侯瑞，白潔*，高會(huì)旺，趙陽國，張曉浩

1. 中國海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100；2. 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100

海洋異養(yǎng)細(xì)菌是海洋生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要組成部分，在海洋環(huán)境中占有重要地位（趙三軍等，2003）。由于海洋異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量大、繁殖速度快、轉(zhuǎn)換效率高、生物量循環(huán)迅速，海水中的氮、磷等營養(yǎng)鹽常常成為影響異養(yǎng)細(xì)菌生長的重要限制因子（Rivkin等，1997)。沙塵沉降作為陸源營養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)向海洋輸送的重要途徑，是海洋中這些限制性營養(yǎng)元素的重要來源（Griffin等，2004；高會(huì)旺等，2009)。因此，沙塵沉降對(duì)于海洋異養(yǎng)細(xì)菌的作用，尤其是對(duì)貧營養(yǎng)海域異養(yǎng)細(xì)菌生長的影響十分巨大。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，沙塵沉降不僅可以顯著影響海洋異養(yǎng)細(xì)菌的生物量和活性（Herut等，2005；Pulido-Villena等，2010)，還能夠使細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化（Lekunberri等，2010）。

南海是我國面積最大的海域，具有典型的大洋特征，屬于貧營養(yǎng)海區(qū)（袁梁英，2005），其海水中異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量較小且分布不均，極易受外界營養(yǎng)物質(zhì)的影響（Yuan等，2011）。而且南海是亞洲沙塵沉降的主要區(qū)域（Gao等，1997），沙塵所攜帶的營養(yǎng)物質(zhì)在一定程度上緩解了南海的海水營養(yǎng)限制（Wong等，2002），對(duì)南海貧營養(yǎng)海區(qū)異養(yǎng)細(xì)菌的生長有積極的影響。Guo等（2013）對(duì)南海北部的研究中發(fā)現(xiàn)，沙塵氣溶膠的添加可以促進(jìn)異養(yǎng)細(xì)菌的生長，并使細(xì)菌的異養(yǎng)程度進(jìn)一步加大；但由于沒有去除浮游動(dòng)物的攝食壓力，其研究中并未出現(xiàn)異養(yǎng)細(xì)菌生物量的顯著增加，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)也沒有出現(xiàn)明顯變化。并且，沙塵在遠(yuǎn)距離輸運(yùn)過程中與會(huì)與空氣中的污染物相互作用，使其含有重金屬和有毒有機(jī)物等，從而可能對(duì)海洋生物和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生損害效應(yīng)（高會(huì)旺等，2009)。因此，為了單純考慮沙塵中營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)南海營養(yǎng)限制的緩解和對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌生長的促進(jìn)；在去除攝食壓力的條件下，進(jìn)行源地沙塵對(duì)南海異養(yǎng)細(xì)菌生物量和群落結(jié)構(gòu)影響的研究具有重要的科學(xué)意義。

本論文擬在已有研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)南海東北部海域海洋異養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行沙塵富集模擬培養(yǎng)研究，在單獨(dú)添加兩種沙塵和耦合添加營養(yǎng)鹽與沙塵的情況下，觀察沙塵的營養(yǎng)物質(zhì)溶出情況和培養(yǎng)體系內(nèi)細(xì)菌生物量的變化，討論兩種沙塵對(duì)南海異養(yǎng)細(xì)菌生長的短期和長期影響；分析不同的沙塵添加組培養(yǎng)始末的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化，探討異養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)對(duì)沙塵添加的響應(yīng)機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 沙塵采集處理

采集中國沙塵暴沙源地之一庫布奇沙漠包頭附近的表層沙塵樣品，用干凈無菌的 PET瓶 4 ℃保存。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)沙塵過網(wǎng)篩進(jìn)行粒徑分級(jí)，分為直徑25 μm以下（標(biāo)記為D1）和直徑150 μm（標(biāo)記為 D2）以下的沙塵樣品，分別保存。因?yàn)樾∮?0 μm的沙塵是能夠形成沙塵暴的粒徑范圍，所以用粒徑25 μm以下的沙塵D2代表能夠漂浮到空中形成沙塵暴的沙塵部分，用粒徑150 μm以下的沙塵樣品D1代表原位沙塵。

1.2 沙塵沉降模擬培養(yǎng)

于2013年3月份利用 “東方紅2號(hào)” 科學(xué)考察船 ， 在 南 海 東 北 部 A1(20.50°N，120.50°E)、A2(19.00°N，120.50°E)作為采水站位（圖 1）。由CTD采水器(Seabird 25，USA)采集3 m深的表層海水并測(cè)得其初始溫度、鹽度和PH等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。溶解氧DO由WTW 500i便攜水質(zhì)分析儀測(cè)得。水樣采集后，通過63 μm的篩絹過濾以除去大型浮游動(dòng)物，裝于1.5 L無菌的PET瓶中，在通有循環(huán)海水的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。在A1站做長時(shí)間培養(yǎng)，時(shí)間為7 d；A2為短時(shí)間培養(yǎng)站，時(shí)間為3 d。

培養(yǎng)共分為 6組：對(duì)照組、D1、D2、N+P、D1+N+P、D2+N+P，每個(gè)組都包含3個(gè)平行。其中，添加的D1為粒徑150 μm的沙塵、D2為粒徑25 μm的沙塵、添加的N為KNO3、P為KH2PO4。添加營養(yǎng)物的量為沙塵添加量為0.05 g·L-1。分別在每天的固定時(shí)間在無菌的條件下取培養(yǎng)系統(tǒng)的細(xì)菌樣品。取樣時(shí)，用WTW 500i便攜水質(zhì)分析儀測(cè)定培養(yǎng)瓶中的溫度、鹽度、pH、DO等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。在培養(yǎng)結(jié)束后，在無菌的條件下用0.22 μm的核孔膜過濾瓶中的海水作為分子生物學(xué)樣品，于-80 ℃保存。

培養(yǎng)進(jìn)行的同時(shí)，參照 Lekunberri等在 2010年的沙塵營養(yǎng)物質(zhì)溶出的方法，將兩種沙塵添加到通過0.22 μm核孔膜過濾的海水中進(jìn)行溶出實(shí)驗(yàn)。溶出實(shí)驗(yàn)的沙塵添加量與培養(yǎng)條件相同，在溶出1 d后取DOC和營養(yǎng)鹽樣品。

1.3 DOC和營養(yǎng)鹽

DOC樣品用高溫燃燒氧化法由島津TOC-V型總有機(jī)碳測(cè)定儀測(cè)定（Knap等，1994）。

1.4 異養(yǎng)細(xì)菌生物量

將細(xì)菌樣品過濾到0.22 μm的核孔膜上，經(jīng)過DAPI染色，用Leica Dmla熒光顯微鏡進(jìn)行計(jì)數(shù)。用換算因子20 fg·cell-1將異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量換算為以碳單位表示的細(xì)菌的生物量（趙三軍等，2003）。

1.5 異養(yǎng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)

1.5.1 DNA提取與擴(kuò)增

采用美國產(chǎn)環(huán)境微生物樣品總?cè)郝浠蚪MDNA提取（PowerSoil_DNA提?。┰噭┖刑崛】侱NA。采用16S rRNA基因通用引物，以總DNA為模板，進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR 引物采用真細(xì)菌16S rRNA 通用引物，分別為 BA101F：5’-TGGCGGACGGGTGAGTAA-3’； BA534R ：5’-ATTACCGCGGCTGCTGG-3’。引物 BA534R 的5’端有一個(gè)40 bp的GC夾，由Invitrogen合成。PCR反應(yīng)程序?yàn)椋侯A(yù)變性94 ℃，5 min；并接以30個(gè)循環(huán)包括，94 ℃變性40 s，55 ℃退火40 s，每一循環(huán)降0.1 ℃，72 ℃延伸1 min，循環(huán)完畢，72 ℃延伸5 min。

1.5.2 DGGE分析

采用Bio-Rad公司DcodeTM基因突變檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行DGGE分析。電泳結(jié)束后，剝膠銀染，并掃描獲取膠圖。將DGGE圖譜數(shù)字化，以同一遷移率下,有條帶計(jì)為1，無條帶計(jì)為0。采用SPSS軟件(SPSS Inc., Chicago IL)對(duì)各泳道群落進(jìn)行聚類分析，并進(jìn)行 Shannon-Weiner多樣性指數(shù)(H′)分析，H′通過公式H′ = ?∑PilnPi計(jì)算，其中Pi是泳道中條帶的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度。

1.5.3 序列測(cè)定與分析

選取數(shù)量較大或變化較大的條帶回收 DNA（Schwirger等，1998）。取回收的 DNA為模板，以產(chǎn)生該DGGE圖譜相同的不帶GC夾的引物，采用同前體系和PCR程序進(jìn)行擴(kuò)增，PCR產(chǎn)物切膠純化（德國，Nucleo Spin ExtractⅡ，Macherey-Nagel生產(chǎn)）后，按產(chǎn)品說明書克隆 T-載體（PMD19-T，寶生物）。對(duì)轉(zhuǎn)化子的篩選采用了藍(lán)白斑及PCR的方法，PCR直接以白斑菌落為模板，采用能與 T-載體插入點(diǎn)兩側(cè)特異結(jié)合的M13通用引物進(jìn)行檢測(cè)。每條帶選取5個(gè)陽性克隆，同樣以M13通用引物進(jìn)行測(cè)序。

將所有序列提交到 RDP Ⅱ數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行在線分類，同時(shí)計(jì)算各類群的比例。下載相似序列后，采用Clustal W對(duì)齊序列并去除冗余序列后，應(yīng)用MEGA 4.0軟件以相鄰法繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件(SPSS Inc., Chicago IL)中多因素方差分析計(jì)算各培養(yǎng)分組的結(jié)果之間的差異顯著性；應(yīng)用 Correlate 程序計(jì)算分析不同指標(biāo)類型結(jié)果之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與討論

2.1 站位初始環(huán)境特征和沙塵溶出情況

A1、A2站位都位于南海東北部巴士海峽區(qū)域，它是南海連通大洋的唯一深水通道，有著重要的地理位置（李立，2002）。2個(gè)站位現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況見表1，其表層海水都處于高水溫、高鹽度和高pH值的狀態(tài)。A1站位的DOC、DIN和磷酸鹽濃度都處于較低的水平，與Yuan等(2011)在附近海域的觀測(cè)值(DOC：70 μmol·L-1，DIN：4 μmol·L-1，：0.1 μmol·L-1)相比；2個(gè)站位的DOC濃度均低于檢測(cè)值，A2站的DIN濃度相對(duì)較低，而2個(gè)站位磷酸鹽濃度則較高。根據(jù)Fisher等（1992）提出營養(yǎng)鹽的限制濃度 DIN：2 μmol·L-1，：0.2 μmol·L-1；可知A2可能受氮限制，A1可能受到磷限制。2個(gè)站位異養(yǎng)細(xì)菌豐度與 He等（2009）對(duì)鄰近海域的觀測(cè)值對(duì)比（異養(yǎng)細(xì)菌豐度：(1.6±0.8)×106cell·mL-1），可知A2站異養(yǎng)細(xì)菌水平正常，而A1站可能處于異養(yǎng)細(xì)菌暴發(fā)的狀態(tài)。

表2 1 d內(nèi)沙塵溶出情況Table 2 Nutrient concentration dissolution from dust

在2個(gè)站位的沙塵溶出實(shí)驗(yàn)中，添加沙塵1 d時(shí)各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度均發(fā)生了一定變化（表2）。在A1站，原位沙塵D1的添加分別使DOC和DIN濃度增加了 8.25 μmol·L-1和 0.77 μmol·L-1；而小粒徑沙塵D2的添加使DOC和DIN濃度分別增加了26.76 μmol·L-1和 1.52 μmol·L-1；兩種沙塵的添加沒有使培養(yǎng)體系中磷酸鹽濃度得以增加。同樣在 A2站，原位沙塵D1的添加分別使DOC和DIN濃度增加了 5.71 μmol·L-1和 0.64 μmol·L-1，而小粒徑沙塵D2的添加分別使培養(yǎng)體系中DOC和DIN濃度增加了 17.20 μmol·L-1和 1.15 μmol·L-1；A2 站位的磷酸鹽濃度在1 d內(nèi)也沒有發(fā)生明顯變化。

兩種沙塵在1 d內(nèi)基本沒有溶出磷酸鹽，原位沙塵D1和小粒徑沙塵D2的添加平均分別使初始海水的DOC增加了0.21倍和0.65倍，使DIN濃度平均分別增加了0.19倍和0.36倍。結(jié)果說明，本次研究中所用的沙塵能夠在短時(shí)間內(nèi)能緩解海水中的營養(yǎng)限制，特別是DOC和氮限制；而能夠形成沙塵暴的小粒徑沙塵在短期內(nèi)溶出的營養(yǎng)物質(zhì)比原位沙塵多，在短期內(nèi)對(duì)海水異養(yǎng)細(xì)菌的影響更大。

2.2 異養(yǎng)細(xì)菌生物量的變化

根據(jù)圖2結(jié)果，沙塵和營養(yǎng)鹽的不同添加組均使培養(yǎng)體系中異養(yǎng)細(xì)菌生物量相對(duì)于對(duì)照組出現(xiàn)了明顯增長（P<0.05）。在A1站，培養(yǎng)周期7 d內(nèi)除對(duì)照組外，各組的異養(yǎng)細(xì)菌生物量都出現(xiàn)了增長。其中D2組的細(xì)菌生物量在第3天達(dá)到最大值0.109 mg·L-1，是對(duì)照組的2.79倍；D1組在第6天才達(dá)到最大值0.099 mg·L-1，是對(duì)照組的3.19倍。然而，沙塵與營養(yǎng)鹽聯(lián)合添加的培養(yǎng)組則呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)。由于氮和磷的添加，這三個(gè)組的異養(yǎng)細(xì)菌生物量短期內(nèi)會(huì)迅速增長，分別在第2天達(dá)到最大值； NP組為0.155 mg·L-1，是對(duì)照組的3.23倍；D1+NP組為 0.164 mg·L-1，是對(duì)照組的 3.42倍；D2+NP為 0.188 mg·L-1，是對(duì)照組的 3.92倍。與A1相似的結(jié)果，A2站的3 d的短期培養(yǎng)中，對(duì)照組的異養(yǎng)細(xì)菌生物量緩慢下降；NP組、D1+NP組和D2+NP組的細(xì)菌生物量均在第2天達(dá)到了最大值；NP組為 0.114 mg·L-1，是對(duì)照組的 3.17倍；D1+NP組為 0.120 mg·L-1，是對(duì)照組的 3.33倍；D2+NP為 0.133 mg·L-1，是對(duì)照組的 3.69倍。而D1組和D2組細(xì)菌生物量則一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；其中在第3天時(shí)，D2組的細(xì)菌生物量為0.055 mg·L-1，是對(duì)照組的 1.96倍；D2組的細(xì)菌生物量為 0.072 mg·L-1，是對(duì)照組的2.57倍。

表1 站位環(huán)境初始值Table 1 Initial environmental factors of the stations

圖2 不同營養(yǎng)物添加組細(xì)菌生物量的變化Fig. 2 Variation of bacterial biomass among different treatments

在2個(gè)站位第3天，添加原位沙塵的D1組和添加小粒徑沙塵D2組的細(xì)菌生物量都明顯大于對(duì)照組（P<0.05），而且D2組的細(xì)菌生物量明顯大于D1組（P<0.05）；在聯(lián)合添加氮和磷的情況下，添加原位沙塵的D1+NP組和添加小粒徑沙塵D2+NP組的細(xì)菌生物量比只添加氮和磷的NP組大，但不明顯（P>0.05），生物量在D1+NP組與D2+NP組之間也不存在顯著差異性（P>0.05）。這說明在營養(yǎng)受限制的情況下，兩種沙塵的添加均可在短期內(nèi)極大地促進(jìn)異養(yǎng)細(xì)菌的生長，而能夠形成沙塵暴的小粒徑沙塵對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌生長的影響尤為明顯；在營養(yǎng)不受限制的情況下，沙塵的添加對(duì)細(xì)菌生物量的增加的促進(jìn)作用不明顯。

在A1站培養(yǎng)第7天時(shí)，NP組的細(xì)菌生物量明顯大于D1+NP組和D2+NP組（P<0.05）；D1組和D2組的細(xì)菌生物量明顯大于對(duì)照組（P<0.05）；而細(xì)菌生物量在D1+NP組與D2+NP組之間和D1組與D2組之間都沒有顯著性差異（P>0.05）。這說明，在營養(yǎng)鹽受限制的情況下，沙塵的添加長期內(nèi)會(huì)促進(jìn)異養(yǎng)細(xì)菌的生長；在營養(yǎng)鹽充足的情況下，沙塵的添加在長期內(nèi)會(huì)抑制異養(yǎng)細(xì)菌的生長；而小粒徑沙塵和原位沙塵對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌生物量的長期影響差別不大。

2.3 細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化

因?yàn)樵谪殸I養(yǎng)條件下沙塵對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌的生物量影響更為明顯，所以本研究對(duì)A1站的D1組和D2組在培養(yǎng)7 d前后的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。圖3-A是A1站添加沙塵培養(yǎng)7 d前后海水中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化的DGGE指紋圖譜，分別對(duì)應(yīng)了A1站位分別在培養(yǎng)前0 d時(shí)、D1組和D2組7 d時(shí)的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)情況。根據(jù)聚類分析圖3-B，初始0 d的樣品與2個(gè)培養(yǎng)7 d后樣品相似性平均為47%，而2個(gè)培養(yǎng)7 d后樣品之間的相似性為60%。對(duì)各樣品DGGE條帶多樣性分析的結(jié)果，培養(yǎng)0 d樣品的香農(nóng)指數(shù)（H’）最大，7 d的培養(yǎng)后添加沙塵D1的D1-7d樣品的香農(nóng)指數(shù)（H’）大于添加沙塵D2的D2-7d樣品。結(jié)果說明，在A1站培養(yǎng)初始0 d的細(xì)菌群落功能多樣性最高且與其余樣品相似度最差，添加D1和D2兩種沙塵培養(yǎng)7 d后的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)會(huì)相對(duì)簡化，其中添加小粒徑沙塵 D2在培養(yǎng) 7 d后的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性最低。之前研究也出現(xiàn)添加沙塵后，能夠利用沙塵溶出營養(yǎng)物質(zhì)的細(xì)菌會(huì)大量地生長繁殖，使細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)趨于簡單，物種多樣性出現(xiàn)降低的情況（Schafer等，2001；Guo等，2013）。

從DGGE圖中可明顯分辨出10個(gè)條帶，編號(hào)為1-10。可以發(fā)現(xiàn)，不同樣品在 DGGE 上呈現(xiàn)的條帶在數(shù)目與亮度上均存在差異。細(xì)菌條帶數(shù)目的多少可以反映出樣品中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌菌群的多少，而同一位置條帶亮度的不同，則可反映出不同樣品中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌數(shù)量的差異。從整體看，樣品0 d的優(yōu)勢(shì)菌最多，樣品 D1-7d、D2-7d中優(yōu)勢(shì)菌較少，并且優(yōu)勢(shì)菌數(shù)量和種類較為一致。對(duì)比添加沙塵培養(yǎng)前后細(xì)菌群落中優(yōu)勢(shì)菌的變化，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)前的優(yōu)質(zhì)菌條帶1、條帶5的和條帶8代表的在培養(yǎng)后失去了優(yōu)勢(shì)地位；條帶4、條帶10在培養(yǎng)前后均為優(yōu)勢(shì)菌；而條帶2、條帶3、條帶6和條帶9在培養(yǎng)結(jié)束后成為優(yōu)勢(shì)菌。這說明，在添加兩種不同沙塵后細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變化，而且兩種沙塵添加后的群落結(jié)構(gòu)相似。

圖3 A1站位培養(yǎng)前后細(xì)菌群落DGGE (A)與聚類分析圖譜(B)Fig. 3 Bacterial DGGE profiles and Cluster analysis trees of A1 station samples

將典型條帶1-10進(jìn)行克隆測(cè)序后，采用RDP中的Sequence Match程序與已知序列對(duì)比，并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果如圖4。結(jié)果表明，這10個(gè)克隆屬于細(xì)菌界，主要分布于 α-變形菌綱（ Alphaproteobacteria ） 、 γ-變 形 菌 綱（Gammaproteobacteria）、鞘脂桿菌綱(Sphingobacteria)、疣微菌綱（Verrucomicrobiae）、葉綠體（chloroplast）和放線菌（Actinobacteria）。其中，γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）和 α-變形菌綱（Alphaproteobacteria）一直是細(xì)菌群落中的優(yōu)勢(shì)菌，并且培養(yǎng)后它們的優(yōu)勢(shì)均進(jìn)一步增大（條帶2、條帶4、條帶6和條帶9），成為培養(yǎng)結(jié)束后的最優(yōu)勢(shì)菌群；這是因?yàn)樗鼈兌寄軌蚩焖龠m應(yīng)對(duì)外界環(huán)境的變化，其中γ-變形菌綱能夠適應(yīng)外部事件對(duì)生存環(huán)境的不規(guī)則擾動(dòng)，并能直接利用外源DOC作為生長的碳源，而α-變形菌綱則會(huì)更多的從浮游植物的暴發(fā)中獲得生長需要的營養(yǎng)物質(zhì)（Pukall等，1999）。另外，培養(yǎng)后鞘脂桿菌(Sphingobacteria)也成為優(yōu)勢(shì)菌（條帶 3）；而疣微菌綱（Verrucomicrobiae）和葉綠體（chloroplast）在沙塵添加培養(yǎng)后的明顯減?。l帶1、條帶5）。細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化說明了沙塵的添加培養(yǎng)后，細(xì)菌群落中異養(yǎng)菌群優(yōu)勢(shì)凸顯，自養(yǎng)菌相對(duì)衰弱，細(xì)菌群落的異養(yǎng)程度增大。

3 結(jié)論

1)南海東北部兩個(gè)典型站位A1、A2都屬貧營養(yǎng)狀態(tài)，其異養(yǎng)細(xì)菌豐度相對(duì)較低。本次研究中的沙塵能夠在短時(shí)間內(nèi)溶出DOC和DIN，并且小粒徑沙塵D2在段時(shí)間內(nèi)溶出的營養(yǎng)物質(zhì)較多，平均使系統(tǒng)中DOC和DIN濃度增加了0.65倍和0.36倍。

2)添加沙塵后，2個(gè)站位的培養(yǎng)系統(tǒng)中異養(yǎng)細(xì)菌生物量出現(xiàn)不同程度增長。在短期內(nèi)，兩種沙塵的單獨(dú)添加均可極大地促進(jìn)異養(yǎng)細(xì)菌的生長，而能夠形成沙塵暴的小粒徑沙塵對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌生長的影響尤為明顯；在添加氮和磷的情況下，兩種沙塵的添加對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌生物量的增加的促進(jìn)作用不明顯。長時(shí)間培養(yǎng)后，沙塵的單獨(dú)添加會(huì)促進(jìn)異養(yǎng)細(xì)菌生物量的增加，而在添加沙塵和磷的情況下，兩種沙塵的添加會(huì)抑制異養(yǎng)細(xì)菌生物量的增長；而且小粒徑沙塵和原位沙塵對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌生物量的長期影響差別不大。

圖4 DGGE優(yōu)勢(shì)條帶系統(tǒng)發(fā)育圖譜Fig. 4 Phylogenetic tree of constructed by the sequences of t he excised DGGE bands

3)對(duì)A1站的在單獨(dú)添加兩種沙塵培養(yǎng)7 d前后的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析的對(duì)比發(fā)現(xiàn)：添加兩種沙塵后，能夠利用外源營養(yǎng)的 α-變形菌綱（ Alphaproteobacteria） 和 γ-變 形 菌 綱（Gammaproteobacteria）成為培養(yǎng)結(jié)束后的優(yōu)勢(shì)菌群，而且細(xì)菌群落的異養(yǎng)程度進(jìn)一步增大；并且細(xì)菌群落的生物多樣性會(huì)降低，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)簡化的趨勢(shì)。兩種沙塵的添加后細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)的變化基本一致，而小粒徑沙塵D2的添加使得細(xì)菌群落多樣性的降低最明顯。

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