青海省察尔汗盐湖补给河流河口的盐度梯度对微生物的影响

当前国际国内对河口水体微生物丰度及种群结构如何随全盐度梯度（淡水-盐饱和）尚缺少足够的认识，本项目以青海省察尔汗盐湖补给河流河口为研究对象，采用地球化学和地质微生物学相结合的综合分析技术手段，研究该盐湖补给河流河口水体微生物丰度和种群结构对全盐度梯度变化的响应，建立微生物生态系统对盐度这一关键环境条件变化的响应模式。研究成果可以为正确评价全球环境变化对微生物生态系统的影响提供科学的数据基础和理论依据。

针对国内外关于全盐度梯度（淡水-盐饱和）对微生物种群构成影响认知有限的情况，以青藏高原北部不同盐度的盐湖为研究对象，采用地球化学和地质微生物学相结合的综合分析技术手段，研究了青藏高原北部具有不同盐度的湖泊中的与碳氮循环相关的特殊功能微生物种群构及其对盐度的响应。涉及的特殊功能微生物种群包括：氨氧化古菌(AOA)、硫酸盐还原细菌(SRB)、硫氧化细菌(SOB)、一氧化碳氧化细菌(COX)、依靠亚硝酸盐的甲烷厌氧氧化细菌（n-damo）和厌氧氨氧化细菌（anammox）。研究发现：1）青藏高原北部湖泊中的含有amoA基因的古菌种群构成明显有别于世界其他地区的该微生物种群特称，这可能是由于青藏高原特殊的环境条件（高海拔、强紫外辐射、干燥的气候等）所致。古菌amoA基因可存在于高达160克/升的盐湖（小柴旦湖）中，突破了已有认识；2）青藏高原北部湖泊中的SRB主要属于Desulfobacteraceae、Desulfobulbaceae 和Peptococcaceae 3个科。其中，Desulfobacteraceae科是主要类群。SRB多样性与盐度呈现出负相关性；3）青藏高原北部不同盐度湖泊的SOB群主要属于Alphaproteobacteria 和 Betaproteobacteria门；并且其分布受到盐度的影响。Alphaproteobacteria型的SOB主要分布在高盐度的湖泊中；而Betaproteobacteria型的SOB主要分布于低盐度和淡水湖泊；4）青藏高原北部湖泊中的COX主要由Proteobacteria和Actinobacteria构成，他们的相对丰度随盐度变化而变化：在淡水湖的水和沉积物中的主要COX分别为Betaproteobacteria和Actinobacteridae；在咸水和盐湖环境中，水和沉积物中的COX主要由Alphaproteobacteria和Actinobacteridae/Alphaproteobacteria组成。盐度是COX种群分布的主要影响因素；5）在分子层面上证实n-damo和anammox可以共存于自然盐湖环境中，其耐受的盐度可能高达84克/升，远高于国内外公认的这两类功能微生物种群耐受盐度。这些研究结果，深化了我们对盐度等条件对功能微生物群影响的认识，为正确评价环境变化对微生物生态系统的影响提供了科学的数据基础。