中科院 | Environ. Microbiol.：青海高原黑河上游浮游细菌群落结构及其与环境因子的关系( 四 )

Thiomonas）、酸胞菌属（Acidocella）、Rhodanobacter、酸性硫杆菌属（Acidithiobacter）和Gallionella 。除嗜酸杆菌属于厚壁菌门杆菌纲外，其余均属于γ变形菌纲。硫单胞菌是嗜酸的，但也可以在接近中性的pH值下生长，它们能在酸性矿井中自由生长。硫单胞菌是一种混合营养生物，可以利用环境中的硫化物获取能量，同化有机物，氧化亚砷酸盐，有助于砷的沉淀和自然生物修复。在本研究中，除H2外，硫单胞菌在所有采样点均存在， H5和H6的相对丰度分别高达80.61%和32.55% 。但各点砷含量约为0.0006 mg/L ，远低于《饮用水砷状态》规定的最高允许浓度0.01 mg/L 。这一发现与硫单胞菌在砷污染水体甚至酸性矿山废水中广泛存在的研究结果相反。砷主要以砷化合物的形式沉积在河底，这可能与黑河上游海拔高、气温低有关。本研究的水样为地表水，检测到的砷浓度较低。酸化杆菌、酸胞菌属和硫杆菌属常出现在矿物浸出环境或酸性水环境中。黑河pH值为8.27-8.45 ，属弱碱性，砷等金属离子含量较低，不是富集这些微生物的最适宜条件。该地区除了具有独特的水文、生物、气候和地貌外，还具有显著的地质和成矿条件。布等研究了黑河上游表层土壤中的重金属，他发现， Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的平均值均高于青海省、西藏、中国和世界的平均值。综上所述，受大风和降雨影响，黑河上游前6属的硫单胞菌、酸化杆菌、酸胞菌属和硫杆菌属主要来源于沿河沉积物。许多研究表明，水体细菌群落的丰度和多样性可能受到水温、pH、DO、TN和TP等多种环境因素的影响。黑河上游干流及支流水体理化指标在不同采样点存在差异，不同河段所承载的环境压力及周围人类活动对水环境的影响具有较高的空间异质性。在本研究中， RDA显示温度、pH、海拔、TN、TP、CODMn‐N可以很好地解释黑河上游浮游细菌群落组成的差异。 TN是影响浮游生物群落结构的主要因素。黑河上游水体TN含量明显超标，由于人类活动和农业生产的影响，过量的氮导致水体富营养化和水质恶化。无机氮是异养细菌重要的氮源，高浓度的无机氮使异养细菌在水中大量繁殖。 CODMn是衡量水污染程度的综合指标，以高锰酸钾为氧化剂，将水中的有机物转化为氧气。 CODMn越高，水体污染程度越大。 pH是浮游细菌组成的另一个重要因素，主要影响浮游植物群落的结构和多样性。 TN、TP、CODMn和pH抑制了厚壁菌门的生长，但不同程度地增加了变形菌门和放线菌门的丰度，说明变形菌门和放线菌门对河流中碳、氮等有机污染物的变化具有良好的适应性。 PICRUST的预测结果表明，每个采样点的浮游细菌都参与代谢、遗传信息处理和环境信息处理六大代谢途径。它们有40个子功能，并表现出较高的功能丰度。在本研究中，膜运输是每个采样点在KEGG水平2上最丰富的途径，这与报道的细胞膜运输在细菌中广泛存在，是最重要的生物过程之一的结果一致。结论