【摘要】：藍藻水華在全球范圍內(nèi)造成了許多生態(tài)災(zāi)難,有害藍藻的大量繁殖往往伴有有毒或產(chǎn)異味的次級代謝產(chǎn)物大量生成。這些有毒有害物質(zhì)會嚴重威脅水產(chǎn)經(jīng)濟動物的安全,隨著魚類的富集作用,大量有毒物質(zhì)會在魚類體內(nèi)被濃縮,食用這類水產(chǎn)品會對人類健康造成巨大威脅。一種高效全面的藍藻檢測監(jiān)控方式亟待開發(fā)。近來高通量測序技術(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。然而這些方法在藍藻研究中存在較多的弊端,相關(guān)的建庫測序流程還不明確,針對藍藻特異性研究的生物信息學流程也沒有完整的記錄。本研究開發(fā)了一套在不同尺度下針對富營養(yǎng)化水體中藍藻的高通量快速檢測方法,并利用這套方法進行了一系列研究進行驗證,具體結(jié)果如下:1、為了獲得藍藻和其附生細菌的關(guān)系信息,在于橋水庫-海河的水系統(tǒng)中采取16S rRNA基因建庫擴增水體中原核微生物并進行高通量測序檢測。通過以97%閾值進行聚類,一共獲得了5001條16S rRNA基因V3-V4可變區(qū)OTU。雖然在傳統(tǒng)顯微計數(shù)中兩處水體均處于藍藻水華爆發(fā)狀態(tài),但藍藻及其附生細菌的群落結(jié)構(gòu)在兩個水體中有較大差異,從整個藍藻的群落結(jié)構(gòu)來看,微囊藻在于橋水庫中占優(yōu)勢,而海河中豐度最高的藍藻為聚球藻。擬桿菌和浮霉菌在于橋水庫中明顯高于海河。厚壁菌和疣微菌在海河中明顯高于于橋水庫。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測序提供了微生物群落結(jié)構(gòu)的更高分辨率。2、三峽水庫及其周邊水域構(gòu)成的大型水工程系統(tǒng)是我國重要水生態(tài)淡水資源,以三峽水庫小江回水區(qū)為研究區(qū)域,通過高通量檢測流程建庫擴增藍藻特異性片段CPC,研究了藍藻水華的周年動態(tài)構(gòu)成,發(fā)現(xiàn)小江回水區(qū)藍藻存在明顯的季節(jié)演替規(guī)律,微囊藻,聚球藻和浮絲藻在全年交替優(yōu)勢。水體混合均勻,分層不明顯,藍藻群落結(jié)構(gòu)受環(huán)境因子影響顯著,本研究從整個藍藻的群落結(jié)構(gòu)尺度驗證了高通量測序技術(shù)的可靠性。3、傳統(tǒng)基于分子克隆技術(shù)對微囊藻種內(nèi)遺傳的研究由于獲得的克隆文庫容量較小、費用較高具有很多弊端,本研究首次使用高通量測序技術(shù)擴增了微囊藻的16S-23S基因轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)片段一共獲得了629341條片段,聚類為2005個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�？偟膩碚f兩個水體展現(xiàn)了較大的多樣性差異。遺傳發(fā)育分析進一步表明了微囊藻在小尺度上的變異。
【學位授予單位】：天津農(nóng)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X52
【圖文】：

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

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)過加一對數(shù)轉(zhuǎn)換all OTU numbers were added one and then performed a logarithmic transformation.

【參考文獻】

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本文編號：2713063