集体上附着细菌丰度平均值为15.5×106 cells/ml,占水体中总细菌的53%。附着细菌的丰度存在显著的时空差异:夏秋季高,冬季低;河口区高,东太湖低。附着细菌的丰度与OA显著正相关,并且两者与水温、TSS、TP及Chl a也显著相关。扫描电镜(图2)和DAPI染色表明,OA上附着有大量形态各异的细菌,丰度远比海洋及深水湖泊中的要高。提示在太湖这样水动力扰动频繁的浅水湖泊中,OA在营养盐循环中有着重要的生态学作用。
图2 太湖典型有机聚集体的扫描电镜图。A~C为不定型的碎屑聚集体,D、E为蓝藻聚集体,F为硅藻聚集体。图中的箭头指向的是一些附着细菌。
Fig. 2 Scanning electron micrographs of typical organic aggregates obtained from Lake Taihu. Small arrows indicate the presence of some associated bacterial microcolonies.
3. 有机聚集体上附着细菌的物种多样性高,不同生态类型湖区、不同季节群落组成不同,但仍有一些特殊的优势细菌类群。通过构建细菌的16S rDNA文库、测序及序列比对发现,OA附着细菌以β-proteobacteria、α-proteobacteria、Bacteroidetes、以及Planctomycetes为主(图3)。这些细菌类群的产生与蓝藻水华暴发有密切关系,提示这些细菌在分解由藻类分解产生的大分子复合物中起着重要作用。
图3 太湖不同湖区不同季节OA上附着细菌的种类组成百分比(%)。
Fig 3 Composition of associated bacterial communities in Lake Taihu.
 
 
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