甲烷是一种重要的温室气体,对温室效应的贡献率为30%,甲烷减排对降低温室效应有重要意义。近年来,研究发现甲烷厌氧氧化是氧化甲烷的重要途径,包括硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化(SAMO)和反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)。SAMO的关键菌群为ANME,DAMO的关键菌群为NC10门细菌。本文以ANME的关键基因mcr A和NC10门菌的关键基因pmo A、NC1016S r RNA基因作为分子标记,以珠江广州段白蚬壳、穗石、中大三个码头的沉积物、中大的水样为研究对象,通过构建关键基因的克隆文库和系统发育树,以及结合PCR-DGGE技术、绝对荧光定量技术分析了珠江环境中SAMO、DAMO过程的主要菌群ANME和NC10门细菌的群落结构与丰度。得到以下结论:1.白蚬壳和中大两点共获得了41个OTUs,20个OTUs是S-Ⅰ型mcr A基因,属于ANME-1;21个OTUs的S-Ⅱ型mcr A基因,属于ANME-2。证明了样品中存在不同种类的ANME。其中,白蚬壳获得的24个OTUs,包括3个S-Ⅰ型mcr A基因,21个S-Ⅱ型mcr A基因。中大样品17个OTUs都是ANME-1。白蚬壳的物种多样性和均匀度均高于中大点。2.从NC10 16S r RNA基因、pmo A基因的克隆文库各获得12个OTUs。基因文库多样性指数分析表明,穗石沉积泥的NC10 16S r RNA的克隆文库的物种多样性、均匀度均高于其他两点。pmo A基因的克隆文库的多样性最高的是中大,均匀度则与穗石点基本一致。进化发育树分析表明:所有的NC10 16S r RNA基因、pmo A基因的克隆序列均来自NC10门细菌,NC10 16S r RNA的系统发育树则表明珠江沉积物中的NC10菌主要是NC10菌的Group B。3.白蚬壳和中大码头每克沉积泥样品中大apr A、mcr A基因的拷贝数浓度在108;穗石点不能扩增出mcr A基因,穗石点的apr A拷贝数比其他两点浓度低一个数量级。三点沉积泥的NC10 16S r RNA的拷贝数浓度在均在107数量级,没有明显的丰度差异。4.比对了不同时间采集的中大沉积泥和不同深度的中大水样中的mcr A、NC10 16Sr RNA基因的分布和丰度。DGGE图谱分析表明:3月采集的泥样Z3和7月的Z7的相似度极高,聚成一类,但5月的Z5中mcr A基因的物种多样性降低,且丰度最低。泥样中apr A的基因丰度与mcr A基因丰度随时间推移先减后增,每克沉积泥中两个基因的拷贝量浓度保持在107-108。中大每升水样品中的apr A基因与mcr A基因的丰度则为106,随深度先增后减。不同时间不同深度样品之间的基因多样性变化较大,NC10 16S r RNA的三个泥样聚类成三类,水样可聚为两类。六个样品的NC10 16S r RNA的拷贝数浓度变化小,泥样中保持每克107拷贝数,水样为每升106拷贝数。每微升样品DNA中泥样的三个基因的丰度均高于水样。