丹江口水库浮游细菌和氮磷循环基因垂直分布特征及其驱动因素

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：张玮玮,高姗姗,李梦璐,陈彦,FohrerNicola,CostanzaRobert,李玉英,陈兆进

单位：南阳师范学院水资源与环境工程学院, 南阳 473061,南阳师范学院水资源与环境工程学院, 南阳 473061,南阳师范学院水资源与环境工程学院, 南阳 473061,南水北调中线水源区流域生态安全高等学校学科创新引智基地, 南阳 473061,南水北调中线水源区流域生态安全高等学校学科创新引智基地, 南阳 473061,南水北调中线水源区流域生态安全高等学校学科创新引智基地, 南阳 473061,南水北调中线水源区流域生态安全高等学校学科创新引智基地, 南阳 473061,南阳师范学院水资源与环境工程学院, 南阳 473061

摘要：丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其驱动因素尚未清晰. 选取丹江口水库5个生态点位,采用宏基因组学研究表层、 中层和底层垂直分布浮游细菌群落组成,分析预测氮磷循环功能及其驱动因素. 结果表明,丹江口水库主要由变形菌门、 放线菌门和浮霉菌门等优势种群组成,不同深度来源的浮游细菌群落结构具有显著差异,水温（T）、 氧化还原电位（ORP）、 溶解氧（DO）和Chla是影响浮游细菌群落组成的主要因素. 氮循环功能基因分析表明,主要涉及生物固氮过程、 硝化作用、 反硝化作用和异化硝酸盐还原作用等7个主要途径的gltB、 glnA、 gltD、 gdhA和NRT等39个氮循环功能基因. 磷循环功能基因分析表明,主要涉及有机磷矿化、 无机磷溶解、 调节等6个主要途径的pstS、 ppx-gppA、 glpQ和ppk1等54个磷循环功能基因. 聚类分析表明不同深度是影响氮磷循环功能基因组成和丰度的主要因素,表层和底层氮磷循环功能基因丰度高于中层样品. 奇异球菌属、 嗜氢菌属、 Limnohabitans和棍状杆菌属等是氮磷循环的关键物种. DO、 pH、 T、 总溶解性固体（TDS）、 电导率（EC）和Chla与氮磷循环功能基因显著相关,以上环境因子随丹江口水库深度增加浓度降低或升高,导致浮游细菌氮磷循环功能基因呈明显的垂直分布特征. 通过揭示丹江口水库不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其影响因素,可为丹江口浮游细菌生态功能和多样性保护发挥潜在的作用.

关键词：丹江口水库,分层,宏基因组,氮循环,磷循环,