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赣江流域微型浮游真核生物时空分布格局

2020-12-08阅读(623)

赣江流域微型浮游真核生物时空分布格局

论文摘要

微型浮游真核生物形态各异,物种丰富,分布广泛,是水生生物群落的重要组成部分,具有重要的生态学功能。目前,针对微型浮游真核生物的多样性和生物地理学研究往往忽略了时间尺度和使用通用引物引起的偏差。在淡水水系中,干流和支流相互贯通但生态环境各异,支流汇入会影响干流生物群落的丰度及多样性,尽管淡水微型浮游真核生物的相关研究近年来取得了很大进展,但仍缺乏对整个流域内微型浮游真核生物时空分布格局方面的研究。另一方面,微型浮游真核生物地理分布模式是“限制性分布”还是“广布性分布”仍存在争议。在上述研究背景下,本研究选用针对微型浮游真核生物核糖体小亚基rRNA基因V4高变区的特异引物,应用高通量测序方法,首次在赣江流域系统开展了为期一周年的微型浮游真核生物多样性和时空分布格局研究,主要结果如下:（1）赣江流域微型浮游真核生物高度丰富多样,共获得4330788条有效序列,4903个OTUs（Operational Taxonomic Units）,其中大多数OTUs丰度较低。所获OTUs覆盖了真核生物系统中发育位置已确定的所有超类群,其中泛植物界Archaeplastida和Hacrobia为赣江流域的广布类群;弯隐藻（Cryptomonas curvata）为赣江流域的优势种,在所有样点均有分布,其丰度占总丰度的9.47%。（2）所有样点均检测到未知类群,未知类群OTUs数占总OTUs数的13.6%。有些广布物种,其分类阶元仍然不明确,如丰度（Abundance）位居第二的OTU4250,虽然在各样点均有分布,但仍然无法比对到已知物种。在赣江流域发现一些被归为典型海洋类群的不等鞭毛类（Stramenopile）,如MAST-2、MAST-12和MAST-6,表明这些类群不是特有的海洋类群。（3）本研究数据支持微型浮游真核生物限制性分布模式（Limited distribution patterns）。对赣江流域OTUs分布频率进行拟合发现,其分布符合:y=466.5756-143.76447（1-exp（-x/859.31237））-444.50965（1-exp（-x/8.99464））的分布模型（R2=0.97207）。（4）赣江流域微型浮游真核生物不同季节OTU水平的物种丰富度（Species richness）排序为:春季>夏季>秋季>冬季,物种丰度排序为:冬季>春季>秋季>夏季。冬季弯隐藻（Cryptomonas curvata,OTU1250）为绝对优势物种,其丰度为其它物种的3倍以上。春夏秋冬四个季节特有OTUs数占总OTUs数的14.2%,且所有样点微型浮游真核生物的丰度和丰富度均存在季节性差异,表明分季节采样调查是必须的。（5）各季节功能类群的丰度排序均为:自养生物>自由生活的异养生物>寄生虫,且功能类群之间的丰度存在12个数量级的差异。冬季寄生虫的丰度远大于其他季节。（6）支流的汇入是影响干流微型浮游真核生物群落变化的重要原因之一,干流上游特有OTUs数占总OTUs数的29%,从上游到下游干流特有OTUs逐渐减少,干流与支流微型浮游真核生物类群逐渐趋同。（7）温度、地理位置和时间跨度是影响微型浮游真核生物群落变化的重要因素。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 微型真核生物研究背景
  •     1.1.1 微型真核生物的组成
  •     1.1.2 微型真核生物在水生态系统中的功能与意义
  •     1.1.3 微型真核生物系统发育多样性与分布
  •     1.1.4 微型真核生物的分布模式
  •   1.2 微型浮游真核生物研究现状
  •   1.3 微型真核生物的研究方法
  •   1.4 河流生态系统面临的问题
  •   1.5 赣江水系简介
  •     1.5.1 赣江流域生态系统的特征
  •     1.5.2 赣江水系微型浮游真核生物研究现状
  •   1.6 本文的研究内容和技术路线
  •     1.6.1 主要内容
  •     1.6.2 技术路线
  • 第二章 材料和方法
  •   2.1 研究区域样点布设与环境参数的测定
  •   2.2 样点采集与处理
  •   2.3 DNA提取、PCR扩增（引物选择）及高通量测序实验方法
  •   2.4 数据分析
  • 第三章 微型浮游真核生物α-多样性及OTUs分布模型
  •   3.1 微型浮游真核生物群落的整体组成
  •     3.1.1 主要类群丰度及丰富度
  •     3.1.2 OTUs的丰度分布
  •     3.1.3 微型浮游真核生物样点分布
  •   3.2 微型浮游真核生物OTU分布模型
  •   3.3 讨论
  •   3.4 本章小结
  • 第四章 微型浮游真核生物群落季节分布特征
  •   4.1 微型浮游真核生物群落整体季节动态
  •     4.1.1 微型浮游真核生物群落整体季节分布情况
  •     4.1.2 各样点微型浮游真核生物群落丰度的季节动态
  •   4.2 特定微型浮游真核生物群落随季节的变动
  •     4.2.1 门分类水平OTU多样性和丰富度的季节动态的样点分布格局
  •     4.2.2 门分类水平OTU丰度和丰富度的季节动态
  •   4.3 功能类群的季节分布特征
  •   4.4 讨论
  •   4.5 本章小结
  • 第五章 微型浮游真核生物群落空间分布格局及机制
  •   5.1 环境参数的地理及季节特征
  •   5.2 微型浮游真核生物群落的地理及季节分布特征
  •   5.3 微型浮游真核生物群落分布机制
  •     5.3.1 微型浮游真核生物群落与环境因素之间的相关性分析
  •     5.3.2 微型浮游真核生物群落的地理分布机制
  •     5.3.3 干流微型浮游真核生物群落对支流汇流的响应
  •   5.4 讨论
  •   5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  •   6.1 总结
  •   6.2 创新点
  •   6.3 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间取得的研究成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 罗丹

    导师: 李凤超,黄洁

    关键词: 赣江流域,微型浮游真核生物,丰度,丰富度,时空分布

    来源: 河北大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 河北大学

    基金: 生态环境部生物多样性保护专项(赣江水系原生动物多样性调查与评估专题)

    分类号: Q178

    总页数: 89

    文件大小: 7202K

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