景观人工湿地微生物群落结构的季节变化

景观人工湿地微生物群落结构的季节变化

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凌　云1

,林　静2

,徐亚同

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(1.上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;2.深圳市环境科学研究所,

广东518001;3.华东师范大学环境科学系,上海200062)

摘要:采用PCR-DGGE 技术对梦清园人工芦苇湿地不同季节的细菌群落变化进行了研究。结果表明,随着水体流动和季节更替,人工湿地中优势细菌一直在变化。测序结果显示芽孢杆菌在系统中较占优势,4个季节里都可以检测出来。恶臭假单胞菌在春夏秋3季比较有优势,而冬天枯草芽孢杆菌比较适合在该芦苇湿地中生存。经湿地处理后,水体细菌群落的多样性下降,相似性升高,部分细菌被淘汰出水体,但适应的细菌生长较快,整体细菌数量上升。对底泥的研究中,随运行时间的增加,进水口与出水口的细菌相似性分别下降,且进水口的相似性下降要明显快于出水口。 关键词:人工湿地;微生物群落;PCR-DGGE 中图分类号:X172

文献标识码:A

文章编号:(K )09088(原1002-1264)(2009)04-0008-03

M i crob i a l Co mm un ity Changes i n Reed Con structed W etl and i n D i fferen t Sea son s

L ING Yun 1

,L IN J ing 2

,XU Ya 2t ong

3

(1.College of Fisheries and L ife Science,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China;2.Shenzhen I nstitute of Envir on mental Sciences,Guangdong 518001,China;3.Depart m ent

of Envir on mental Sciences,East China Nor mal University,Shanghai 200062,China )

Abstract:The m icr obial co mmunity in the constructed wetland ofMengqing Park was studied with PCR-DGGE in different seas ons .The results of DGGE sho wed that the m icr obial structures had significant changes in different seas ons,with the do m inating bacteria changed als o .Bacillus had been detected in f our seas ons,and the Bacillus subtilis was the do m inating bacteria in winter .The diversity of m icr obial co mmunity in effluent was l o wer than in influent,with the si m ilarity increase .But the vig or ous gr o wth of do m inating bacteria made the nu mber of bacteria increased .I n the sedi m ent,the bacteria

si m ilarity of the intake and outlet both decreased with ti m e,and there was more decrease in the sedi m ent of intake .

Key words:constructed wetland;m icr obial community;PCR-DGGE

人工湿地处理受污染水体是近年来研究的一个热点,而微生物是湿地中的主要分解者。因此,研究湿地微生物的多样性是评价人工湿地作用、研究人工湿地污染物去除机制的重要指标。随着分子生物学方法的发展,以基因检测为基础的微生物检测手段可以提供更为可靠而全面的结果,为环境样品中的微生物群落结构研究提供了有力的帮助。变性梯度凝胶电泳DGGE 是目前应用较为广泛的微生物群落结构

分子生物学检验方法之一[1]

。本研究采用DGGE 技术对梦清园人工芦苇湿地中不同时间、不同地点的细菌种类变化进行了分析,人工湿地的去除机理研究提

供进一步的理论支持[2]

。

1　材料与方法

1.1　环境细菌的检测和样品总DNA 的提取

试验在上海市梦清园芦苇人工湿地中进行

[3]

,该

湿地为表面流人工湿地,主要用作景观湿地,运行时

水深0.5m ,底泥厚度0.9m 。每天进水10h,水力负荷0.20m /d,水力停留时间为2d 。每月在人工芦苇湿地的进水口和出水口采集水样和表层浮泥样品,用

培养计数法进行细菌数量的检测[4]

,取平均值以季度为单位显示;将每季度3个月的样品混合后进行微生物DNA 的提取。用0.2μm 的醋酸纤维膜滤纸过滤200mL 水样富集水中的细菌。采用申能博采的“环境样品DNA 提取试剂盒”进行底泥和水体中细菌总DNA 的提取,具体操作方法可参见说明书。1.2PCR -DGGE 扩增

根据文献[5]

设计细菌16S r DNA 序列PCR 引物357fGC (5’-CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGG

GGGCACGGGGGGCCT ACGGG AGGCAGCAG -3’

)和518r (5’-ATT ACCGCGGCTGCTGGPCR-3’

),用于扩增细菌16S r DNA 的V3区段。扩增总体系为50μL:模板DNA 40～80ng;10mmol/L 4×dNTPs 1.5μL,

8　

第22卷4期2009年8月

城市环境与城市生态

URBAN ENV I RONMENT &URBAN ECOLOGY Vol .22No .4Aug .2009

3基金项目:国家高科技研究发展863计划“上海城市水环境质量改善技术与综合示范项目”

(2003AA601020);上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金支持(B-8101-08-0013);上海市教委重点学科(J50701)支持

　收稿日期:2009-05-27