2017, Vol. 38
, HUANG Ting-lin
, ZHANG Hai-han , CHEN Sheng-nan , SHANG Pan-lu , FENG Ji , JIA Jing-yu
随着城市化发展步伐不断加快, 生态城市建设被大力倡导, 城市景观水体的重要性越来越显著.城市景观水体在美化城市环境中扮演着非常重要的角色.由于城市景观水体水域面积一般较小, 流动性差, 水体自身的净化能力薄弱, 再加上外源性污染物的输入, 随着时间的推移, 必将造成水质恶化的现象[1, 2].景观水体中微生物群落结构与水质指标之间有着密切的关系, 而水体中的功能微生物在营养要素循环、转化和迁移的过程中扮演着“生源要素驱动泵”的角色[3].同时, 水体水质演变也会诱导水体功能微生物种群结构和代谢活性发生显著改变[4].因此, 景观水体中功能微生物种群结构多样性可以作为水环境健康的重要指标之一.
在城市景观水体生态系统中, 内源氮素累积是导致水质富营养化的主要原因之一, 在该系统存在大量功能微生物(如光合细菌、硝化细菌和反硝化细菌).其中, 反硝化菌群代谢有益于改善景观水体水质.由于反硝化细菌种类繁多且多数不可培养, 因而通过传统的分离培养技术难于针对环境中的反硝化菌群结构与功能进行深入全面剖析.随着分子生物学和生物信息学的发展, 克隆文库法[5]、变性梯度凝胶电泳技术[6]、末端限制性片段分析技术[7]、荧光原位杂交技术[8]、微阵列技术[9]和高通量DNA测序[10]等技术为诊断水体微生物结构与功能注入了新鲜血液.黄廷林等[11]运用巢式PCR-DGGE和克隆测序技术研究了典型景观水体细菌和真菌的群落结构多样性.张雅洁等[12]运用高通量DNA测序技术研究了北京市北海公园景观湖水体细菌种群结构与水质的关系.目前, 关于反硝化菌群结构的研究主要集中在污染土壤[13]、水源水库[14]、河流沉积物[15]、城市生活污水[16]、人工湿地[17]和海岸带[18]等生态系统.然而, 有关城市典型景观水体反硝化菌群结构及其与水质关系的研究却鲜见报道.
在反硝化细菌细胞内, 基于硝酸还原酶、氧化亚氮还原酶、氧化氮还原酶、亚硝酸还原酶的催化作用实现脱氮过程, 这些功能酶的编码基因分别为nar、nos、nor和nir[13].其中, 将亚硝酸盐还原成气体的最初阶段是由nir基因表达驱动, 包括nirS编码含亚铁血红素酶和nirK编码的含铜酶[14].大部分反硝化细菌均含有nirS基因, 在不同生态系统中分布广泛, GenBank数据库中nirS基因信息丰度最大[13~18].因此, 本文选取西安市6个典型景观水体作为研究对象, 在分析了景观水体的主要水质指标的基础上, 运用高通量DNA测序技术对景观水体中nirS型反硝化细菌种群结构和多样性进行分析, 探明西安市典型景观水体水质与反硝化细菌种群结构多样性的关系, 以期为阐释城市景观水体功能菌群微生态结构及水体反硝化菌剂研制应用提供科学依据.
1 材料与方法 1.1 采样点概况本研究选取西安市具有代表性的城市典型景观水体, 包括西安市各区域内的旅游景区、市民休闲、科技办公园区具有不同功能的景观水体(表 1).
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表 1 景观水体描述 Table 1 Description of the six scenic water bodies |
1.2 水样采集
2016年11月在西安市6个典型城市景观水体采集水样, 每个景观水体选取3个采样点(n=3), 采用无菌柱状取水器在每个采样点采集表层(50 cm)水样2 L, 装入无菌塑料瓶中, 立即运回实验室, 用于各项水质指标的测定和反硝化细菌群落结构分析.
1.3 水质指标测定现场测定景观水体温度、pH和溶解氧(DO)(HQ30d便携式分析仪, 美国HACH公司).高锰酸盐指数、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)、亚硝氮(NO2--N)、总磷(TP)等均参照文献[19]测定(日本岛津, 紫外-可见分光光度计, UVmini-1240).其中, TP采用过硫酸钾氧化-钼锑抗分光光度法测定, TN采用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法, NO3--N采用紫外分光光度法, NO2--N采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法, NH4+-N采用纳氏试剂比色法测定, Fe采用火焰原子吸收法.
1.4 水体反硝化细菌群落结构测定 1.4.1 样品总DNA提取在超净工作台, 分别取1 L的水样经0.22 μm醋酸纤维滤膜过滤, 采用水体DNA提取试剂盒(Water DNA Kit, Omega, USA)提取水体微生物总DNA.利用1.5%琼脂糖凝胶电泳检测抽提总的DNA[20], 测量DNA浓度(NanoDrop 2000), 保存在-20℃待用.
1.4.2 高通量测序采用通用引物(Cd3Af/R3cd)反硝化细菌功能基因nirS进行PCR扩增[21, 22], 修饰后的通用引物Cd3Af/R3cd含有不同的标签从而区分不同样品. PCR反应体系为20 μL：DNA模板10ng、FastPfu缓冲液4 μL、dNTPs 2 μL(2.5 mmol·L-1)、FastPfu聚合酶0.4 μL、Forward Primer 0.8μL(5 μmol·L-1)、Reverse Primer 0.8 μL(5 μmol·L-1)、用ddH2O补足至20 μL. PCR程序：95℃预变性4 min, 95℃变性40 s, 56℃退火30 s, 72℃延伸40 s, 28个循环, 72℃延伸10 min.每个样品3次重复(n=3), 将同一样品的PCR产物混合后用1.5%琼脂糖凝胶电泳检测, 使用凝胶回收试剂盒(Axygen, USA)切胶回收PCR产物, Tris-HCl洗脱、1.5%琼脂糖电泳检测[23].参照电泳初步定量结果, 将PCR产物用QuantiFluorTM-ST蓝色荧光定量系统(Promega, USA)进行定量, 之后按照每个样品的测序量要求, 进行相应比例的混合, 保存在-80℃待测.高通量测序在上海美吉生物公司进行, 按标准流程Illumina MiSeq测序平台进行测序.
1.5 数据分析 1.5.1 方差分析不同景观水体水质指标统计分析采用单因素方差分析(One way-ANOVA)进行(Tukey's test检验, SPSS16.0).
1.5.2 高通量数据分析测序的原始数据经过Fast QC软件进行质量控制, Prinseq软件过滤小于250bp序列.高通量测序所得优质序列通过QIIME(http://qiime.org/tutorials/index.html)进行处理, 区分样本后进行OTU(operational taxonomic units)聚类分析和物种分类学分析.基于OTU进行反硝化菌群多样性指数(Coverage、Chao 1、ACE、Shannon和Simpson指数)分析[24].采用稀疏曲线(rarefaction curve)评价测序量是否代表原始反硝化菌群的多样性.
1.5.3 主成分分析和热图分析采用主成分分析(principal component analysis, PCA)方法, 运用CANOCO(Version 4.5)软件解析水体反硝化细菌群落与水质之间的关系.在主轴PC1和主轴PC2构成的平面中, 箭头表示水质因子, 向量长短代表着相应水质指标在主轴中的作用, 箭头位于的象限表示水质因子与轴间相关性的正负, 并采用蒙特卡洛置换检验(Monte Carlo permutation)统计水质与群落的相关性[25].采用R软件(Version 2.1.1)建立热图(heat map), 用颜色变化来反映二维矩阵数据信息, 通过颜色梯度反映不同景观水体反硝化菌群在属水平上群落组成的相似性和差异性[25~27].
2 结果与讨论 2.1 景观水体水质特征分析6个典型景观水体水质分析结果表明(表 2), 水温和pH差异不显著(P>0.05), 都在水环境的正常范围内, 各景观水体的pH整体维持在较高的水平, 这可能是水体水生植物的光合作用吸收了水中的CO2, 从而导致了较高的pH.景观水体总氮值变化范围为(1.21±0.04)~(6.50±0.08) mg·L-1(F=56.71, P＜0.01).根据国家《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002), 丰庆公园和劳动公园水体总氮含量都大于2 mg·L-1, 属于劣Ⅴ类水.而曲江池、木塔寺生态遗址公园、新纪元公园水体属于Ⅴ类水, 永阳公园属于Ⅳ类水.劳动公园的总磷含量最高, 为(0.10±0.02) mg·L-1, 这可能与沉积物的磷释放有关.一方面由于劳动公园水体温度是6个景观水体中最高的, 因此水生生物快速繁殖导致水体及沉积物的氧气快速下降, 进而使得沉积物向水体释放磷, 另一方面可能与游客长期向水体中投加鱼饵有关; 曲江池的总磷含量最低, 为(0.02±0.00) mg·L-1(F=15.62, P＜0.05).其中劳动公园的水体符合Ⅴ类水标准, 永阳公园、木塔寺生态遗址公园、新纪元公园和丰庆公园水体符合Ⅲ类水标准, 曲江池水体符合Ⅱ类水标准.劳动公园水体氨氮为曲江池和丰庆公园水体氨氮含量的4.44倍(F=143.26, P＜0.01), 劳动公园水体符合Ⅲ类水标准, 木塔寺生态遗址公园、新纪元公园水体符合Ⅲ类水标准, 曲江池、永阳公园和丰庆公园水体符合Ⅱ类水标准.木塔寺生态遗址公园水体高锰酸盐指数显著高于丰庆公园的.木塔寺生态遗址公园水体符合Ⅴ类水标准, 永阳公园、新纪元公园和劳动公园水体符合Ⅳ类水标准, 丰庆公园和曲江池水体符合Ⅱ类水标准.硝酸盐氮的含量从(0.13±0.05)~(5.88±0.03) mg·L-1, 其中丰庆公园最高, 永阳公园最低(F=62.56, P＜0.01).永阳公园的铁含量相对较高, 但是差异不显著(P>0.05).由于丰庆公园的补给水源为污水厂再生水, 因此不可避免地会将污水厂的硝化细菌带入公园水体, 这样就会降低水体氨氮浓度, 增高硝酸盐氮浓度, 也就解释了6个景观水体中丰庆公园水体氨氮浓度最低, 硝氮浓度最高.水体水质情况与水体自身的条件相关, 水域面积大、流动性较好的丰庆公园和曲江池的高锰酸盐指数较低, 相反水域面积小、流动性差的新纪元公园、永阳公园、劳动公园和木塔寺生态遗址公园的高锰酸盐指数较高.与此同时水体的水质与人流量密切相关, 人流量相对较大的劳动公园的总氮含量比较高, 但是人流量并不是太高的丰庆公园的总氮含量却是6个景观水体中最高的, 这是由于该公园补给水源为含氮量高的污水厂再生水的缘故, 这与Zhao等[28]的研究结果一致.各水体氮、磷污染较严重, 丰庆公园、曲江池、新纪元公园、永阳公园、劳动公园和木塔寺生态遗址公园水体TN/TP比平均值分别为162.5、95、59、30.25、45.3和52.67, 整体比北京[29]城市湖泊氮磷浓度比高, 这可能是所处地理位置不同造成的.基于Guildford等[30]提出的水中营养物质限制标准, 可初步判断6个景观水体为磷限制性水体.与国内其他城市的景观水体相比, 丰庆公园、劳动公园与合肥市的雨花塘公园水质相当[1], 曲江池、新纪元公园、永阳公园和木塔寺生态遗址公园与成都簇锦湖水体水质相当[31].从营养盐单因子考虑, 一般认为当水体总氮和总磷的浓度分别达到0.2 mg·L-1和0.02 mg·L-1时, 就有可能发生藻类疯长的现象[32].由表 2分析可见, 6个景观水体的总氮和总磷浓度均超过这一标准, 其中丰庆公园总氮值为标准的32.5倍, 劳动公园总磷值为标准的5倍, 这就表明该景观水体都有可能发生藻类疯长的现象.
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表 2 不同景观水体水质指标分析1)/mg·L-1 Table 2 Water quality parameters for the different scenic waters/mg·L-1 |
2.2 反硝化细菌群落多样性分析
通过Rank-abundance曲线[33], 考察6个景观水体中反硝化细菌的物种丰度和物种均匀度(图 1).在水平方向, 物种的丰度由曲线的宽度来反映, 物种的丰度越高, 曲线在横轴上的范围越大; 曲线的形状(平滑程度)反映了样本中物种的均度, 曲线越平缓, 物种分布越均匀.由图 1可见, 曲江池的反硝化细菌种群的丰富度最大, 而木塔寺生态遗址公园的反硝化细菌种群的丰富度最小; 木塔寺生态遗址公园的Rank-abundance最陡峭, 表示物种均度变最不均匀; 而曲江池的物种均度最均匀(图 1).
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图 1 不同景观水体反硝化细菌群落等级-多度曲线 Fig. 1 Rank-abundance curves for denitrifier community in the different scenic water bodies |
由图 2分析可见, 曲江池的OTU数最高, 为774, 而木塔寺生态遗址公园的OTU数最低, 为304, 这与不同景观水体的反硝化细菌群落的等级-多度曲线的结果相一致. 6个景观水体共有185个相同的OTU样本, 占总数的6.88%. 6个景观水体的OTU数普遍大于鄱阳湖表层水体细菌种群OTU数[34].
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图 2 不同景观水体反硝化细菌群落OTUs韦恩图分析 Fig. 2 Venn diagram of the denitrifier community in the different scenic water bodies |
由表 3可见, 6个景观水体反硝化菌群的覆盖度均为99%, 表明测序深度已达到较高水平, 数据可靠.由ACE丰富度指数可知, 曲江池水体反硝化菌群的丰富度较高, ACE指数为783, 而其他景观水体ACE均低于495. Chao1丰富度指数所表现的趋势和ACE指数大致相同. ACE指数和Chao1丰富度指数普遍高于九龙江河口区nirS型反硝化细菌的[35]. Shannon多样性指数的变化范围为3.59~4.83, 平均值为4.21, 用来估算样本中微生物多样性指数. Shannon值越大, 说明群落多样性越高. Simpson指数代表OTUs在文库中分布的均匀度, Simpson指数越高, 表示文库中OTUs数分布越不均匀. 6个景观水体的Simpson指数变化范围为0.02~0.08, 变幅较小, 说明各景观水体间OTUs数的分布差异较小.王鹏等[36]基于高通量测序对鄱阳湖典型湿地土壤细菌多样性与丰度进行分析, 发现Simpson指数高于这6个景观水体的, 原因可能是不同生境具有不同的功能菌群结构.与武汉东湖水体中nirS基因克隆文库构建的菌群相比[37], 西安市典型景观水体nirS基因克隆文库的多样性高.
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表 3 不同景观水体反硝化菌群多样性指数分析 Table 3 Denitrifier community diversity index of the different scenic water bodies |
2.3 反硝化细菌群落结构组成分析
由图 3可知, 6个景观水体的反硝化细菌种群结构在门水平上相似, 主要为变形菌门Proteobacteria[38], 这一结果与近年来国内外有关反硝化细菌多样性的报道一致. 6个景观水体的反硝化细菌群落分析得出主要为8个门.丰庆公园、曲江池、新纪元、永阳公园、劳动公园和木塔寺生态遗址公园水体中变形菌门所占比例分别为75.58%、84.64%、86.43%、91.31%、75.57%和76.39%.
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图 3 不同景观水体反硝化菌群结构聚类分析 Fig. 3 Denitrifier community barplot with cluster tree for the different scenic water bodies |
对在97%的相似水平下的OTU进行生物信息统计分析, 将6个景观水体样本, 共1 458个OTU统计到属类别上形成柱状图(图 4), 结果显示这1 458个OTU主要属于24个属.丰庆公园水体中的主要类别如下, Paracoccus(30.49%)、Unclassified(24.23%)、Ideonella(7.32%)、Sulfuritalea(6.9%)、Pseudomonas(6.39%)、Rubrivivax(4.81%)、Leptothrix(3.91%)、Thauera(2.84%); 曲江池水体中的主要类别如下, Pseudomonas(24.37%)、Unclassified(15.09%)、Ideonella(11.93%)、Sulfuritalea(10.03%)、Thauera(8.40%)、Dechloromonas(4.68%)、Dinoroseobacter(4.02%)、Rubrivivax(3.84%); 新纪元公园水体中的主要类别如下, Rubrivivax(30.11%)、Pseudomonas(16.76%)、Unclassified(13.25%)、Sulfuritalea(7.26%)、Azoarcus(7.22%)、Paracoccus(3.42%)、Halomonas(2.96%)、Leptothrix(2.85%); 永阳公园水体中的主要类别如下, Pseudomonas(33.85%)、Ideonella(16.98%)、Dechloromonas(14.31%)、Unclassified(7.85%)、Sulfuritalea(4.46%)、Rubrivivax(3.95%)、Azoarcus(3.62%); 劳动公园水体中的主要类别如下, Paracoccus(25.60%)、Unclassified(24.06%)、Sulfuritalea(15.79%)、Pseudomonas(10.93%)、Rubrivivax(3.71%)、Ideonella(3.19%)、Azoarcus(2.69%); 木塔寺生态遗址公园水体中的主要类别如下, Unclassified(22.25%)、Rubrivivax(16.93%)、Pseudomonas(13.14%)、Azoarcus(9.34%)、Magnetospirillum(4.72%)、Sulfuritalea(4.25%)、Dechloromonas(3.75%)、Dechlorospirillum(3.30%)、Paracoccus(2.74%)和Thauera(2.69%).
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图 4 不同景观水体反硝化细菌群落结构组成 Fig. 4 Denitrifier community structure for the different scenic water bodies |
测序结果表明, 6个景观水体的反硝化细菌种类都很丰富, 但优势菌群和多样性存在差别.这可能是不同的环境支持不同的反硝化细菌生长的缘故.丰庆公园和劳动公园水体的优势菌属均为副球菌属Paracoccus sp.. 20世纪80年代, 基于泛养硫球菌(现在被称为副球菌属Paracoccus sp.[39])好氧生长培养, Robertson和Kuenen首先发现并证明存在好氧反硝化细菌[40].在呼吸试验中, 副球菌属能够同步硝化反硝化[41]; 曲江池和永阳公园水体的最优势菌属均为假单胞菌属Pseudomonas sp., 该属中的多个种已被作为研究反硝化过程的典型菌株. Huang等[42]从周村水源水库中分离出了1株好氧反硝化细菌, DNA测序鉴定为施氏假单胞菌属, 可以去除97%的硝酸盐氮; 新纪元公园和木塔寺生态遗址公园水体的优势菌属均为红长命菌属Rubrivivax sp., 这刷新了人们对于优势反硝化细菌的传统认识, 红长命菌属Rubrivivax sp.作为优势反硝化细菌属的报道很少, 但红长命菌属Rubrivivax sp.所对应的变形菌门Proteobacteria是门水平反硝化细菌群落中排名第一的优势菌[38]; 这些优势菌属也许对公园水体的脱氮做出很大的贡献.副球菌属Paracoccus sp.通常生活在氮含量高的环境中[43], 丰庆公园和劳动公园水体中高浓度的硝酸盐氮和总氮也为Paracoccus sp.的优势地位提供了合理解释, 而在氮浓度比较低的其他几个公园水体中Paracoccus sp.的占比非常小.假单胞菌属Pseudomonas sp.普遍存在于各景观水体, 秦煊[44]对鄱阳湖微生物多样性进行了研究, 发现假单胞菌属Pseudomonas sp.和红长命菌属Rubrivivax sp.是优势菌属; 鲍林林等[45]发现Pseudomonas sp.是北运河沉积物中的主要反硝化细菌.在本研究的6个景观水体中, 丰庆公园和劳动公园的碳氮比较低, 这可能是诱导反硝化群落多样性低的原因.于景丽等[46]通过高通量技术解析锡林河底泥反硝化菌群组成及丰度发现河流底泥中只发现2种优势反硝化细菌, 分别是黄杆菌属Flavobacterium sp.和噬氢菌属Hydrogenophaga sp.这与本研究中的6个景观水体中的优势菌属不同, 可能是因为所处的自然生态环境不同的缘故, 景观水体的主要优势反硝化菌属揭示了其在反硝化过程中所扮演的重要角色.
热图(Heat map)可以直观地将数据值的大小以定义的颜色深浅表示出来.在属水平上对样品和OTU类型进行聚类, 对聚类后各样品中不同OTU(不同菌属)所含序列的丰度作为热图(图 5), 能够反映出在菌属水平上各样品菌落结构的相似性和差异性. 图 5分析可见, 6个景观水体中的反硝化细菌种群结构存在显著的差异.其中, 假单胞菌属Pseudomonas sp.在6个景观水体中的丰度均很高, 这表明假单胞菌属Pseudomonas sp.是优势菌属, 该菌属在景观水体中普遍存在, 在水体脱氮中发挥关键作用[47, 48]. Unclassified的反硝化细菌的占比也都比较大, 这表明景观水体中存在大量的未探明的反硝化细菌.相对于其他的景观水体, 陶厄氏菌属Thauera sp.在曲江公园水体中的相对丰度较高(8.40%).陶厄氏菌属Thauera sp.是β-Proteobacteria纲下的一类革兰氏阴性菌, 能够进行反硝化[49], 洪璇等[35]对九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性进行研究发现Thauera sp.是nirS基因克隆文库中丰度最高的菌属.脱氯单胞菌属Dechloromonas sp.在曲江池、永阳公园和木塔寺生态遗址公园中的相对丰度较高, 脱氯单胞菌属Dechloromonas sp.是一种具有反硝化除磷功能的细菌[50].郭小马等[51]发现在序批式膜生物反应器与传统膜生物反应器中脱氯单胞菌属Dechloromonas sp.为系统中的高丰度功能菌群.
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图 5 不同景观水体优势反硝化菌群热图 Fig. 5 Heat map of the denitrifier community for the different scenic water bodies |
本研究通过主成分分析可知, 前两个主成分(PC1和PC2)可以解释总变异的68.9%, nirS型反硝化细菌种群结构的变异主要显示在PC1轴上, PC1解释总变异的43.8%, PC2解释总变异的25.1%.从图 6分析可见, 木塔寺生态遗址公园和新纪元公园水体反硝化细菌种群相似度高; 曲江池和永阳公园水体反硝化细菌种群相似度高; 劳动公园和丰庆公园水体反硝化细菌种群相似度高.水质指标对各公园水体反硝化细菌群落多样性分布影响分析显示, 新纪元公园和木塔寺公园水体反硝化细菌种群结构主要受NH4+-N和高锰酸盐指数含量的调控; 而NO3--N、TN、TP和DO对劳动公园和丰庆公园反硝化细菌种群结构影响较为显著(P＜0.05); pH对永阳公园反硝化细菌种群结构影响显著(P＜0.05).其中温度(T)与NH4+-N和高锰酸盐指数呈负相关关系, NO3--N、NO2--N、TN、TP和DO与高锰酸盐指数及pH呈负相关关系.副球菌属Paracoccus sp.与NO3--N、NO2--N、TN、TP和DO呈正相关关系.假单胞菌属Pseudomonas sp.与pH呈正相关关系.红长命菌属Rubrivivax sp.与NH4+-N呈正相关关系(r=0.96, P＜0.05), 而与温度(T)呈负相关关系.主成分分析可得景观水体反硝化细菌群落结构特征受到不同水质指标的综合调控. Gao等[5]对滨海湿地的反硝化菌群研究发现nirS型反硝化细菌种群结构与温度和氨氮浓度显著相关, 其中温度是影响nirS型反硝化细菌种群结构的重要因子. Zheng等[52]通过研究长江口潮间带沉积物中的nirS型反硝化细菌群发现nirS型反硝化细菌种群结构与盐度、氨氮浓度和硝氮浓度显著相关. Yang等[53]通过研究东湖沉积物中的nirS型反硝化细菌发现TN、TP、TOC、NH4+-N是影响nirS型反硝化细菌分布的重要水质因子.后续将重点分析典型景观水体反硝化功能基因nirK、narG、norB数量表达和种群结构特征, 并结合实时定量PCR和稳定性同位素示踪技术诊断反硝化菌群在景观水体营养盐迁移转化过程的分子微生态机制.
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图 6 反硝化细菌种群的主成分分析 Fig. 6 Principle component analyses of the denitrifier communities |
(1) 丰庆公园和劳动公园水体属于劣Ⅴ类水, 而曲江池、木塔寺生态遗址公园、新纪元公园水体符合Ⅴ类水质标准, 永阳公园水体符合Ⅳ类水标准.
(2) 高通量测序结果显示6个典型景观水体nirS型反硝化细菌种群结构差异显著.丰庆公园和劳动公园水体反硝化细菌种群结构相似, 优势菌属均为Paracoccus sp.; 曲江池和永阳公园水体反硝化细菌种群结构相似, 优势菌属均为Pseudomonas sp.; 新纪元公园和木塔寺生态遗址公园水体反硝化细菌种群结构相似, 优势菌属为Rubrivivax sp.; 6个景观水体均存在较大比例的未知菌属Unclassified, 表明6个景观水体蕴藏着巨大的未知反硝化菌群.
(3) 由主成分分析(PCA)可知, 新纪元公园和木塔寺公园水体nirS型反硝化细菌种群结构主要受NH4+-N和高锰酸盐指数含量的综合调控; 而NO3--N、TN、TP和DO对劳动公园和丰庆公园nirS型反硝化细菌种群结构影响较为显著; pH对永阳公园nirS型反硝化细菌种群结构影响显著.研究结果表明环境因子综合调控nirS型反硝化细菌种群的组成和分布.
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