本文關(guān)鍵詞： 海藻栽培 龍須菜 浮游生物群落 生物多樣性 有害藻華 高通量測(cè)序　出處：《暨南大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：浮游生物群落是海洋生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,在海洋和全球生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,因而浮游生物多樣性是海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的基礎(chǔ),也是水體環(huán)境質(zhì)量的重要指示和評(píng)價(jià)指標(biāo)。隨著近10多年來(lái)汕頭南澳島龍須菜栽培的快速發(fā)展,研究發(fā)現(xiàn)龍須菜對(duì)若干海洋微藻特別是藻華藻類具有明顯生長(zhǎng)抑制作用,我們提出了龍須菜規(guī)模栽培對(duì)浮游生物多樣性影響的假說(shuō),通過(guò)龍須菜栽培現(xiàn)場(chǎng)不同季節(jié)的采樣調(diào)查,應(yīng)用自主設(shè)計(jì)的一對(duì)擴(kuò)增真核生物28S r DNA引物和焦磷酸測(cè)序技術(shù)對(duì)所采樣品進(jìn)行宏基因組測(cè)序。此外,在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室條件下探討了龍須菜對(duì)有害藻華微藻抑制作用的機(jī)理。主要結(jié)果如下:1.51份樣品中共獲得有效序列1,041,424條,聚類為2221個(gè)OTUs(operational taxonomic units)。通過(guò)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)BLASTn比對(duì),2221 OTUs共注釋為5大類真核浮游生物,包括浮游植物(含甲藻)821個(gè)、原生動(dòng)物494、其它浮游動(dòng)物(不包括原生動(dòng)物)273、真菌351和未知分類地位的OTUs 282個(gè)。2.2014年12月龍須菜栽培前,各采樣站點(diǎn)之間總的浮游生物、浮游植物、原生動(dòng)物、其他浮游動(dòng)物以及真菌的OTU數(shù)量(物種豐富度)、均勻度(香農(nóng)威納指數(shù))和優(yōu)勢(shì)度(辛普森指數(shù))無(wú)顯著性差異。但2015年5月即龍須菜生物量達(dá)到最大值時(shí),龍須菜栽培區(qū)和鄰近區(qū)的OTUs數(shù)量(種類多樣性)顯著高于遠(yuǎn)離龍須菜栽培區(qū)的對(duì)照區(qū)。3.2015年5月,龍須菜栽培區(qū)(G)和鄰近區(qū)(Cg)表層樣品的香農(nóng)威納指數(shù)均顯著高于對(duì)照區(qū)(Co)(One-way ANOVA,P0.01);而栽培區(qū)和鄰近區(qū)表層樣品的辛普森指數(shù)均顯著低于對(duì)照區(qū)(One-way ANOVA,P0.01)。4.主坐標(biāo)軸分析(PCoA)和主成分分析(PCA)分析結(jié)果表明,2014年12月龍須菜栽培前,各采樣站點(diǎn)之間的浮游生物群落結(jié)構(gòu)組成相似。2015年5月龍須菜生物量達(dá)到最大時(shí),龍須菜栽培區(qū)的浮游生物群落組成與對(duì)照區(qū)存在顯著差異。5.采用核糖體大亞基DNA為分子鑒定標(biāo)志物和高通量焦磷酸測(cè)序技術(shù),在研究區(qū)域首次發(fā)現(xiàn)出若干新種(本文中“新種”是指近年來(lái)新描述的種)、新紀(jì)錄種和一些微微型的浮游生物(細(xì)胞小于5微米)。6.2015年5月表層樣品樹(shù)狀聚類分析結(jié)果顯示,所有樣品被分為兩個(gè)主要分支,一支主要是對(duì)照區(qū)樣品,另一支則主要為龍須菜栽培區(qū)和鄰近區(qū)域樣品。這一結(jié)果與PCoA分析結(jié)果一致。7.冗余分析(RDA)結(jié)果表明真核浮游生物群落結(jié)構(gòu)受到多種環(huán)境因子的影響,其中,龍須菜生物量、總磷(TP)和葉綠素a(Chl.a)是影響真核浮游生物群落結(jié)構(gòu)的最主要環(huán)境因子。龍須菜生物量與葉綠素a、總氮(TN)、總磷(TP)和硝態(tài)氮(NO_3~--N)均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,表明龍須菜生物量對(duì)浮游生物群落和水體營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)的決定性作用。8.龍須菜被證明通過(guò)化感抑制作用限制錐狀斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和紅色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)的生長(zhǎng)。龍須菜新鮮藻體(FT),新鮮藻體提取液(EFT)和干藻提取液(EDP)對(duì)兩種微藻均表現(xiàn)出強(qiáng)烈抑制作用,且呈現(xiàn)濃度梯度效應(yīng)。其中龍須菜新鮮藻體提取液對(duì)兩種微藻的抑制作用最強(qiáng),其次是干藻提取液和新鮮藻體。結(jié)果還表明紅色赤潮藻可能通過(guò)促進(jìn)培養(yǎng)體系中細(xì)菌的大量繁殖對(duì)龍須菜表現(xiàn)出一定的限制作用,證實(shí)龍須菜、微藻和細(xì)菌之間復(fù)雜的相互作用。綜上所述,本研究首次系統(tǒng)地研究了大規(guī)模龍須菜栽培對(duì)浮游生物多樣性的作用,驗(yàn)證了我們基于前期工作提出的假說(shuō),即龍須菜規(guī)模栽培在抑制有害藻華微藻生長(zhǎng)從而控制微藻藻華爆發(fā)的同時(shí),還能顯著增加真核浮游生物群落的物種多樣性。這一發(fā)現(xiàn)為龍須菜規(guī)模栽培作為一種有效的富營(yíng)養(yǎng)化環(huán)境生物修復(fù)、控制有害藻華、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的生態(tài)工程技術(shù)提供了有力的科學(xué)技術(shù)支持。
[Abstract]:The phytoplankton community is a key component of marine ecosystem , plays a vital role in the process of marine and global biogeochemical cycling . The results showed that the biomass , total phosphorus ( TP ) and chlorophyll a ( Chl . a ) were the most important factors affecting the structure of eukaryotic plankton communities . It can also significantly increase the species diversity of eukaryotic plankton community . This discovery provides strong scientific and technical support for the cultivation of Gracilary asparagus as an effective eutrophication environment , controlling harmful algal blooms and maintaining ecosystem stability .

【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S968.4

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