关键词:
麦地卡湿地
原生动物
形态学
高通量测序
生态位
摘要:
原生动物是单细胞真核生物一大类群的统称,是水生态系统微生物食物网、物质循环和能量流动中的重要结构和功能组成部分。因其体积小、生命周期短,对全球环境变化和分布反应迅速,在水环境监测方面拥有独特的优势。麦地卡湿地是拉萨河的河源地区,是高寒湖泊、河流与沼泽湿地生态系统中的典型代表,是研究高寒湿地生态系统的理想场所,受人类活动影响较小,保持着相对稳定的原始生态系统。目前对于该湿地原生动物群落生态学的相关研究未见专门报道。本论文系统研究麦地卡湿地原生动物群落结构特征和水质状况,并结合生态位角度,揭示原生动物群落优势种在时间、空间和时空维度对资源利用状况、功能地位及生态适应性等相关信息,旨在系统全面的研究整个湿地水生态系统的状态,以达到丰富高寒湿地原生动物特征及生态学价值,为高寒湿地的生物学和生态学研究以及高寒生态系统的优化管理提供科学依据。我们于2019年7月(丰水期)和10月(枯水期)在麦地卡湿地14个代表性样点进行水体原生动物形态学观察和高通量测序样品采集,共采集水样252个,结合形态学鉴定和扩增子高通量测序两种方法,对麦地卡湿地水体原生动物进行鉴定、统计分析和系统研究。主要研究结论如下:(1)研究期间形态学观察共鉴定得到原生动物236种,隶属于10门23纲53目86科103属,两个水文期均以纤毛门(Ciliophora)、眼虫门(Euglenozoa)和管涌足虫门(Tubulinea)为主,丝虫门(Cercozoa)、双鞭毛虫门(Dinoflagellata)、Evosea、透色门(Percolozoa)、太阳虫门(Heliozoa)和放射虫门(Radiolaria)种类较少,Discosea种类只在丰水期出现;麦地卡湿地枯水期原生动物Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均高于丰水期,且差异不显著(P>0.05);RDA排序结果表明,丰水期,影响原生动物群落变异的主要环境因子为TN、pH和NO3-N;枯水期,影响原生动物群落变异的主要环境因子为pH。(2)研究期间高通量测序共鉴定原生动物488种,隶属于20门61纲154目274科393属,两个水文期均以纤毛门(Ciliophora)、丝虫门(Cercozoa)和眼虫门(Euglenozoa)为主,双鞭毛虫门(Dinoflagellata)、领鞭毛虫门(Choanozoa)、顶复门(Apicomplexa)、管涌足虫门(Tubulinea)、Discosea、Evosea、透色门(Percolozoa)、Sulcozoa、帕金虫门(Perkinsozoa)、太阳虫门(Heliozoa)、网鞭虫门(Telonemia)、有孔虫门(Foraminifera)、原生动物界未定门(Protozoa incertae sedis)和Preaxostyla种类较少,槽虫门(Loukozoa)、副基体门(Parabasalia)和皮胆虫门(Picozoa)种类只在丰水期出现;麦地卡湿地枯水期原生动物Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均高于丰水期,丰水期原生动物Simpson优势度指数高于枯水期,多样性指数差异均不显著(P>0.05);RDA排序结果表明,丰水期,影响原生动物群落变异的主要环境因子为NO3-N和Chi.a;枯水期,影响原生动物群落变异的主要环境因子为Salt。(3)本次通过形态学观察和高通量测序共鉴定出21个原生动物门,利用形态学观察共鉴定10个原生动物门,其中大部分门(除Radiolaria)同时能用高通量测序鉴定出来;而高通量测序鉴定出20个原生动物门,其中大部分门却不能用形态学观察鉴定出来。基于高通量测序鉴定的Margalef丰富度指数平均值(13.392)高于基于形态学观察鉴定的结果(3.088)。基于高通量测序鉴定的Simpson优势度指数平均值(12.666)也高于基于形态学观察鉴定的结果(7.639)。基于高通量测序鉴定的Shannon-Wiener多样性指数平均值(3.114)也高于基于形态学鉴定的结果(2.414)。但基于高通量测序鉴定的Pielou均匀度指数平均值(0.667)低于基于形态学观察鉴定的结果(0.816)。这些结果表明在原生动物多样性评价中,高通量测序鉴定的结果与形态鉴定的结果具有较好的可比性。(4)本研究分别基于形态学观察和高通量测序结果对麦地卡湿地两个水文期原生动物群落优势种生态位进行分析,采用Shannon指数对生态位宽度进行测定,结合Pinaka指数判定生态位重叠程度,并以相对资源占有量为辅助,结合生态响应速率,进一步确定原生动物优势种在不同维度下对生境的生态响应状况。由于高通量测序的结果,大部分优势种未鉴