Biolog EcoPlateTM檢測方法對微生物群落多樣性的調查

胡文婷

（福建奔馳汽車有限公司，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是湖泊生態學的熱點研究，作為衡量湖泊生態系統穩定性的重要指標，與區域環境有著密切的關系。在一定溫度條件下，通過將微生物溶液接種至Biolog EcoPlateTM平板的微孔內進行培養，在分光光度計下讀數，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定性，本文采用Biolog EcoPlateTM檢測方法對人工湖泊沉積物中的微生物群落的物種多樣性進行研究。

1 研究方法

1.1 樣品采集

調研的人工湖泊共設置八個采樣點，調查期間春、夏、秋、冬季各采集一次樣品，根據湖泊和水庫采樣技術指導的相關規定[2]，每月中旬對閘外引水河（A點位、B點位）、閘內引水河（C點位、D點位）及人工湖泊（E點位、F點位、G點位、H點位）三個區域的八個采樣點進行采樣分析[3]。

在閘外引水河（A點位、B點位）和閘內引水河（C點位、D點位）使用潔凈的彼得森采泥器于各采樣點底部采集底泥；在人工湖泊（E點位、F點位、G點位、H點位）使用潔凈的柱狀采樣器于各采樣點采集底泥，將所采樣品裝入無菌聚乙烯袋中帶回實驗室進行后續分析。

1.2 微生物群落多樣性測定

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，連續培養168h，期間每24h用Biolog Reader讀取在590nm和750nm波長的吸光值[4]。

1.3 數據處理

（1）Biolog微孔板的AWCD計算方法見式：

（2）Shannon-Wiener物種豐富度指數H′計算方法見式：

2 結果與分析

2.1 人工湖泊水系微生物群落利用碳源的動力學特征

Biolog EcoPlateTM微平板AWCD值是微生物群落對碳源的利用率的體現，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值隨培養時間的變化如圖1所示，在24h到72h之間AWCD之間呈直線趨勢增加，隨后增長較為緩慢。本研究選擇光密度指數增加時期即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 隨培養時間的變化

人工湖泊及其引水河道三個區域的微生物利用碳源能力為閘內引水河＞人工湖泊＞閘外引水河。人工湖泊水系積物中微生物群落AWCD值各個季節間差異不顯著，說明其微生物群落的代謝活性較為穩定，在冬季，閘內引水河、閘外引水河和人工湖泊AWCD達到全年最大值，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H′分析各采樣點沉積物中微生物群落功能多樣性，結果如表1所示，其中Shannon-Wiener 物種豐富度指數H′數值越大，表明該系統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微生物群落多樣性指數

各采樣點Shannon-Wiener指數H′隨季節變化不明顯，C點位春季H′值為全年最大3.54；E點位、F點位夏季H′值為全年最大，分別為：4.1、4.21；B點位、G點位、H點位秋季H′值為全年最大，分別為：4.17、4.12、4；A點位、D點位冬季H′值為全年最大，分別為：3.92、3.87。除C點位和D點位外，其余6個采樣點在不同季節達到的最大值均大于4[8]。

3 討論

不同生態環境中微生物群落利用碳源的能力存在顯著差異，時鵬等對土壤微生物群落功能多樣性的研究中，微生物培養72h活性旺盛，AWCD在0.39-0.73之間；李云等對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7天后達到最大值1.45，暖溫帶氣候條件下的相對較低，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H′在不同季節變化并不顯著，表明各采樣點對因外界環境引起的生態系統波動的恢復能力較強且其微生物群落功能多樣性較為穩定。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H′值于受污染的土壤和未受污染土壤之間。

4 結語

此次研究主要探究Biolog EcoPlateTM檢測方法對微生物群落多樣性調查的運用，Biolog EcoPlateTM鑒定周期短，檢定結果準確率高，操作者也可建立適合自己的Biolog數據庫，生態環境領域應用非常廣泛，與傳統方法相比，Biolog EcoPlateTM檢測方法系統更為標準和便捷。Biolog EcoPlateTM檢測方法在反映微生物種群的完整性方面也存在局限性，鑒定結果僅基于培養基上生長的微生物進行的。但是作為對于微生物多樣性的研究，利用Biolog微生物自動分析系統，首先分清在Biolog培養基上能夠培養獲得的細菌類別，對于后續研究有很大的指導作用，后續可結合PCR-DGGE分析方法對微生物進行進一步的研究和鑒定，建立更為全面完整的生態數據庫。