發(fā)布時(shí)間：2020-06-14 16:36

【摘要】：藍(lán)藻水華在全球范圍內(nèi)造成了許多生態(tài)災(zāi)難,有害藍(lán)藻的大量繁殖往往伴有有毒或產(chǎn)異味的次級(jí)代謝產(chǎn)物大量生成。這些有毒有害物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重威脅水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的安全,隨著魚(yú)類(lèi)的富集作用,大量有毒物質(zhì)會(huì)在魚(yú)類(lèi)體內(nèi)被濃縮,食用這類(lèi)水產(chǎn)品會(huì)對(duì)人類(lèi)健康造成巨大威脅。一種高效全面的藍(lán)藻檢測(cè)監(jiān)控方式亟待開(kāi)發(fā)。近來(lái)高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展使獲得環(huán)境中全部微生物的遺傳信息變得可能。然而這些方法在藍(lán)藻研究中存在較多的弊端,相關(guān)的建庫(kù)測(cè)序流程還不明確,針對(duì)藍(lán)藻特異性研究的生物信息學(xué)流程也沒(méi)有完整的記錄。本研究開(kāi)發(fā)了一套在不同尺度下針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中藍(lán)藻的高通量快速檢測(cè)方法,并利用這套方法進(jìn)行了一系列研究進(jìn)行驗(yàn)證,具體結(jié)果如下:1、為了獲得藍(lán)藻和其附生細(xì)菌的關(guān)系信息,在于橋水庫(kù)-海河的水系統(tǒng)中采取16S rRNA基因建庫(kù)擴(kuò)增水體中原核微生物并進(jìn)行高通量測(cè)序檢測(cè)。通過(guò)以97%閾值進(jìn)行聚類(lèi),一共獲得了5001條16S rRNA基因V3-V4可變區(qū)OTU。雖然在傳統(tǒng)顯微計(jì)數(shù)中兩處水體均處于藍(lán)藻水華爆發(fā)狀態(tài),但藍(lán)藻及其附生細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)在兩個(gè)水體中有較大差異,從整個(gè)藍(lán)藻的群落結(jié)構(gòu)來(lái)看,微囊藻在于橋水庫(kù)中占優(yōu)勢(shì),而海河中豐度最高的藍(lán)藻為聚球藻。擬桿菌和浮霉菌在于橋水庫(kù)中明顯高于海河。厚壁菌和疣微菌在海河中明顯高于于橋水庫(kù)。原核生物群落結(jié)構(gòu)受環(huán)境因子影響較為明顯,高通量DNA測(cè)序提供了微生物群落結(jié)構(gòu)的更高分辨率。2、三峽水庫(kù)及其周邊水域構(gòu)成的大型水工程系統(tǒng)是我國(guó)重要水生態(tài)淡水資源,以三峽水庫(kù)小江回水區(qū)為研究區(qū)域,通過(guò)高通量檢測(cè)流程建庫(kù)擴(kuò)增藍(lán)藻特異性片段CPC,研究了藍(lán)藻水華的周年動(dòng)態(tài)構(gòu)成,發(fā)現(xiàn)小江回水區(qū)藍(lán)藻存在明顯的季節(jié)演替規(guī)律,微囊藻,聚球藻和浮絲藻在全年交替優(yōu)勢(shì)。水體混合均勻,分層不明顯,藍(lán)藻群落結(jié)構(gòu)受環(huán)境因子影響顯著,本研究從整個(gè)藍(lán)藻的群落結(jié)構(gòu)尺度驗(yàn)證了高通量測(cè)序技術(shù)的可靠性。3、傳統(tǒng)基于分子克隆技術(shù)對(duì)微囊藻種內(nèi)遺傳的研究由于獲得的克隆文庫(kù)容量較小、費(fèi)用較高具有很多弊端,本研究首次使用高通量測(cè)序技術(shù)擴(kuò)增了微囊藻的16S-23S基因轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)片段一共獲得了629341條片段,聚類(lèi)為2005個(gè)OTU,Alpha多樣性的研究表明海河的微囊藻種內(nèi)遺傳內(nèi)多樣性高于于橋水庫(kù)�？偟膩�(lái)說(shuō)兩個(gè)水體展現(xiàn)了較大的多樣性差異。遺傳發(fā)育分析進(jìn)一步表明了微囊藻在小尺度上的變異。
【學(xué)位授予單位】：天津農(nóng)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X52
【圖文】：

圖 2-2 微生物群落結(jié)構(gòu)分析的生物信息學(xué)流程圖（引自 Edgar 2013）Fig.2-2 Bioinformatics procedure of microorganism community structure.在藍(lán)藻種群結(jié)構(gòu)演替的研究中，目標(biāo)是得到全部的藍(lán)藻序列，在這時(shí)選定的引物必須針對(duì)整體藍(lán)藻，因此更為具有特異性的藍(lán)藻藻藍(lán)蛋白片段被選擇，在藍(lán)藻的研，我們推薦使用藻藍(lán)蛋白來(lái)作為藍(lán)藻的遺傳標(biāo)記片段，進(jìn)行高通量測(cè)序研究之前的

圖 3-5 群落結(jié)構(gòu)的主成分分析Fig.3-5 Principal component analysis for relative abundance of OTUs in two water areas注：全部的 OTU 經(jīng)過(guò)加一對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換all OTU numbers were added one and then performed a logarithmic transformation.

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 潘曉潔;黃一凡;鄭志偉;鄒曦;朱夢(mèng)靈;胡蓮;萬(wàn)成炎;;三峽水庫(kù)小江夏初水華暴發(fā)特征及原因分析[J];長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境;2015年11期

2 張軍毅;朱冰川;徐超;丁嘯;李俊鋒;張學(xué)工;陸祖宏;;基于分子標(biāo)記的宏基因組16S rRNA基因高變區(qū)選擇策略[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2015年11期

3 陳小娟;潘曉潔;鄒曦;王進(jìn)國(guó);胡蓮;張志永;鄭志偉;;三峽水庫(kù)小江回水區(qū)水華爆發(fā)期原生動(dòng)物群落的初步研究[J];水生態(tài)學(xué)雜志;2013年06期

4 陳小娟;潘曉潔;鄒曦;胡蓮;張志永;馮坤;鄭志偉;彭建華;萬(wàn)成炎;趙秀蘭;;三峽水庫(kù)小江回水區(qū)水環(huán)境時(shí)空變化特征研究[J];水生態(tài)學(xué)雜志;2012年06期

5 蔡慶華;孫志禹;;三峽水庫(kù)水環(huán)境與水生態(tài)研究的進(jìn)展與展望[J];湖泊科學(xué);2012年02期

6 李哲;方芳;郭勁松;孫志禹;陳永柏;龍曼;;三峽小江(澎溪河)藻類(lèi)功能分組及其季節(jié)演替特點(diǎn)[J];環(huán)境科學(xué);2011年02期

7 孟春紅;趙冰;;三峽水庫(kù)蓄水后的富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)分析[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

8 胡征宇;蔡慶華;;三峽水庫(kù)蓄水前后水生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的初步研究[J];水生生物學(xué)報(bào);2006年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張軍毅;太湖藍(lán)藻水華的宏基因組學(xué)研究[D];東南大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2713063