Biolog EcoPlateTM检测方法对微生物群落多样性的调查

胡文婷

（福建奔驰汽车有限公司，福建 福州 350119）

0 引言

沉积物中微生物群落多样性的研究一直以来是湖泊生态学的热点研究，作为衡量湖泊生态系统稳定性的重要指标，与区域环境有着密切的关系。在一定温度条件下，通过将微生物溶液接种至Biolog EcoPlateTM平板的微孔内进行培养，在分光光度计下读数，微生物群落水平的生理代谢轮廓[1]。为更好研究微生物群落的丰富性和稳定性，本文采用Biolog EcoPlateTM检测方法对人工湖泊沉积物中的微生物群落的物种多样性进行研究。

1 研究方法

1.1 样品采集

调研的人工湖泊共设置八个采样点，调查期间春、夏、秋、冬季各采集一次样品，根据湖泊和水库采样技术指导的相关规定[2]，每月中旬对闸外引水河（A点位、B点位）、闸内引水河（C点位、D点位）及人工湖泊（E点位、F点位、G点位、H点位）三个区域的八个采样点进行采样分析[3]。

在闸外引水河（A点位、B点位）和闸内引水河（C点位、D点位）使用洁净的彼得森采泥器于各采样点底部采集底泥；在人工湖泊（E点位、F点位、G点位、H点位）使用洁净的柱状采样器于各采样点采集底泥，将所采样品装入无菌聚乙烯袋中带回实验室进行后续分析。

1.2 微生物群落多样性测定

将浓度为10-3土壤溶液接种至Biolog EcoPlateTM微孔板中，在25℃左右条件下，将微孔板放在保湿容器中避光培养，连续培养168h，期间每24h用Biolog Reader读取在590nm和750nm波长的吸光值[4]。

1.3 数据处理

（1）Biolog微孔板的AWCD计算方法见式：

（2）Shannon-Wiener物种丰富度指数H′计算方法见式：

2 结果与分析

2.1 人工湖泊水系微生物群落利用碳源的动力学特征

Biolog EcoPlateTM微平板AWCD值是微生物群落对碳源的利用率的体现，其值与微生物群落代谢活性成正比[5]。

人工湖泊及其引水河道沉积物中微生物群落AWCD值随培养时间的变化如图1所示，在24h到72h之间AWCD之间呈直线趋势增加，随后增长较为缓慢。本研究选择光密度指数增加时期即72h的光密度用于多样性分析。

图1 人工湖泊及其引水河道微生物群落四季AWCD 随培养时间的变化

人工湖泊及其引水河道三个区域的微生物利用碳源能力为闸内引水河＞人工湖泊＞闸外引水河。人工湖泊水系积物中微生物群落AWCD值各个季节间差异不显著，说明其微生物群落的代谢活性较为稳定，在冬季，闸内引水河、闸外引水河和人工湖泊AWCD达到全年最大值，分别为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样性分析

本文采用Shannon-Wiener物种丰富度指数H′分析各采样点沉积物中微生物群落功能多样性，结果如表1所示，其中Shannon-Wiener 物种丰富度指数H′数值越大，表明该系统的土壤微生物群落功能多样性越高；反之，则多样性越低[7]。

表1 人工湖泊及其引水河道各采样点微生物群落多样性指数

各采样点Shannon-Wiener指数H′随季节变化不明显，C点位春季H′值为全年最大3.54；E点位、F点位夏季H′值为全年最大，分别为：4.1、4.21；B点位、G点位、H点位秋季H′值为全年最大，分别为：4.17、4.12、4；A点位、D点位冬季H′值为全年最大，分别为：3.92、3.87。除C点位和D点位外，其余6个采样点在不同季节达到的最大值均大于4[8]。

3 讨论

不同生态环境中微生物群落利用碳源的能力存在显著差异，时鹏等对土壤微生物群落功能多样性的研究中，微生物培养72h活性旺盛，AWCD在0.39-0.73之间；李云等对不同气候条件红壤微生物群落功能多样性的研究中，中亚热带气候条件下红壤的AWCD值在培养7天后达到最大值1.45，暖温带气候条件下的相对较低，为1.03；人工湖泊水系沉积物中微生物群落AWCD值较高， Shannon-Wiener物种丰富度指数H′在不同季节变化并不显著，表明各采样点对因外界环境引起的生态系统波动的恢复能力较强且其微生物群落功能多样性较为稳定。杨永华等研究显示，受污染土壤H′值为3.65，均低于未受污染土壤中微生物H′值为4.3。人工湖泊各采样点H′值于受污染的土壤和未受污染土壤之间。

4 结语

此次研究主要探究Biolog EcoPlateTM检测方法对微生物群落多样性调查的运用，Biolog EcoPlateTM鉴定周期短，检定结果准确率高，操作者也可建立适合自己的Biolog数据库，生态环境领域应用非常广泛，与传统方法相比，Biolog EcoPlateTM检测方法系统更为标准和便捷。Biolog EcoPlateTM检测方法在反映微生物种群的完整性方面也存在局限性，鉴定结果仅基于培养基上生长的微生物进行的。但是作为对于微生物多样性的研究，利用Biolog微生物自动分析系统，首先分清在Biolog培养基上能够培养获得的细菌类别，对于后续研究有很大的指导作用，后续可结合PCR-DGGE分析方法对微生物进行进一步的研究和鉴定，建立更为全面完整的生态数据库。