四川盆地典型城市与农村河流微生物群落特征比较分析

准确认识河流微生物群落结构特征是进行河流水质净化与修复的重要前提.已有研究大多涉及单一河流类型微生物群落结构特征及其环境影响,但对长江上游四川盆地河流微生物群落特征的调查仍较为缺乏,对城市河流与农村河流微生物群落结构的差异特征及其环境驱动机制的认识不足.本研究采用高通量测序技术对四川盆地成都(代表城市)、盐亭(代表农村)地区两条典型河流水体和沉积物微生物群落结构特征进行比较分析,探究城市与农村地区不同污染源对于河流生态系统的影响.结果表明:(1)城市和农村两类河流水体及沉积物均以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌门.其中,城市河流水体中的变形菌显著高于农村河流水体,表明生活污水源为主的城市污水有利于该门菌群的生长繁殖.(2)变形菌中的 γ-变形菌是主要的优势类群,LEfSe分析及随机森林发现 γ-变形菌是城市和农村河流水体关键差异物种,表明城市污染源可导致更高的病原菌污染风险.整体而言,城市河流比农村河流具有更高的物种丰度,且存在较高的种群差异.(3)网络分析发现以农村面源污染为主的农村河流微生物群落结构相对简单,表明其受环境胁迫相对较少.(4)RDA分析结果表明氧化还原电位、硝态氮对变形菌门微生物群落结构影响显著,其对反硝化菌可能有重要影响.本研究揭示了两种类型区河流环境微生物群落结构差异特征和环境影响因子,可为构建研究区域内典型河流系统的生态恢复理论和方法提供科学依据.