九龙江河口-厦门近海区泉古菌群落结构、活性及生态功能分析

泉古菌是海洋微型生物的重要组成部分，其氨氧化和自养固碳功能代表了新型的微生物氨氧化通路和不依赖于光能的固碳机制。近年来的研究表明，泉古菌对海洋碳、氮循环有着重要贡献。然而，目前的研究多集中于大洋区域，关于泉古菌在CO2大量排放的河口-近海中的生态功能及其环境响应规律尚不清楚。本项目瞄准这一前沿问题，以泉古菌16S rRNA基因、氨氧化功能基因amoA、自养固碳功能基因accA为分子靶标，从DNA和RNA水平出发，结合高通量测序、定量PCR、TRFLP和克隆文库等分子生物学技术，以九龙江河口-厦门近海为研究区域，重点沿河口至近海的环境梯度展开研究。通过耦合分析各种环境因子，明确泉古菌在该区域的群落结构、数量、代谢活性的演替规律及受控机制，深入探讨泉古菌在河口-近海生态系统中的作用。本项目将提供海洋氨氧化与碳循环方面新的参数，为进一步揭示泉古菌在海洋生态系统的重要地位和作用提供新的认识和见解。

古菌是海洋微型生物的重要组成部分，在大洋生物地球化学循环（氮、碳循环）起着重要作用。然而，有关古菌在河口-近海生态系统的时空分布特征及其受控机制还不清楚。本项目应用环境监测、分子生物学（定量PCR、克隆文库和高通量测序）、生物信息学和多元统计等技术手段，对长江口-东海陆架海和九龙江流域（河流-河口）-厦门近海的古菌及其功能种群的组成和丰度的时空分布特征以及受控机制进行了系统研究。项目取得的主要研究成果如下：（1）明确了夏秋两季长江口-东海陆架海区古菌自养固碳类群的丰度、系统发育多样性及其驱动因子，并评估了自养固碳古菌通用标志基因特异引物的有效性；（2）阐明了平水期九龙江河口-厦门近海古菌群落多样性、结构与丰度的空间分布特征及其主要驱动因子。并分析了九龙江河口-厦门近海5个航次的原核生物（细菌和古菌）群落动态，目前已取得部分进展；（3）在河口研究的基础上，对上游河流原核生物群落进行了深入研究，发现沿岸人类活动影响了河流原核生物群落的分布特征，并评估了河流古菌群落对河口古菌群落组成的贡献。这些研究结果为认识古菌在河流-河口-近海生态系统中的种群结构、分布特征、驱动因素和生态作用提供了重要基础。