Community structure characteristics of phosphate solubilizing bacteria during black blooms and their effects on phosphorus release from sediments
Year: 2025
Type: article
Abstract: 解磷菌（phosphate-solubilizing microorganisms，PSM）在沉积物磷释放过程中发挥着重要的作用，但在湖泛发生过程中，沉积物中PSM对磷释放的影响以及PSM对湖泛的适应机制尚不清楚。本研究以太湖为研究对象，分别在湖泛期和非湖泛期采集了上覆水和沉积物样品，并测定样品中主要理化因子。通过基于16S rRNA基因的Illumina高通量测序研究沉积物中微生物群落结构特征，比较湖泛期与非湖泛期沉积物中PSM种群结构的差异，并利用微生物网络共现图揭示了PSM与其他微生物之间的相互关系。研究结果表明，相较于非湖泛期，湖泛期上覆水中总磷和磷酸盐浓度提高了10倍以上。湖泛期沉积物中PSM的相对丰度约是非湖泛期的7倍。在湖泛期，沉积物中的PSM以不动杆菌属（Acinetobacter）、鞘氨醇杆菌属（Novosphingobium）和黄杆菌属（Flavobacterium）为主，非湖泛期沉积物中PSM分布较少，主要为鞘氨醇杆菌属、黄杆菌属和固氮杆菌属（Azotobacter）。相关性分析结果表明，不同的PSM对各种形态磷的释放影响存在差异，PSM与有机磷（Org-P）、铁结合态磷（BD-P）和钙结合态磷（Ca-P）的相关性系数均小于-0.627，且主要磷释放对象为Ca-P和Org-P。微生物网络分析表明湖泛期PSM的正相关邻节点主要为反硝化细菌和发酵菌，负相关邻节点主要是铁还原菌和硫酸盐还原菌，这说明PSM在磷释放过程中与反硝化细菌及参与有机质代谢的发酵细菌进行协作，而与铁还原菌和硫还原菌存在一定的竞争关系，在湖泛环境下PSM与多种微生物共同作用促进了沉积物内源磷的释放。综上所述，PSM能够调整群落结构及其相关细菌的相互作用来应对湖泛的发生。本研究结果有助于进一步认识PSM对沉积物磷释放及对湖泊环境变化的适应过程。
Source: Journal of Lake Sciences
DOI: 10.18307/2025.0221
Authors: Zhou Shiwei, Jiao Yiying, Zhu Zhijie, Xue Simin, Li Ruizhe, Dai Yutai, Chen Mo
Language: English
Subfield: Environmental Chemistry
Field: Environmental Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4408874304