Biolog EcoPlateTM檢測(cè)方法對(duì)微生物群落多樣性的調(diào)查

胡文婷

（福建奔馳汽車(chē)有限公司，福建 福州 350119）

0 引言

沉積物中微生物群落多樣性的研究一直以來(lái)是湖泊生態(tài)學(xué)的熱點(diǎn)研究，作為衡量湖泊生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，與區(qū)域環(huán)境有著密切的關(guān)系。在一定溫度條件下，通過(guò)將微生物溶液接種至Biolog EcoPlateTM平板的微孔內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，在分光光度計(jì)下讀數(shù)，微生物群落水平的生理代謝輪廓[1]。為更好研究微生物群落的豐富性和穩(wěn)定性，本文采用Biolog EcoPlateTM檢測(cè)方法對(duì)人工湖泊沉積物中的微生物群落的物種多樣性進(jìn)行研究。

1 研究方法

1.1 樣品采集

調(diào)研的人工湖泊共設(shè)置八個(gè)采樣點(diǎn)，調(diào)查期間春、夏、秋、冬季各采集一次樣品，根據(jù)湖泊和水庫(kù)采樣技術(shù)指導(dǎo)的相關(guān)規(guī)定[2]，每月中旬對(duì)閘外引水河（A點(diǎn)位、B點(diǎn)位）、閘內(nèi)引水河（C點(diǎn)位、D點(diǎn)位）及人工湖泊（E點(diǎn)位、F點(diǎn)位、G點(diǎn)位、H點(diǎn)位）三個(gè)區(qū)域的八個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣分析[3]。

在閘外引水河（A點(diǎn)位、B點(diǎn)位）和閘內(nèi)引水河（C點(diǎn)位、D點(diǎn)位）使用潔凈的彼得森采泥器于各采樣點(diǎn)底部采集底泥；在人工湖泊（E點(diǎn)位、F點(diǎn)位、G點(diǎn)位、H點(diǎn)位）使用潔凈的柱狀采樣器于各采樣點(diǎn)采集底泥，將所采樣品裝入無(wú)菌聚乙烯袋中帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)分析。

1.2 微生物群落多樣性測(cè)定

將濃度為10-3土壤溶液接種至Biolog EcoPlateTM微孔板中，在25℃左右條件下，將微孔板放在保濕容器中避光培養(yǎng)，連續(xù)培養(yǎng)168h，期間每24h用Biolog Reader讀取在590nm和750nm波長(zhǎng)的吸光值[4]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

（1）Biolog微孔板的AWCD計(jì)算方法見(jiàn)式：

（2）Shannon-Wiener物種豐富度指數(shù)H′計(jì)算方法見(jiàn)式：

2 結(jié)果與分析

2.1 人工湖泊水系微生物群落利用碳源的動(dòng)力學(xué)特征

Biolog EcoPlateTM微平板AWCD值是微生物群落對(duì)碳源的利用率的體現(xiàn)，其值與微生物群落代謝活性成正比[5]。

人工湖泊及其引水河道沉積物中微生物群落AWCD值隨培養(yǎng)時(shí)間的變化如圖1所示，在24h到72h之間AWCD之間呈直線趨勢(shì)增加，隨后增長(zhǎng)較為緩慢。本研究選擇光密度指數(shù)增加時(shí)期即72h的光密度用于多樣性分析。

圖1 人工湖泊及其引水河道微生物群落四季AWCD 隨培養(yǎng)時(shí)間的變化

人工湖泊及其引水河道三個(gè)區(qū)域的微生物利用碳源能力為閘內(nèi)引水河＞人工湖泊＞閘外引水河。人工湖泊水系積物中微生物群落AWCD值各個(gè)季節(jié)間差異不顯著，說(shuō)明其微生物群落的代謝活性較為穩(wěn)定，在冬季，閘內(nèi)引水河、閘外引水河和人工湖泊AWCD達(dá)到全年最大值，分別為2.78、2.39、2.38[6]。

2.2 人工湖泊及其引水河道微生物群落多樣性分析

本文采用Shannon-Wiener物種豐富度指數(shù)H′分析各采樣點(diǎn)沉積物中微生物群落功能多樣性，結(jié)果如表1所示，其中Shannon-Wiener 物種豐富度指數(shù)H′數(shù)值越大，表明該系統(tǒng)的土壤微生物群落功能多樣性越高；反之，則多樣性越低[7]。

表1 人工湖泊及其引水河道各采樣點(diǎn)微生物群落多樣性指數(shù)

各采樣點(diǎn)Shannon-Wiener指數(shù)H′隨季節(jié)變化不明顯，C點(diǎn)位春季H′值為全年最大3.54；E點(diǎn)位、F點(diǎn)位夏季H′值為全年最大，分別為：4.1、4.21；B點(diǎn)位、G點(diǎn)位、H點(diǎn)位秋季H′值為全年最大，分別為：4.17、4.12、4；A點(diǎn)位、D點(diǎn)位冬季H′值為全年最大，分別為：3.92、3.87。除C點(diǎn)位和D點(diǎn)位外，其余6個(gè)采樣點(diǎn)在不同季節(jié)達(dá)到的最大值均大于4[8]。

3 討論

不同生態(tài)環(huán)境中微生物群落利用碳源的能力存在顯著差異，時(shí)鵬等對(duì)土壤微生物群落功能多樣性的研究中，微生物培養(yǎng)72h活性旺盛，AWCD在0.39-0.73之間；李云等對(duì)不同氣候條件紅壤微生物群落功能多樣性的研究中，中亞熱帶氣候條件下紅壤的AWCD值在培養(yǎng)7天后達(dá)到最大值1.45，暖溫帶氣候條件下的相對(duì)較低，為1.03；人工湖泊水系沉積物中微生物群落AWCD值較高， Shannon-Wiener物種豐富度指數(shù)H′在不同季節(jié)變化并不顯著，表明各采樣點(diǎn)對(duì)因外界環(huán)境引起的生態(tài)系統(tǒng)波動(dòng)的恢復(fù)能力較強(qiáng)且其微生物群落功能多樣性較為穩(wěn)定。楊永華等研究顯示，受污染土壤H′值為3.65，均低于未受污染土壤中微生物H′值為4.3。人工湖泊各采樣點(diǎn)H′值于受污染的土壤和未受污染土壤之間。

4 結(jié)語(yǔ)

此次研究主要探究Biolog EcoPlateTM檢測(cè)方法對(duì)微生物群落多樣性調(diào)查的運(yùn)用，Biolog EcoPlateTM鑒定周期短，檢定結(jié)果準(zhǔn)確率高，操作者也可建立適合自己的Biolog數(shù)據(jù)庫(kù)，生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，與傳統(tǒng)方法相比，Biolog EcoPlateTM檢測(cè)方法系統(tǒng)更為標(biāo)準(zhǔn)和便捷。Biolog EcoPlateTM檢測(cè)方法在反映微生物種群的完整性方面也存在局限性，鑒定結(jié)果僅基于培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的微生物進(jìn)行的。但是作為對(duì)于微生物多樣性的研究，利用Biolog微生物自動(dòng)分析系統(tǒng)，首先分清在Biolog培養(yǎng)基上能夠培養(yǎng)獲得的細(xì)菌類(lèi)別，對(duì)于后續(xù)研究有很大的指導(dǎo)作用，后續(xù)可結(jié)合PCR-DGGE分析方法對(duì)微生物進(jìn)行進(jìn)一步的研究和鑒定，建立更為全面完整的生態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。