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英语词性
生物必修一
不同盐度湖泊水体与沉积物之间的不同原核生物群落共存模式
Abstract
发现
相对于高盐度湖泊,低盐度湖泊中盐度对原核生物群落组成的短暂变化影响更强
随机因素(出生-死亡、概率扩散、生态漂移)对原核生物组成的短暂变化影响程度随盐度的增加而减小
原核共现网络具有非随机的拓扑结构
盐度影响了网络中节点的系统发育组成
这个网络的拓扑特征在湖泊水体和沉积物之间存在显著差异
Introduction
假设一:盐度增加,随机因子对原核生物分布的影响减小
盐度是决定湖泊原核生物多样性和群落结构的重要因素之一
盐度对湖泊原核生物丰富度的影响尚未明确
盐度大,渗透压大,生物需要更多的能量来抵抗渗透压,减弱的随机因素对原核分布的影响
假设二:原核生物群落在湖泊水体和沉积物中的共现模式是不同的
原核共现网络
可以揭示原核生物类群之间潜在的相互作用(竞争、共生、寄生)
研究表明
盐度增加湖泊水中细菌网络的复杂性
沉积物中盐度增加微生物网络的规模和复杂性下降
本文讨论的主要问题
哪些环境因素显著影响研究湖泊中原核生物群落的时间分布模式
不同盐度湖泊原核生物群落组合的随机性如何变化
不同盐度湖泊中水生和沉积微生物群落的共生网络模式是否不同
Materials and Methods (基本看不太懂)
样品收集
六个湖泊
洱海(EHL)
0.7+0.1g/L
青海湖(QHL)
14.9+2.0
特洛苏湖
30.3+3.9
尕海
84.3+10.7
小柴旦湖
112.3+19.6
茶卡湖
337.9+38.2
六次抽样巡航
2015-5、7、10
2016-5、9
207-5
16S rRNA序列分析
PCR扩增
聚合酶链式反应,是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,可以看作是生物体外的特殊DNA复制
Results
研究湖泊水体和沉积物中原核生物多样性和群落组成
根据监测到的ASVs数据
沉积物样品中原核生物群落的a多样性显著高于水样
除CKL湖泊水样外,水中ASVs随着盐度的增加显著降低
在水和沉积物样品中,ASVs平均值随时间变化
在水和沉积物样品中,ASVs与大多数环境因子显著相关
DOC、盐度、温度、TN、TOC等
根据线性模型拟合
随着湖泊沉积物样品盐度的增加ASVs显著降低
在湖泊水样中,ASVs与盐度之间未见线性关系
群落组成
CKL
Euryarchaeota占优势
其他五个湖
放线菌门、拟杆菌门、变形菌门占优势
微生物群落组成以湖泊和盐度聚类
水生原核生物群落组成存在显著差异
研究湖泊原核生物群落的时间分布格局
研究湖泊原核生物群落组合的随机性
随着盐湖盐度的增加,原核生物群落组合的随机比显著降低
所研究的共现网络的拓扑特征
水网
节点数:113~297个
边数:350~1768个
沉积物网格
节点数:184~671
边数:377~2638
所研究的网格依次表现出模块化、小世界(即网络节点之间总是密切相关)和无标度行为(即网格中的大多数节点与其他少数节点相关联)
avgGD和avgCC显著高于随机网格,这意味着本研究中所研究的原核网格都是非随机的
线性模型拟合表明
湖泊水体盐度增加,幂律模块和R2值显著降低
沉积物盐度增加,网络的节点数和边缘数显著降低
Wilcoxon秩和检验表明
水网络的节点数、幂律R2值、模块数、avgGD显著低于沉积物网络
水网络的avgK和avgCC显著高于沉积物网络
研究湖泊的原核共生网络结构
拟杆菌门和变形菌门的节点在所有研究的网络中都占主导地位
网络节点的分类组成随湖水盐度的变化而变化
网络节点在门水平上的分类组成显著,盐度影响了这些组成
Discussion
所研究湖泊的原核多样性
沉积物中
根据ASVs,盐度显著抑制了沉积物中原核生物丰富度
水中
CKL盐度最高,但是原核生物丰富度也高
CKL水样中含有大量嗜盐古生菌,具有高效的抗盐渗透压机制,因此它们的生长不受盐度的限制,所以在高盐度湖泊中观察到高古菌多样性,增加了高盐CKL样品的原核生物多样性。
除CKL外,水样中原核生物丰富度随盐度的增加而显著降低
根据以上现象推测
随着盐度的增加,原核生物丰富度在一定的盐度范围内会下降,而在该盐度范围之外会增加
沉积物比湖水更容易被原核生物定植
湖泊沉积物由各种各样的矿物质组成,它们拥有大量的微孔(如空洞、裂缝、裂缝、孔隙),适合微生物定位点
湖泊原核生物群落时间变化的影响因素
环境因子
环境因子的时间变化影响湖泊中原核生物群落的时间分布模式
盐度
不同盐度湖泊中原核生物群落组成的变化受环境因子的影响不同
原因:微生物在不同盐度的湖泊中对环境变化的敏感度不同 低盐比高盐环境中的微生物对盐度更敏感
生长介质(水/沉积物)
微生物生长介质不同,对环境变化的反应也不同
随机因素
盐度降低了原核生物群落组合的随机性
随机因素对原核生物群落结构的相对影响盐度的增加而降低
原因:高盐度湖泊通常具有较强的环境过滤能力,可能会抑制随机因素对原核生物分布的影响
例如:盐度增加,微生物随机扩散会减少
所研究湖泊原核生物群落共现网络模式
盐度影响网络的拓扑结构
原因:盐度限制了原核生物类群的分布,从而调节了类群之间的共现关系
盐度影响水网络的复杂性
发现:低盐度湖泊水网络复杂性随着盐度的增加而降低,高盐度湖泊则相反
表明:盐度对网络复杂性的影响可能取决于盐度范围,反映了微生物对盐度的适应
低盐条件下:湖泊水网络复杂性随着盐度的增加而降低
一般来说,微生物多样性随着盐度的增加而减少,也就是说,一些微生物物种随着盐度的增加而消失,这将导致某些与这些物种消失有关的共生关系的消失。
高盐条件下:湖泊水网络复杂性随着盐度的增加而增加
推测:微生物可能需要相互竞争或合作,以利用底物应对高盐胁迫,盐度可能会加强微生物类群之间的相互作用,增加网络的复杂性
水和沉积物网络的拓扑特征存在差异
差异:湖水复杂性高于沉积物网络复杂性,网络模块化则相反
分析原因
1⃣️湖水和沉积物具有不同的环境条件。
这将导致不同的原核生物多样性和群落组成,从而导致不同的网络结构和拓扑
2⃣️水中含有大量自由生活的微生物类群。
因此湖泊水中微生物类群之间相互作用的概率可能比沉积物中更高。因此,在研究湖泊的水网中观察到更高的avgK值和与网络连通性相关的avgCC值是合理的
3⃣️湖泊沉积物的微生物丰富度一般高于水。
而较高的微生物丰富度可能会增加微生物类群之间的相互作用。因此,本研究的湖泊沉积物网络比湖泊水网络表现出更多的节点、边和模块、模块等数量是合理的。