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海洋污损给人类造成的经济损失日益加重,传统的防污涂料严重破坏了海洋生态平衡,造成严重的环境问题,所以环境友好型的防污涂料成为海洋防污研究的热点之一。碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)和聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)制备的低表面能复合防污涂层具有良好的防污性能,但对其表面污损早期生物膜的群落结构和组成研究还比较少,为了深入研究其防污性能的机理,就需要对其生物群落的结构组成进行解析。因此本文研究碳纳米管和聚二甲基硅氧烷(CNTs-PDMS)复合涂层表面污损早期生物膜的结构组成和差异,具有十分重要的现实意义。选用3种防污性能较好的CNTs-PDMS涂层,碳纳米管编号为D12(直径1~2nm、长度1~3μm)、D26(直径8~15nm、长度~50μm)和D29(直径30~50nm、长度~20μm)和3种防污性能较差的涂层CNTs-PDMS碳纳米管编号为D32(直径8~15nm、长度~50μm)、D58(直径30~50nm、长度~30μm)和D59(直径>50nm、长度10~20μm)。在PDMS成膜体系中引入1mg/mL的碳纳米管材料制备CNTs-PDMS涂层,通过海洋挂板,采集3天、8天、15天和24天的污损早期生物膜样本,提取生物膜宏基因组,通过16S rDNA(V3+V4)区和18S V4区高通量测序,得到生物膜样本中原核和真核生物群落的测序数据。分析16S原核和18S真核高通量测序结果,利用生物信息学手段分析生物膜群落结构组成可知:(1)污损早期生物膜原核群落中,优势的门为变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和薄壁菌门(Gracilibacteria)等,优势的属为解环菌属(Cycloclasticus)、Unidentified Chloroplast和交替单胞菌属(Alteromonas)等;(2)污损早期生物膜真核群落中,优势的门为环节动物门(Annelida)、硅藻门(Diatomea)等,优势的属为Unidentified Spionida、舟形藻属(Navicula)和Unidentified Leptothecata等。通过样品复杂度分析和多样品比较分析可知:在防污性能较好的CNTs-PDMS涂层和较差的CNTs-PDMS涂层的污损早期生物膜中,生物群落内多样性和丰度表现出明显的差别。在相同时间点,生物膜样本组内的成分差异较小;在不同取样时间点,生物膜样本组内的成分差异很大。群落间相似性随着时间的增加,组间相似性减少,差异性逐渐增大。在诸多环境因子中,时间、温度与CNTs-PDMS涂层生物膜群落关联性较大,碳纳米管材料的直径、长度、分散性和防污打分等与CNTs-PDMS涂层表面生物膜群落关联性较小。本研究的结论:初步解析了CNTs-PDMS涂层表面污损早期生物膜原核和真核生物群落结构的组成和差异,具有显著差异的属,以及对生物群落影响较大的环境因子。本研究的创新点:(1)通过16S和18S高通量测序结果注释,确定了CNTs-PDMS涂层原核和真核生物膜中的优势门和属,并且确定了不同涂层具有的显著差异物种;(2)防污性能较好的涂层和较差的涂层在群落的多样性和丰度有明显的差别,表明不同的防污性能的涂层能影响生物膜群落的种类和含量;(3)时间、温度与CNTs-PDMS涂层生物膜群落关联性较大,碳纳米管材料的直径、长度、分散性和防污打分等与CNTs-PDMS涂层生物膜群落关联性较小。