珠江水体中氨氧化古菌亚硝酸盐还原酶和氨单加氧酶基因多样性研究
发布时间：2024-01-31 07:53
近年来，随着农业、工业和城市污水的排放和城镇化的加剧，排放到珠江中的可溶性无机氮含量愈来愈高，导致与氮循环有关的问题，如温室效应、水体富营养化和酸雨等问题的发生。而氨氧化过程是氮素循环的关键步骤，氨氧化古菌（Ammonia-oxidizingarchaea，AOA）发挥着重要作用， AOA-amoA基因编码的氨单加氧酶是氨氧化作用的关键酶，存在于所有类型的AOA中， AOA-nirK基因编码的亚硝酸盐还原酶是反硝化作用的关键酶，主要负责一氧化二氮气体的排放，研究表明海洋环境中AOA-nirK基因有较高的多样性，可能是该生态中一氧化二氮产生的主体，但是关于淡水环境中AOA-nirK的研究目前还很少。本文以珠江水体为研究对象，以亚硝酸还原酶基因（nirK）和氨单加氧酶基因（amoA）为分子标记，分别构建细菌nirK、AOA-nirK、AOA-amoA和AOB-amoA基因克隆文库，比较分析氨氧化微生物的多样性，并运用实时定量PCR（RT-PCR）对AOA-nirK、AOA-amoA和AOB-amoA基因的丰度进行了比较分析，得到以下主要结论： 1.以珠江下游穗石、海心沙、白岘壳、和南沙段水...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 珠江水体污染现状
1.2 氮循环及其参与微生物研究进展
1.2.1 氮循环及其关键酶
1.2.2 氨氧化微生物和反硝化微生物的研究
1.3 克隆文库构建、PCR-DGGE 及 Q-PCR
1.3.1 克隆文库构建及其应用
1.3.2 PCR-DGGE 技术
1.3.3 Q-PCR 技术
1.4 本文研究内容及目的、意义
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究目的及意义
第二章 nirK 基因克隆文库群落结构及丰度分析
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 试剂及仪器
2.2.2 水样的采集及预处理
2.2.3 CTAB 法提取水样总 DNA
2.2.4 nirK 功能基因克隆文库的构建
2.2.5 阳性克隆子的筛选
2.2.6 克隆文库的 RFLP 分析
2.2.7 nirK 基因文库克隆子测序及系统发育树的构建
2.2.8 nirK 基因文库覆盖率及多样性指数的计算
2.2.9 nirK、Arch-amoA、amoA 基因实时定量 PCR
2.3 结果及讨论
2.3.1 珠江水体四点样品基因组提取结果
2.3.2 nirK 基因扩增及其纯化结果
2.3.3 nirK 基因阳性克隆子的筛选
2.3.4 nirK 基因双酶切结果
2.3.5 nirK 基因阳性克隆子的分类
2.3.6 nirK 基因文库覆盖率及多样性指数分析
2.3.7 nirK 基因文库系统发育树分析
2.3.8 古菌 nirK 基因文库与细菌 nirK 基因文库比较
2.3.9 nirK 基因丰度分析
2.4 本章小结
第三章 Arch-amoA 基因克隆文库的构建及群落结构和丰度分析
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 试剂及仪器
3.2.2 水样的采集及预处理
3.2.3 CTAB 法提取水样总 DNA
3.2.4 Arch-amoA 基因克隆文库的构建
3.2.5 阳性克隆子的筛选
3.2.6 克隆文库的 RFLP 分析
3.2.7 Arch-amoA 基因文库克隆子测序及系统发育树的构建
3.2.8 Arch-amoA 基因文库覆盖率及多样性指数的计算
3.3 结果及讨论
3.3.1 珠江水体四点样品基因组提取结果
3.3.2 Arch-amoA 基因扩增及其纯化结果
3.3.3 Arch-amoA 基因阳性克隆子的筛选
3.3.4 Arch-amoA 基因菌落 PCR 产物双酶切结果
3.3.5 Arch-amoA 基因阳性克隆子的分类
3.3.6 Arch-amoA 基因文库覆盖率及多样性指数比较
3.3.7 Arch-amoA 基因文库与 amoA 基因文库比较
3.4 本章小结
第四章 穗石不同深度样品中氨氧化古菌群落结构及丰度分析
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 样品采集及预处理
4.2.2 基因组的提取
4.2.3 nirK 基因的 PCR 产物扩增
4.2.4 穗石不同深度水样与泥样中 nirK 基因的 DGGE 群落结构分析
4.2.5 穗石不同深度水样与泥样中 nirK、Arch-amoA、amoA 基因丰度分析
4.3 结果及讨论
4.3.1 穗石不同深度水样与泥样基因组提取结果
4.3.2 穗石不同深度样品 nirK 基因扩增结果
4.3.3 穗石不同深度水样与泥样 nirK 基因 PCR 产物 DGGE 结果
4.3.4 DGGE 图谱分析
4.3.5 穗石不同深度水样与泥样中 nirK 基因的群落结构分析
4.3.6 穗石不同深度水样与泥样中 nirK 基因丰度
4.4 本章小结
结论与展望
创新点
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3891230
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 珠江水体污染现状
1.2 氮循环及其参与微生物研究进展
1.2.1 氮循环及其关键酶
1.2.2 氨氧化微生物和反硝化微生物的研究
1.3 克隆文库构建、PCR-DGGE 及 Q-PCR
1.3.1 克隆文库构建及其应用
1.3.2 PCR-DGGE 技术
1.3.3 Q-PCR 技术
1.4 本文研究内容及目的、意义
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究目的及意义
第二章 nirK 基因克隆文库群落结构及丰度分析
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 试剂及仪器
2.2.2 水样的采集及预处理
2.2.3 CTAB 法提取水样总 DNA
2.2.4 nirK 功能基因克隆文库的构建
2.2.5 阳性克隆子的筛选
2.2.6 克隆文库的 RFLP 分析
2.2.7 nirK 基因文库克隆子测序及系统发育树的构建
2.2.8 nirK 基因文库覆盖率及多样性指数的计算
2.2.9 nirK、Arch-amoA、amoA 基因实时定量 PCR
2.3 结果及讨论
2.3.1 珠江水体四点样品基因组提取结果
2.3.2 nirK 基因扩增及其纯化结果
2.3.3 nirK 基因阳性克隆子的筛选
2.3.4 nirK 基因双酶切结果
2.3.5 nirK 基因阳性克隆子的分类
2.3.6 nirK 基因文库覆盖率及多样性指数分析
2.3.7 nirK 基因文库系统发育树分析
2.3.8 古菌 nirK 基因文库与细菌 nirK 基因文库比较
2.3.9 nirK 基因丰度分析
2.4 本章小结
第三章 Arch-amoA 基因克隆文库的构建及群落结构和丰度分析
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 试剂及仪器
3.2.2 水样的采集及预处理
3.2.3 CTAB 法提取水样总 DNA
3.2.4 Arch-amoA 基因克隆文库的构建
3.2.5 阳性克隆子的筛选
3.2.6 克隆文库的 RFLP 分析
3.2.7 Arch-amoA 基因文库克隆子测序及系统发育树的构建
3.2.8 Arch-amoA 基因文库覆盖率及多样性指数的计算
3.3 结果及讨论
3.3.1 珠江水体四点样品基因组提取结果
3.3.2 Arch-amoA 基因扩增及其纯化结果
3.3.3 Arch-amoA 基因阳性克隆子的筛选
3.3.4 Arch-amoA 基因菌落 PCR 产物双酶切结果
3.3.5 Arch-amoA 基因阳性克隆子的分类
3.3.6 Arch-amoA 基因文库覆盖率及多样性指数比较
3.3.7 Arch-amoA 基因文库与 amoA 基因文库比较
3.4 本章小结
第四章 穗石不同深度样品中氨氧化古菌群落结构及丰度分析
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 样品采集及预处理
4.2.2 基因组的提取
4.2.3 nirK 基因的 PCR 产物扩增
4.2.4 穗石不同深度水样与泥样中 nirK 基因的 DGGE 群落结构分析
4.2.5 穗石不同深度水样与泥样中 nirK、Arch-amoA、amoA 基因丰度分析
4.3 结果及讨论
4.3.1 穗石不同深度水样与泥样基因组提取结果
4.3.2 穗石不同深度样品 nirK 基因扩增结果
4.3.3 穗石不同深度水样与泥样 nirK 基因 PCR 产物 DGGE 结果
4.3.4 DGGE 图谱分析
4.3.5 穗石不同深度水样与泥样中 nirK 基因的群落结构分析
4.3.6 穗石不同深度水样与泥样中 nirK 基因丰度
4.4 本章小结
结论与展望
创新点
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3891230
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