湘江长沙段污染沉积物中微生物群落结构与污染物关联性的研.PDF

第 42 卷 第 2 期 海 洋 与 湖 沼 Vol.42, No.2 2011 年 3 月 OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICA Mar., 2011 湘江长沙段污染沉积物中微生物群落结构 与污染物关联性的研究* 高 健 邓先余 许爱清 康 健 (湖南科技大学生命科学学院 湘潭 411201) 提要 采用 ICP-AES 测试方法及 PCA 和 PCR-RFLP 分析技术, 研究了湘江长沙段污染沉积物中 微生物群落结构(主要是古细菌群落结构)与污染物的关联性。结果表明: (1) 三个取样区域的不同污 染物的污染程度呈现出明显的差异性; (2) 所取样点的微生物群落结构主要分布在广古菌门 (Euryarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota)两个分区, 其中 75%的克隆隶属于 Euryarchaeota 中的甲烷 微菌纲(Methanomicrobia), 这表明 Methanomicrobia 是所测样品的优势古生菌; (3) 进一步研究发现, 基于 OTUs 数据和理化特性数据的 PCA 分析的结果具有一致性, 因此, 样品的污染状况明显影响微 生物群落结构的组成。 关键词 PCR-RFLP 分析技术, ICP-AES 测试方法, PCA 分析, 系统发育分析, 群落结构 中图分类号 X172 湘江是流经湖南省境内的最大河流, 也是湖南 避免二次污染(丁凯等, 2005; 王莹, 2008)。因此, 了 省生活用水及工农业生产的主要供应水源之一。近年 解受污染河流中微生物的群落结构与污染物的关联 来, 在长沙、株洲、湘潭城市群工农业快速发展的同 性, 不仅有助于判断污染物对水环境的影响, 还可通 时, 湘江流域中各种有机质或重金属污染日益加剧。 过人为改变环境条件, 提高受污染河流的自净效率。 重金属在水体中积累到一定程度, 不但有可能通过 本研究对湘江长沙段周边水域的微生物群落结 食物链直接或间接地影响到湘江沿岸 4000 万人的身 构与污染物的关联性进行调查, 旨在为开发具有潜 体健康(如日本由于汞污染引发的“水俣病”和由镉 在应用前景的原位微生物来治理和修复污染的河流 污染造成的“骨痛病”就是典型例证), 而且也会成为 和湖泊等水生环境提供理论指导, 同时也为进一步 长沙、株洲、湘潭城市群及周边地区可持续发展的严 阐明微生物对环境适应机理等生态学理论问题提供 重障碍(王秋衡等, 2004; Wang et al, 2008; 余光辉等, 理论基础。 2010)。水体重金属污染已成为当今世界上最严重的 1 材料与方法 环境问题之一(乔胜英等, 2007), 而如何科学有效地 解决重金属对水体的污染已经成为当今世界各国政 1.1 沉积物样品收集 府以及广大环保工作者研究的热点(许秀琴等, 2007; 为全面反映湘江长沙段排污口沉积物污染状况, 邓先余等, 2009)。 根据湘江上中