摘要海洋沉积物是海水溶解有机质(Dissolved organic matters,DOM)的重要来源。DOM作为海洋异养微生物生存的主要物质和能量来源,影响着微生物群落的结构,而微生物群落也同时影响着DOM的化学组成和最终命运。近年来,海洋沉积物DOM成为海洋生物地球化学领域的热点研究对象,但其生物可利用性一直存在争议,且沉积物DOM释放到上层水体后将如何影响微生物群落的结构也不清晰。为了研究沉积物DOM的生物可利用性,以及沉积物DOM与上层海水微生物群落之间的相互关系,本论文采集了厦门近岸沉积物表层DOM,添加至上层自然海水中,开展了长时间培养实验。通过高通量测序方法监测微生物群落组成动态变化,运用超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱(Fouriertransform-ion cyclotron resonance-mass spectrometry, FT-ICR MS)分析培养体系DOM组成、特性的变化,探讨了微生物与DOM相互作用关系。本文主要的研究结果:<br> (1)厦门近岸沉积物表层DOM中含有大量不饱和脂肪族化合物等活性溶解有机物(Labial dissolved organic matter,LDOM),这些物质在表层水体中能够迅速被微生物所利用。大约有66.5%的表层沉积物DOM在2天内被微生物消耗掉,经过110天的培养后,约13.1%相对惰性的DOM留存于体系中。FT-ICR MS结果表明,在培养过程中不饱和脂肪族、饱和脂肪族、糖类等LDOM比例不断降低,同时芳香烃、富含羧基的不饱和脂环族化合物(Carboxyl-rich alicyclicmolecules,CRAM)等惰性物质(Recalcitrant dissolved organic matter,RDOM)比例逐步升高,说明微生物将LDOM降解、矿化的同时也会产生RDOM并累积于水体中。<br> (2)将沉积物表层DOM添加至上层水体后,微生物群落组成明显发生变化,P seudoalteromonadaceae、Piscirickettsiaceae、Flavobacteriaceae分别在第6h至第1天、第2天、第4天成为优势物种。结果表明LDOM是影响环境中微生物优势物种组成的主要因素,除此之外,病毒裂解作用是导致优势物种演替的另一主要原因,因为病毒裂解产物一定程度上改变了环境中DOM的组成及特性,由于不同微生物对DOM偏好不同,因而DOM的变化又将催生新的优势物种。
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