全 文 ：第 ３５ 卷第 ２４ 期
２０１５年 １２月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．２４
Ｄｅｃ．，２０１５
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：国家 ８６３资助项目（２０１２ＡＡ０９２０００）；宁波大学自然科学基金（ＸＹＬ１４００４）
收稿日期：２０１４⁃０６⁃１７； 　 　 网络出版日期：２０１５⁃０５⁃２１
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｈａｎｇｄｅｍｉｎ＠ ｎｂｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１４０６１７１２６３
胡常巨，熊金波，陈和平，王凯，叶然，崔永平，朱建林，张德民．象山港网箱养殖区与非养殖区的细菌群落分布．生态学报，２０１５，３５ （ ２４）：
８０５３⁃８０６１．
Ｈｕ Ｃ Ｊ， Ｘｉｏｎｇ Ｊ Ｂ， Ｃｈｅｎ Ｈ Ｐ， Ｗａｎｇ Ｋ， Ｙｅ Ｒ， Ｃｕｉ Ｙ Ｐ， Ｚｈｕ Ｊ Ｌ， Ｚｈａｎｇ Ｄ Ｍ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｎｏｎ⁃
ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａｓ ｏｆ Ｘｉａｎｇｓｈａｎ Ｂａｙ， Ｎｉｎｇｂｏ， Ｃｈｉｎａ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１５，３５（２４）：８０５３⁃８０６１．
象山港网箱养殖区与非养殖区的细菌群落分布
胡常巨１，熊金波１，陈和平１，２，王　 凯１，叶　 然３，崔永平３，朱建林２，张德民１，∗
１ 宁波大学海洋学院，宁波　 ３１５２１１
２ 宁波大学建筑工程与环境学院，宁波　 ３１５２１１
３ 宁波海洋环境监测中心站，宁波　 ３１５０１２
摘要：近海集约化养殖是导致我国近海污染的主要来源之一。 浮游细菌在近海生态系统的物质循环过程中发挥重要作用，研究
海洋浮游细菌群落对养殖活动的响应，对于指示和评价海水养殖生态系统健康具有重要意义。 采集了象山港网箱养殖区与非
养殖区 ３个深度，包括表层（０．５ ｍ）、中层（２．５ ｍ）、底层（８．０ ｍ）的水样，利用焦磷酸测序技术测定 １６Ｓ ｒＲＮＡ 基因，研究浮游细
菌的群落结构和多样性。 结果表明：网箱养殖活动不仅使得附近区域水体理化性质发生改变，如化学需氧量浓度显著高于非养
殖区域，而且显著地（Ｐ＜０．０５）改变了浮游细菌的群落结构，但不同深度间群落结构和多样性的差异不显著。 网箱养殖区和非
养殖区中主要浮游细菌类群为 α⁃变形菌（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、γ⁃变形菌（Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、拟杆菌（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ）、放线菌
（Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）、β⁃变形菌（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、ε⁃变形菌（Ｅｐｓｉｌｏｎｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）和其它变形菌（Ｕｎｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ），占细
菌总序列数的 ９８．６４％。 有些细菌类群的平均相对丰度从网箱区到非养殖区差异显著，如拟杆菌（Ｐ＜０．０１）和放线菌（Ｐ＜０．０５）
显著降低，而 γ⁃变形菌（Ｐ＜０．０５）显著增加。 相似度分析表明 γ⁃变形菌、α⁃变形菌和拟杆菌是造成网箱区和非养殖区群落差异
的主要类群，对群落差异总贡献率达到 ４５．０２％。 偏冗余分析表明，影响细菌群落分布的主要环境因子有化学需氧量、磷酸盐、
铵盐和总有机碳，共解释 ３８．１８％的群落变异，空间距离单独解释１０．６６％的群落变异。 实验结果表明，养殖活动导致浮游细菌群
落的改变， 其中拟杆菌、放线菌和 γ⁃变形菌的丰度显著变化，可能用于评价养殖水体的水质状况。
关键词：浮游细菌；群落组成；网箱养殖；环境因子
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ
ａｒｅａｓ ｏｆ Ｘｉａｎｇｓｈａｎ Ｂａｙ， Ｎｉｎｇｂｏ， Ｃｈｉｎａ
ＨＵ Ｃｈａｎｇｊｕ１， ＸＩＯＮＧ Ｊｉｎｂｏ１， ＣＨＥＮ Ｈｅｐｉｎｇ１，２， ＷＡＮＧ Ｋａｉ１， ＹＥ Ｒａｎ３， ＣＵＩ Ｙｏｎｇｐｉｎｇ３， ＺＨＵ Ｊｉａｎｌｉｎ２，
ＺＨＡＮＧ Ｄｅｍｉｎ１，∗
１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｎｉｎｇｂｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎｉｎｇｂｏ ３１５２１１， Ｃｈｉｎａ
２ Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ， Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｎｉｎｇｂｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎｉｎｇｂｏ ３１５２１１， Ｃｈｉｎａ
３ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎｉｎｇｂｏ， ＳＯＡ， Ｎｉｎｇｂｏ ３１５０１２， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａ ｍａｊｏｒ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｃｏａｓｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ． Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｐｌａｙ ａ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｒｏｌｅ ｉｎ ｐｒｉｍａｒｙ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ ｃｙｃｌｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｏａｓｔａｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．
Ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｏ ｂｅ ａ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｇｒｏｕｐ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｍａｎｙ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ． Ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｎ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｏｒ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ． Ｘｉａｎｇｓｈａｎ Ｂａｙ， ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍａｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｂａｓｅ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ Ｎｉｎｇｂｏ， Ｃｈｉｎａ，
ｉｓ ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ ａ ｌａｒｇｅ ｉｎｆｌｕｘ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ． Ｔｈｕｓ， ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｔｏ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｓｈｅｄｓ ｌｉｇｈｔ ｏｎ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｍａｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ， ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｆｒｏｍ ｔｈｒｅｅ ｄｅｐｔｈｓ： ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ， ｍｉｄｄｌｅ， ａｎｄ
ｂｏｔｔｏｍ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｌｕｍｎ （ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ０．５， ２．５， ａｎｄ ８．０ ｍ ｂｅｌｏｗ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）， ｆｒｏｍ ａ
ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｒｅａ ａｎｄ ａ ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａ ｉｎ Ｘｉａｎｇｓｈａｎ Ｂａｙ， ｏｎ Ａｐｒｉｌ １０， ２０１２． Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ １６Ｓ ｒＲＮＡ ｇｅｎｅ ａｍｐｌｉｃｏｎ
ｐｙｒｏｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ， ｗｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｎ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈｉｎ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｃａｇｅ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ ｃｈａｎｇｅｄ ｔｈｅ ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ． Ｆｏｒ
ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｒｅａ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｃａｇｅ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ （Ｐ ＜ ０．０５） ａｌｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｌｐｈａ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｗａｓ ｎｏｔ ａｆｆｅｃｔｅｄ．
Ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｖｅｒｙ ｓｉｍｉｌａｒ ａｃｒｏｓｓ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｗａｔｅｒ ｄｅｐｔｈｓ， ｄｏｍｉｎａｔｅｄ ｂｙ Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ，
Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ， Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ， Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ， Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ， Ｅｐｓｉｌｏｎｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ， ａｎｄ Ｕｎｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ
Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ， ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ｆｏｒ ９８． ６４％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｂａｃｔｅｒｉａ． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｐｈｙｌａ ｗｅｒｅ
ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｒｅａｓ． Ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅｓ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ ａｎｄ
Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｌｏｗｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａ ｔｈａｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｒｅａ， ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ
Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａ． Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ （ ＳＩＭＰＥＲ） ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｕｒｔｈｅｒ
ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ， Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ， ａｎｄ Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ ｔａｘａ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ
ｉｎ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ａｒｅａｓ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ ４５． ０２％ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｉｓｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ． Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ
ａｎａｌｙｓｉｓ （ ＲＤＡ） ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｙｇｅｎ
ｄｅｍａｎｄ， ｐｈｏｓｐｈａｔｅ， ａｍｍｏｎｉｕｍ， ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ． Ｐａｒｔｉａｌ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ （ｐＲＤＡ） ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ
ｑｕａｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｒｅａｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉａ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ⁃ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｔｏｔａｌ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄ ３８．１８％ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉａ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄ ｏｎｌｙ １０．６６％， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｗａｓ ｍｕｃｈ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ． Ｏｖｅｒａｌｌ， ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ
ｃｏａｓｔａｌ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｕｌｄ ｃａｕｓｅ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅａｒｉｎｇ ｗａｔｅｒ， ｗｈｉｃｈ， ｉｎ ｔｕｒｎ， ｄｒｏｖｅ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ， ａｎｄ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ａｌｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅｓ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ， Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ， ａｎｄ Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ．
Ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｂａｃｔｅｒｉａ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ， ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，
ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈｅｉｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｕｓａｇｅ ｉｎ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｎ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｂａｃｔｅｒｉｏｐｌａｎｋｔｏｎ； ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ； ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ； ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ
海产品需求急剧增长和海洋捕捞量逐年下降，刺激了近海集约化养殖技术的迅速发展，其中网箱养殖占
据了重要的地位［１］。 近年来海水网箱养殖业发展迅速，常伴随过量的饲料投放和抗生素使用，给近海生态环
境带来严重危害［２⁃３］。 同时，因网箱数量和养殖密度的增加致使养殖病害爆发频繁［４］，成为养殖业可持续发
展的瓶颈。
在养殖环境中，浮游细菌既是各种有机物质的分解者和转化者，又是物质和能量的贮存者，在物质循环和
能量流动中具有无可替代的作用［５⁃６］。 同时，有些细菌还是近海养殖的致病菌，如弧菌是最常见的条件致病
菌之一。 在养殖环境条件恶化时，弧菌大量增殖，可导致养殖生物感染发病［７⁃８］。 我们的前期工作发现，浮游
细菌的群落组成与对虾养殖塘的健康状况密切相关［９］，且细菌群落的变化趋势是可以预测的［１０］。 目前有大
量研究表明微生物是以群落的形式整体承担重要的生态功能，群落响应可以综合全面地反映环境扰动［９］，如
微生物群落结构能对水温、ｐＨ值、溶解氧、氨氮、磷酸盐、总有机碳、化学需氧量和深度等因素的变化产生快速
响应［１１⁃１５］。 因此，在近海养殖生态系统中，水体细菌的群落结构和多样性有可能作为评价海水养殖生态系健
康和稳定的重要指标［１６⁃１７］。
象山港是浙江省重要的养殖基地［１８］。 然而，以往对象山港生态环境的报道多以潮间带生物、浮游动植物
和底栖动物为主，对养殖环境中微生物的研究也主要集中在底泥细菌群落以及水体中浮游细菌的数量方
面［３，１８⁃２１］，有关浮游细菌群落结构方面的研究也较少。 本研究通过 １６Ｓ ｒＲＮＡ 基因焦磷酸测序技术研究象山
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港网箱养殖和非养殖区的浮游细菌群落，比较不同水深度下的细菌群落结构，获得驱动浮游细菌群落结构变
异的环境因子，初步揭示了浮游细菌群落对养殖扰动的响应规律。 结合不同细菌类群的功能，通过群落组成
变化推测生态功能变化，可为网箱养殖生态健康提供评价和维护依据。
１　 实验方法
１．１　 实验设计和水样采集
象山港位于浙江省宁波市的东部，为东北⁃西南向的狭长形半封闭海湾。 为研究养殖活动对浮游细菌群
落的影响，２０１２年 ４月 １０日，选取位于象山港中西沪港内网箱养殖区（１２１°４５′９．９３５″ Ｅ，２９°３２′２０．４７２″ Ｎ）和
非养殖区（１２１°４６′１０．０５６″ Ｅ，２９°３６′４．３５６″ Ｎ）两个站位，其具体时间为 １５：４０和 １６：１０，潮位均为低平一落，两
位点相距 ７ ｋｍ。 养殖区面积约 １．１ ｋｍ２，拥有海水网箱 ２０００余只，网箱规格为 ３ ｍ × ３ ｍ × ６ ｍ，主要养殖种
类为大黄鱼和鲈鱼，平均放养密度为 ３０００尾 ／网箱，养殖周期为 ２—３ａ。 每个区域分别采集表（水深 ０．５ ｍ）、
中（水深 ２．５ ｍ）、底（水深 ８ ｍ）３个深度的水样 ３ Ｌ。
每个点位设置两个重复。 采集的水样置于预先灭菌容器中存于冰盒，４ ｈ 内运回实验室进行检测分析。
１ Ｌ水样用于提取细菌总 ＤＮＡ，剩余水样用于水质指标测定。
现场测定水温、盐度和 ｐＨ值。 其它水质指标测定方法参照《海洋监测规范》（ＧＢ １７３７８．４—２００７）：溶解
氧（ＤＯ）用碘量法；化学需氧量（ＣＯＤ）用碱性高锰酸钾法；叶绿素 ａ（Ｃｈｌ ａ）采用丙酮萃取分光光度法；铵盐
（ＮＨ＋４）用次溴酸钠氧化法；亚硝酸盐（ＮＯ
－
２）分析用重氮⁃偶氮法；硝酸盐（ＮＯ
－
３ ）用锌镉还原法；总氮（ＴＮ）与总
磷（ＴＰ）用过硫酸钾氧化法；磷酸盐（ＰＯ３－４ ）用抗坏血酸还原磷钼蓝法；总有机碳（ＴＯＣ）用总有机碳仪器法。
１．２　 ＤＮＡ提取
分别取各样品 １ Ｌ水样，用经灭菌处理的 １００ μｍ孔径的尼龙布预过滤，后用 ０．２ μｍ 孔径的聚碳酸酯膜
（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）过滤。 滤膜在无菌剪刀剪碎后用 Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｉｌ􀅹 ＤＮＡ 试剂盒（Ｍｏｂｉｏ）提取收集物的总 ＤＮＡ。 用
ＮａｎｏＤｒｏｐ ＮＤ⁃１０００型分光光度计测定 ＤＮＡ浓度和纯度。 抽提后的 ＤＮＡ于－８０ ℃备用。
１．３　 细菌 １６Ｓ ｒＲＮＡ基因扩增和 ４５４测序
ＰＣＲ 扩 增 １６Ｓ ｒＲＮＡ 基 因 的 Ｖ１⁃Ｖ３ 可 变 区 （ ２７Ｆ： ＡＧＡＧＴＴＴＧＡＴＣＭＴＧＧＣＴＣＡＧ 和 ５１９Ｒ：
ＧＷＡＴＴＡＣＣＧＣＧＧＣＫＧＣＴＧ），其中正向引物上带有 １０ 个碱基的 ｂａｒｃｏｄｅ 序列，用于区分不同样品，ＤＮＡ 模板
用量为 ５０ ｎｇ，在 ５０ μＬ反应体系扩增。 每个样品设置 ３ 个 ＰＣＲ重复，以降低扩增造成的偏差。 ＰＣＲ 反应条
件如下：９４ ℃变性 ３０ ｓ，５５ ℃退火 ３０ ｓ，７２ ℃延伸 ３０ ｓ，３０个循环，７２ ℃延伸 １０ ｍｉｎ。 扩增产物用 １％琼脂糖
凝胶电泳检测。 将每个样品的重复扩增产物混合后纯化（ＴａＫａＲａ Ｂｉｏｔｅｃｈ，Ｊａｐａｎ）。 最后所有样品的 ＰＣＲ 产
物等摩尔量混合，在罗氏 ＦＬＸ ４５４仪器上测序（Ｒｏｃｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ，Ｂｒａｎｆｏｒｄ，ＣＴ，ＵＳＡ）。
１．４　 测序数据处理
利用 Ｑｉｉｍｅ（Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｉｎｓｉｇｈｔｓ Ｉｎｔｏ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｅｃｏｌｏｇｙ，ｈｔｔｐ： ／ ／ ｑｉｉｍｅ．ｏｒｇ）流程对下机测序数据进行样品分
装、去嵌合体和质量筛选；利用 Ｕｃｌｕｓｔ 将相似性大于 ９７％的序列归为同一个分类操作单元 （Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ
Ｔａｘｏｎｏｍｉｃ Ｕｎｉｔｓ，ＯＴＵｓ） ［２２］。 选取每个 ＯＴＵ中丰度最高的序列作为代表序列［２３］，通过 Ｇｒｅｅｎｇｅｎｅｓ数据库中对
比获得 ＯＴＵｓ的分类地位信息［２４］。 为避免测序深度不同造成的偏差，每个样品随机选取 ５７００条序列（样品中
最低测度深度）进行后续分析。
１．５　 数据分析
用 Ｒ软件（ｖ．２． １１． ０）中 ｖｅｇａｎ 软件包计算养殖水环境中浮游细菌群落的多样性，包括多样性指数
（Ｓｈａｎｎｏｎ Ｗｉｅｎｅｒ）和均匀度指数（Ｐｉｌｏｕ′ｓ Ｅｖｅｎｎｅｓｓ）。 应用冗余分析方法（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＲＤＡ）分析细菌
群落与环境因子之间的关系［２５］，同时采用偏冗余分析（Ｐａｒｔｉａｌ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｐＲＤＡ），计算出水体理化因
子和空间距离对群落变异的相对贡献。
用 Ｐａｓｔ（ｖ．２．０３）软件中非参数多维度法（Ｎｏｎ⁃ｍｅｔｒｉｃ ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｃａｌｉｎｇ，ＮＭＤＳ）分析浮游细菌的群落
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组成，将各样品浮游细菌群落组成在二维图上可视化。 ＮＭＤＳ中，一般采用压力系数（Ｓｔｒｅｓｓ）评定所得到的多
维构型与实际数据之间的适合度，压力系数越小，表示适合度越高［２５］。 根据 Ｋｒｕｓｋａｌ提出的判断标准，压力系
数＜０．２，适合度较好，聚类分析可靠［２６］。 应用群落相似性检验分析养殖和水深对浮游细菌群落分布的影响。
利用 ＳＩＭＰＥＲ（Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）分析找出对群落差异贡献度高的 ＯＴＵｓ。
２　 结果
２．１　 水体理化性质
主要结果表明：在网箱养殖区中，水温、磷酸盐、总磷、亚硝酸盐和铵盐的均值较高，化学需氧量显著高于非
养殖区（ｔ检验，Ｐ ＝ ０．００４）；与网箱养殖区相比，非养殖区中叶绿素 ａ和总有机碳较高（表 １）。 在不同水体中，化
学需氧量均随水深逐渐递减，而总有机碳随水深逐渐增加，其它环境因子在水深层次上分布规律不明显（表 １）。
表 １　 网箱养殖区和非养殖区各采样点水体主要理化参数
Ｔａｂｌｅ １　 Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｉｎ ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａｓ
站位
Ｓｉｔｅｓ
水温
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ／
℃
化学需氧量
ＣＯＤ ／
（ｍｇ ／ Ｌ）
磷酸盐
ＰＯ３－４ ／
（ｍｇ ／ Ｌ）
总磷
ＴＰ ／
（ｍｇ ／ Ｌ）
亚硝酸盐
ＮＯ－２ ／
（ｍｇ ／ Ｌ）
铵盐
ＮＨ＋４ ／
（ｍｇ ／ Ｌ）
硝酸盐
ＮＯ－３ ／
（ｍｇ ／ Ｌ）
总氮
ＴＮ ／
（ｍｇ ／ Ｌ）
总有机碳
ＴＯＣ ／
（ｍｇ ／ Ｌ）
叶绿素 ａ
Ｃｈｌ ａ ／
（μｇ ／ Ｌ）
养殖区表层 ＹＳ １４．５９ １．１４ ０．０５６ ０．１１３ ０．００６ ０．０２６ ０．７２ １．２０ １．５６ ２．３
养殖区中层 ＹＭ １４．５３ １．０９ ０．０４７ ０．１１６ ０．００５ ０．０２４ ０．６４ １．１４ １．６０ ２．５
养殖区底层 ＹＢ １４．４８ １．０２ ０．０４７ ０．１７１ ０．００４ ０．０２０ ０．６４ ０．８４ １．９３ ０．８
非养殖区表层 ＮＳ １５．５２ ０．８７ ０．０４３ ０．０６４ ０．００４ ０．０２３ ０．６９ ０．７４ １．８４ ２．７
非养殖区中层 ＮＭ １４．４６ ０．８１ ０．０４２ ０．０８４ ０．００４ ０．０２０ ０．６７ １．１２ １．９６ ２．７
非养殖区底层 ＮＢ １４．３９ ０．７７ ０．０４２ ０．１６２ ０．００３ ０．０２２ ０．７３ １．６４ ２．４４ １．８
　 　 ＣＯＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ；ＴＰ：Ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；ＴＮ：Ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ；ＴＯＣ：Ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ；Ｃｈｌ ａ：Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ａ；Ｙ：养殖区 Ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ
ａｒｅａ；Ｎ：非养殖区 Ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａ；Ｓ：表层 Ｓｕｒｆａｃｅ；Ｍ：中层 Ｍｉｄｄｌｅ；Ｂ：底层 Ｂｏｔｔｏｍ
图 １　 各样品的优势菌门（纲）平均相对丰度图
　 Ｆｉｇ．１　 Ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｐｈｙｌａ ｏｒ ｃｌａｓｓｅｓ ｉｎ
ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ
Ｙ：ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｒｅａ，养殖区； Ｎ： ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａ，非养殖区； Ｓ：
ｓｕｒｆａｃｅ，表层；Ｍ：ｍｉｄｄｌｅ，中层；Ｂ：ｂｏｔｔｏｍ，底层
２．２　 浮游细菌群落组成和结构分析
象山港水体主要浮游细菌类群为 γ⁃变形菌纲
（Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、α⁃变形菌纲（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、
拟杆菌门（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ）、放线菌门（Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）、其
它变形菌门 （Ｕｎｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、β⁃变形菌纲
（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）和 ε⁃变形菌纲（Ｅｐｓｉｌｏｎｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ），
平均相对丰度分别为 ４７．４８％、３９．４５％、７．７６％、１．３２％、
１．１３％、０．８７％和 ０．６３％，占细菌总数的 ９８．６４％（图 １）。
在网箱养殖区，拟杆菌门（Ｐ ＝ ０．００６）和放线菌门（Ｐ ＝
０．０１５）显著高于非养殖区，而 γ⁃变形菌纲（Ｐ ＝ ０．０３８）
显著低于非养殖区。 在网箱养殖区，α⁃变形菌平均相对
丰度随水深逐渐降低，而 γ⁃变形菌纲逐渐增加；在非养
殖区，拟杆菌平均相对丰度随水深逐渐降低（图 １）。 总
体而言，浮游细菌群落多样性指数（ ｔ 检验，Ｐ ＝ ０．７９０）
和均匀度指数（ ｔ 检验，Ｐ ＝ ０．５８７）在网箱养殖区中的
均值高于非养殖区，但无显著差异。 网箱区中层水样浮
游细菌的多样性指数最高，表层水最低，分别为４．８０８，
４．１０４；均匀度指数也是中层水最高（０．７３５），表层水最
低（０．６５２）（表 ２）。 在非养殖区，则是表层水多样性最
６５０８ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３５卷　
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高，底层水多样性最低，但是这些差别均不显著（表 ２）。
表 ２　 网箱养殖区和非养殖区群落多样性分析
Ｔａｂｌｅ ２　 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ａｌｐｈａ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａｓ
养殖 Ｃｕｌｔｕｒｅ 水深 Ｄｅｐｔｈ 多样性指数 Ｓｈａｎｎｏｎ Ｗｉｅｎｅｒ 均匀度指数 Ｐｉｌｏｕ′ｓ Ｅｖｅｎｎｅｓｓ
网箱养殖区 表层 ４．１０４±０．０８５ｂ ０．６５２±０．００８ｂ
Ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｒｅａ 中层 ４．８０８±０．３９５ａ ０．７３５±０．０２７ａ
底层 ４．７４８±０．３８８ａｂ ０．７０８±０．０４３ａｂ
非养殖区 表层 ４．６０２±０．１１５ａｂ ０．７０４±０．０１５ａｂ
Ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａ 中层 ４．５８６±０．０６７ａｂ ０．６９８±０．０１６ａｂ
底层 ４．３３８±０．３４９ａｂ ０．６６４±０．０４３ｂ
养殖 Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｆ ０．０７８ ０．３２９
Ｐ ０．７９０ ０．５８７
水深 Ｄｅｐｔｈ Ｆ １．５７１ １．９８４
Ｐ ０．２８３ ０．２１８
养殖×水深 Ｃｕｌｔｕｒｅ×Ｄｅｐｔｈ Ｆ ３．０３４ ３．３９７
Ｐ ０．１２３ ０．１０３
　 　 同列中不同字母代表的值表示有显著差异
　 图 ２　 浮游细菌群落组成的非度量尺度分析 ＮＭＤＳ 二维图（箭头
表示从表层到底层的变化方向）
Ｆｉｇ．２　 Ｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＮＭＤＳ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉｏｌｐｌａｎｋｔｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ （ Ｔｈｅ ａｒｒｏｗｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ ｃｈａｎｇｅｓ ｆｒｏｍ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏ
ｂｏｔｔｏｍ）
ＮＭＤＳ： 非参数多维度法 Ｎｏｎ⁃ｍｅｔｒｉｃ ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｃａｌｉｎｇ
２．３　 浮游细菌群落组成空间分布分析
利用 ＮＭＤＳ 分析浮游细菌群落组成，压力系数为
０．１６，说明可以较好地反映各采样点间浮游细菌群落的
相似性（图 ２）。 各样品在图中的相对距离可以反映所
对应的浮游细菌群落组成的相似程度［１５］，可将所有样
品大致分为 ３类，网箱区样品为一类，非养殖区中层和
底层样品成一类，非养殖区表层样品聚为一类（图 ２）。
此外，沿着第一排序轴网箱区和非养殖区的细菌群落分
布规律均由表层向底层，具有相似的演替轨迹（图 ２）。
群落相似性检验分析发现网箱区和非养殖区浮游
细菌群落分布差异显著（Ｐ ＝ ０．０２３）；不同水深层次的
细菌群落差异不显著（Ｐ ＝ ０．０７０），表明水深对浮游细
菌群落分布影响较小。 ＳＩＭＰＥＲ 分析表明网箱养殖区
和非养殖区的细菌群落差异度为 ６２．４１。 对群落差异度
贡献率较大的 １１ 个 ＯＴＵｓ（贡献率＞１％），累积贡献率
达到 ４５． ０２％，其中海单胞菌属 （Ｍａｒｉｎｏｍｏｎａｓ） （ ２ 个
ＯＴＵｓ）、褐杆菌属（Ｐｈａｅｏｂａｃｔｅｒ） （１ 个 ＯＴＵ）、红杆菌科
（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｃｅａｅ）（３个 ＯＴＵｓ）、交替假单胞菌属 （Ｐｓｅｕｄｏａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ） （ １ 个 ＯＴＵ）、 Ｓｅｄｉｍｉｎｉｃｏｌａ ｓｐ． （ １ 个
ＯＴＵ）、鞘脂单胞菌目 （ Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｄａｌｅｓ） （ １ 个 ＯＴＵ）、冰居菌属 （ Ｇｌａｃｉｅｃｏｌａ） （ １ 个 ＯＴＵ） 和弧菌科
（Ｖｉｂｒｉｏｎａｃｅａｅ）（１个 ＯＴＵ）（表 ３）。 对造成群落差异的主要 ＯＴＵｓ在网箱养殖区和非养殖区进行丰度比较，发
现黄杆菌科（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）（ ｔ检验，Ｐ ＝ ０．０１２）和褐杆菌属（ ｔ检验，Ｐ ＝ ０．０４１）的平均相对丰度在网箱养
殖区显著高于非养殖区，而交替假单胞菌属和弧菌科的平均相对丰度在非养殖区中较高。
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表 ３　 网箱养殖区和非养殖区群落 ＳＩＭＰＥＲ分析
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｔａｘｏｎｏｍｉｃ ｉｄｅｎｔｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ １１ ＯＴＵｓ ｓｅｒｖｉｎｇ ａｓ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｔａｘａ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｎｏｎ⁃ｃｕｌｔｕｒｅｄ ａｒｅａｓ ｂｙ ＳＩＭＰＥＲ ａｎａｌｙｓｉｓ
操作分类单元 ＯＴＵｓ 分类 Ｔａｘａ 贡献率 Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ／ ％
ＯＴＵ ２５９７ Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｌｅｓ； Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｃｅａｅ； Ｐｈａｅｏｂａｃｔｅｒ ８．２１
ＯＴＵ １３９２ Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｌｅｓ； Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｃｅａｅ ６．４１
ＯＴＵ ３７５７ Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｌｅｓ； Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｃｅａｅ ３．８８
ＯＴＵ ４０３２ Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｌｅｓ； Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒａｃｅａｅ １．１６
ＯＴＵ ４３８４ Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｄａｌｅｓ ２．３６
ＯＴＵ ４３３６ Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ； Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｉａ； Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉａｌｅｓ； Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ； Ｓｅｄｉｍｉｎｉｃｏｌａ ２．１１
ＯＴＵ ３５６０ Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｄａｌｅｓ； Ｐｓｅｕｄｏａｌｔｅｒｏｍｏｎａｄａｃｅａｅ； Ｐｓｅｕｄｏａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ ３．２１
ＯＴＵ ９２７ Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｄａｌｅｓ； Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｄａｃｅａｅ； Ｇｌａｃｉｅｃｏｌａ １．８８
ＯＴＵ １８７３ Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ｏｃｅａｎｏｓｐｉｒｉｌｌａｌｅｓ； Ｏｃｅａｎｏｓｐｉｒｉｌｌａｃｅａｅ； Ｍａｒｉｎｏｍｏｎａｓ ３．０９
ＯＴＵ ２２０３ Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ｏｃｅａｎｏｓｐｉｒｉｌｌａｌｅｓ； Ｏｃｅａｎｏｓｐｉｒｉｌｌａｃｅａｅ； Ｍａｒｉｎｏｍｏｎａｓ １１．１２
ＯＴＵ ２２３３ Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ； Ｖｉｂｒｉｏｎａｌｅｓ； Ｖｉｂｒｉｏｎａｃｅａｅ １．５９
　 　 ＳＩＭＰＥＲ： Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ； ＯＴＵｓ： Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｔａｘｏｎｏｍｉｃ Ｕｎｉｔｓ
２．４　 浮游细菌群落与环境因子的关系
浮游细菌群落结构的降趋势对应分析（ＤＣＡ）结果显示，ＤＣＡ排序前 ４ 个轴中最大值小于 ３，适合冗余分
析［２５］。 对环境因子进行标准化处理、蒙特尔检验（Ｍａｎｔｅｌ ｔｅｓｔ，ｐｅｒｍｕ＝ ９９９）和去除膨胀因子大于 ２０ 的环境因
子［２７］，最终挑选出与群落变异显著相关的 ４ 个环境因子，ＣＯＤ（Ｐ ＝ ０．００３）、ＰＯ３－４ （Ｐ ＝ ０．０２７）、ＮＨ
＋
４（Ｐ ＝
０．０１６）和 ＴＯＣ（Ｐ ＝ ０．０２２）。
　 图 ３　 网箱养殖区与非养殖区不同水深层次水样浮游细菌群落与
其变异驱动的主要环境因子 ＲＤＡ双向排序图
Ｆｉｇ．３ 　 ＲＤＡ ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｂｉｐｌｏｔ ｓｈｏｗｅｄ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｔｈｅ
ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｒｅａ ａｎｄ
ｎｏｎ⁃ｃｕｎｔｕｒｅｄ ａｒｅａ
ＣＯＤ： Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ； ＴＯＣ： Ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ； ＲＤＡ：
Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ
第一排序轴（ＲＤＡ１）的主要环境因子为 ＣＯＤ（负相
关，ｒ ＝ － ０．８９）、ＴＯＣ（正相关，ｒ ＝ ０．７１）和 ＰＯ３－４ （负相
关，ｒ ＝ － ０．６０），第二排序轴（ＲＤＡ２）的主要环境因子
为 ＮＨ＋４（正相关，ｒ ＝ ０．８７），共同解释了 ２１．５９％的群落
变异（图 ３）。 从箭头的连线长度看出，环境因子对浮游
细菌群落结构影响的相关性为 ＣＯＤ 最大，ＴＯＣ 次之，
ＰＯ３－４ 和 ＮＨ
＋
４较小（图 ３）。 养殖区和非养殖区样品分别
集中在 ＲＤＡ１轴的左侧和右侧，说明养殖区细菌群落变
异与 ＣＯＤ、ＰＯ３－４ 和 ＮＨ
＋
４呈正相关，非养殖区细菌群落变
异与 ＴＯＣ呈正相关（图 ３）。
同时，加入空间距离单独变量 （Ｍａｎｔｅｌ ｔｅｓｔ，Ｐ ＝
０．０３０） ［２８］，结合与群落变异显著相关的环境因子
（ＣＯＤ、ＴＯＣ、ＰＯ３－４ 和 ＮＨ
＋
４ ），利用 ｐＲＤＡ 分析，发现环境
因子共解释了 ３８．１８％，空间距离单独解释了 １０．６６％的
群落变异，两者的相互作用仅解释了 ０．０４％，表明空间
距离与环境因子间间的自相关性可以忽略，养殖活动是
导致群落变异的主要因素。
３　 讨论与结论
关于养殖活动对水体浮游细菌的影响，在群落水平上的研究还较少［３］，其研究手段主要是依赖培养技术
和基于 １６Ｓ ｒＲＮＡ基因的 ＤＧＧＥ等分子指纹技术和克隆文库测序方法［３，２９］。 这些方法费时费力，分析通量非
常有限，而细菌多样性又异常丰富，因此揭示的信息非常有限，忽略了一些具有重大功能的低丰度物种的存
在［３０⁃３１］。 新近出现的焦磷酸测序技术则将细菌的鉴定分析通量提高百万倍，很好得解决了通量瓶颈，对细菌
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群落结构信息揭示的更加全面、详细［３２⁃３３］。 本研究利用 １６Ｓ ｒＲＮＡ 基因焦磷酸测序技术分析了 １２ 个海水样
品，产生了 １１０９５０条序列，共检测出 ５７５２个 ＯＴＵｓ（相当于种属水平），每个样品的序列数在 ５７７４—１２８７７ 之
间，涵盖的 ＯＴＵ数平均达 ６８０—１５７８，为深入探究浮游细菌群落结构与环境因子的关联性提供了数据基础。
３．１　 浮游细菌多样性与群落组成
维持浮游细菌在养殖水体中的多样性可以增强养殖环境生物群落生态系统的稳定性，减少养殖生物患病
的风险。 已有研究表明，高密度网箱增养殖活动使养殖区域及附近水体中的营养盐和有机污染物浓度较高，
对细菌具有一定的选择作用，导致养殖区的细菌多样性较低［３］。 本实验则显示，网箱区和非养殖区的多样性
无显著差异。 这种差异可能是因为网箱养殖区受污染程度较低，对浮游细菌多样性影响较小，也可能是以前
研究不能检测到稀有物种造成的。
从浮游细菌种类组成来看，α⁃变形菌、γ⁃变形菌、拟杆菌为海水中主要的优势菌群，Ｋｉｒｃｈｍａｎ 也发现变形
菌和拟杆菌是组成海洋异养细菌的两个最大的类群［３４］。 在以前的象山港生态研究中，利用克隆测序方法发
现优势菌组成也与上述相似［３５］。 实验结果显示，从网箱区到非养殖区，拟杆菌门和放线菌门的相对丰度显著
降低，而 γ⁃变形菌纲的相对丰度增加，可能是网箱区域磷酸盐、总磷浓度较高所致。 有研究表明 α⁃变性菌的
相对丰度随水体中总磷浓度增加显著增加，拟杆菌门的相对丰度随磷酸盐的浓度升高而增加［３６］。 对东海沉
积物中的微生物群落结构研究也表明，随着 Ｎ、Ｐ 污染梯度的变化，细菌群落中 γ⁃变形菌和 δ⁃变形菌相对丰度
发生显著变化，与污染物浓度显著相关，能够指示环境受污染程度［２８］。 因此，拟杆菌门、放线菌门和 γ⁃变形菌
纲的丰度对水质变化敏感，可能用于指示和评价海水养殖污染的生态效应。
３．２　 浮游细菌群落空间分布
已有研究表明，养殖活动能够改变浮游细菌群落结构［１９］，本文结果也表明网箱区与非养殖区的群落差异
显著。 Ｓａｌｖａｔｏｒ等［３７］对网箱养殖活动的调查也发现：网箱养殖活动对网箱下微生物的影响效果显著，但离网
箱外 ５０ ｍ区域受养殖活动影响较小。 本研究中尽管养殖区站位和非养殖区站位的距离较远，空间距离对群
落变异的影响（１０．６６％贡献度）小于环境因子（３８．１８％贡献度）。 造成群落变异的主要原因可能是养殖区和
非养殖区之间水质差异较大，如化学需氧量有显著差异。 有研究表明，水质情况相似的采样点，其浮游细菌群
落的组成也相似［３８］。 本研究还发现网箱区和非养殖区的细菌群落由表层向底层分布的规律一致，但水深对
群落多样性和群落结构相似性均无显著影响。 李玉华等［３８］通过对松花湖水体中不同空间分布的细菌群落结
构研究表明，水深变化对细菌群落垂直分布有重要影响。 以上结果不一致性可能是由于不同深度范围造成
的，如本实验采样点最大水深只有 ８ ｍ，远小于松花湖平均水深 ３５ ｍ。
刘晶晶等［３］对象山港网箱养殖区水体中细菌分布研究表明，与养殖场鱼类疾病相关的弧菌在网箱区中
的数量均大于网箱外对照区，而本文结果中，交替假单胞菌属（Ｐｓｅｕｄｏａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ）和弧菌科（Ｖｉｂｒｉｏｎａｃｅａｅ）在
非养殖区中的平均相对丰度较高。 但同时发现褐杆菌属（Ｐｈａｅｏｂａｃｔｅｒ）平均相对丰度在养殖区显著高于网箱
区，而褐杆菌属对以弧菌、交替假单胞菌等为代表的主要致病菌具有广泛的抗菌活性谱并且能控制致病菌的
繁殖［３９⁃４０］。 因此，推测可能是褐杆菌属的高丰度存在抑制了弧菌和交替假单胞菌的繁殖，具体原因和机制有
待进一步研究。
３．３　 影响浮游细菌群落的主要环境因子
冗余分析表明，化学需氧量、磷酸盐、铵盐和总有机碳是影响浮游细菌群落的主要环境因子。 除总有机碳
外，这与李秋芬等［３５］应用 ＤＧＧＥ技术对象山港中部养殖区细菌群落结构特征的研究所得到的结果一致。 铵
盐和磷酸盐是调控浮游细菌群落分布的重要因子，与浮游细菌群落分布密切相关［２０］。 高密度的水产养殖常
造成水体环境中氮、磷营养盐浓度的增加［１］，从而影响浮游细菌群落组成，包括条件致病菌的增殖和致病性
的增加，同时增加水产动物对病原菌的敏感性，进而导致养殖病害的发生。 化学需氧量是衡量海水中有机质
含量的重要指标，水体中的溶解性有机物是异养细菌生长繁殖和生命活动最基本的营养源［２０］。 在养殖区中
因剩余残饵和养殖生物的排泄物与分泌物均含有丰富的有机质，造成养殖区中的化学需氧量显著高于非养殖
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区，从而影响浮游细菌群落组成的分布。 在水生生态系统中，溶解性总有机碳是异养细菌重要的碳源，浮游细
菌可以吸收、利用水体中的溶解性有机碳，进行二次生产，其分布与总有机碳显著相关［１３］。 有研究表明，总有
机碳与有机污染物浓度存在正相关关系［４１］，这与本实验结果不一致，可能是由于网箱区浮游植物的生长消耗
了大量的总有机碳，而养殖动物对浮游植物的捕食，表现为养殖区的叶绿素 ａ和总有机碳浓度较低。
综上所述，近海网箱养殖活动影响水质，进而改变细菌群落结构，且从表层至底层具有相似的演替规律。
其中在网箱区增加的化学需氧量、活性磷酸盐和铵盐，总有机碳是驱动细菌群落变异的主要环境因子。 造成
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１６０８　 ２４期 　 　 　 胡常巨　 等：象山港网箱养殖区与非养殖区的细菌群落分布