湛江湾氮循环关键微生物对主要环境因子的响应机制研究

发布时间：2023-06-28 03:10

　　氮是海洋生命体的关键元素,它控制着全球海洋大部分的初级生产力,因此在海洋碳循环中发挥关键作用。海洋氮循环是由微生物驱动的生物地球化学过程,主要包括硝化、反硝化、厌氧氨氧化等。近年来,地处亚热带季风气候的湛江湾经济发展迅猛,无机氮浓度输入增加,近海区域氮素污染越发严重。因此,深入了解硝化、反硝化与厌氧氨氧化微生物在氮循环中的作用以及它们之间的关系,对于热带海湾氮素污染治理有着重要的意义。本研究通过使用荧光定量PCR(q PCR)和高通量测序技术研究了湛江湾硝化微生物(AOA、β-AOB、NOB)、反硝化和厌氧氨氧化细菌的丰度、多样性的时空分布特征和环境影响因素;同时,通过富集培养,对AOA和β-AOB进行分离纯化,研究了纯菌株的进化地位和生理特性。主要研究结果如下:(1).在湛江湾表层沉积物中,nir S、nir K、nos Z型反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的丰度均呈现明显的季节变化,且nir S型反硝化细菌的平均丰度有从湛江湾湾内向湾口附近呈现先升高再降低的趋势。通过定点连续观测湛江湾水体中硝化微生物(AOA、β-AOB、NOB)群落变化,结果表明,硝化微生物丰度呈现明显的季节变化;在三...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 海洋氮循环概述
    1.2 海洋氮循环微生物研究进展
        1.2.1 海洋硝化微生物研究进展
        1.2.2 海洋反硝化和厌氧氨氧化细菌研究进展
    1.3 研究目的和意义
2 湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化微生物丰度、多样性的时空分布
    2.1 材料与方法
        2.1.1 样品采集与预处理
        2.1.2 仪器与试剂
        2.1.3 沉积物及其上覆水的理化指标测定
        2.1.4 DNA提取与实时荧光定量PCR
        2.1.5 PCR扩增与高通量测序
        2.1.6 系统发育分析
        2.1.7 生物学统计分析
    2.2 结果
        2.2.1 沉积物样品的理化性质
        2.2.2 反硝化细菌及厌氧氨氧化细菌丰度与环境影响因素
        2.2.3 湛江湾沉积物中反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的多样性
        2.2.4 湛江湾沉积物中反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌系统发育分析
        2.2.5 反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的群落结构与环境因子之间的关系分析
    2.3 讨论
        2.3.1 湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌丰度与分布特征
        2.3.2 湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌的群落结构
        2.3.3 湛江湾沉积物中反硝化和厌氧氨氧化细菌系统进化分析
    2.4 小结
3 湛江湾定点观测硝化微生物变化特征
    3.1 材料与方法
        3.1.1 样本采集
        3.1.2 环境参数分析
        3.1.3 DNA提取与荧光定量PCR
        3.1.4 PCR扩增与高通量测序
        3.1.5 系统进化分析
        3.1.6 沉积物和水样室内培养实验
        3.1.7 生物统计分析
    3.2 结果
        3.2.1 湛江湾定点观测水体环境参数
        3.2.2 亚硝酸盐氧化细菌的进化多样性
        3.2.3 湛江湾次表层水中硝化微生物的季节和昼夜丰度变化与环境影响因素
        3.2.4 培养氨氧化微生物丰度变化
    3.3 讨论
        3.3.1 湛江湾水体Nitrospira系统进化分析
        3.3.2 湛江湾水体中硝化微生物丰度的季节和昼夜变化
        3.3.3 氨氧化微生物的培养结果分析
    3.4 小结
4 富集、分离培养氨氧化微生物
    4.1 实验材料和方法
        4.1.1 样品采集
        4.1.2 仪器与试剂
        4.1.3 培养基
        4.1.4 富集与分离方法
        4.1.5 高通量、单克隆测序
        4.1.6 系统进化分析
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 AOA富集结果分析
        4.2.2 AOB分离结果分析
    4.3 小结
5 结论
6 展望
参考文献
致谢
作者简介
导师简介



本文编号：3835861