汛期前后不同土地利用类型河流浮游细菌组成及功能预测：以清潩河(许昌段)为例

作者：王革林; 谷立坤^*; 于鲁冀; 刘萌硕; 鲁浩天; 范鹏宇; 王莉^*

来源：环境科学研究, 2023, 36(09): 1691-1704.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2023.07.05

• 土地利用类型
• 浮游细菌
• 高通量测序
• 功能基因预测
• 氮代谢

浮游细菌是水生生态系统的重要组成部分，然而其组成和功能易受自然和人为压力的影响.为了解汛期和人类生活生产对浮游细菌的组成和功能的影响，本研究以河南省清潩河流域为研究对象，综合考虑自然地理和人为因素，将其划分为清洁区(CW)、城镇区(UW)、乡村区(VW)和农业区(AW)，通过高通量测序分析，探索了汛期前后4个河流区域浮游细菌的变化.结果表明：(1)汛期降低了浮游细菌的多样性，且UW区的多样性降低的最多，且汛期后致病菌Acinetobacter和Flavobacterium的相对丰度下降.(2)汛期前后浮游细菌共有18个菌门和94个属存在显著差异，PCoA分析表明汛期前浮游细菌种群差异性大于汛期后，进一步的RDA分析揭示影响浮游细菌多样性变化的主要环境因子为总氮和硝态氮.(3)PICRUSt2分析发现具有反硝化、氮同化和异化还原作用的基因丰度最高，具有固氮和硝化作用的基因丰度相对较低.汛期降低了12个参与氮代谢基因的丰度，增加了10个基因的丰度，其中涉及脱氮过程的基因主要为反硝化基因(nirK、norB、norC、narG、narH和nosZ)、氮同化基因(narB、nasA、nasB、nirB和nirA)和氮异化基因(napB、napA、nrfA和nirD).研究显示，汛期后浮游细菌多样性下降、空间差异性减小、氮代谢功能基因丰度下降，且UW区下降最多.

• 单位
  郑州大学综合设计研究院有限公司; 郑州大学; 河南工程学院