长江三峡上游水域细菌群落结构与功能预测

[目的]揭示三峡附近支流和长江干流细菌群落组成,共现网络特征和对网络有重要作用的中心节点微生物,进一步研究三峡上游水域细菌群落的代谢功能.[方法]本研究于长江北岸四条一级支流和附近干流(香溪河、大宁河、朱衣河、梅溪河、长江干流)采集水样,基于16SrRNA基因Pacbio测序技术和生物信息学方法分析细菌群落结构,Tax4Fun功能预测分析细菌群落的代谢功能.[结果](1)长江三峡上游水域主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,66.4％)、拟杆菌门(Bacteroidetes,13.2％)和蓝细菌门(Cyanobacteria,6.2％).变形菌门中,γ-变形菌最为丰富,其次是α-变形菌.多样性指数和丰富度指数表明研究区域微生物种类较为丰富.(2)共现网络分析结果表明,长江三峡上游附近水域网络具有"小世界"特征,鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)、绿弯菌门(Chloroflexi)、出芽菌科(Gemmataceae)、弯曲杆菌(Flectobacillus)和蟑螂杆状体科(Cryomorphaceae)是对共现网络结构有重要作用的中心节点微生物,在群落结构和多样组成中扮演着重要角色.(3)Tax4Fun功能预测共发现6个一级功能和42个二级功能,长江三峡上游水域细菌群落代谢比较活跃.[结论]长江三峡上游水域细菌群落多样性高,中心节点微生物多为稀有微生物,稀有微生物在维持群落结构中发挥重要作用.细菌群落代谢功能分析表明,长江三峡上游水域细菌群落代谢途径丰富,有益于水域的水体健康.了解微生物群落的分布和相互作用特征,将为长江生态系统的健康发展、水资源的利用和水环境的改善提供基础数据和科学依据.