發(fā)布時(shí)間：2020-06-09 07:29

【摘要】：為研究海洋解磷菌的解磷機(jī)理,豐富海洋解磷微生物的研究,進(jìn)一步研究環(huán)境因子對(duì)海洋磷細(xì)菌多樣性的影響。本論文通過(guò)研究溫度對(duì)解磷菌phoD堿性磷酸酶基因表達(dá)的影響,推斷環(huán)境因子影響下解磷菌phoD基因表達(dá)的差異。同時(shí)采用高通量技術(shù)研究長(zhǎng)江口表層沉積物中微生物及phoD堿性磷酸酶基因多樣性,并分析了pH、溶氧、溫度、磷濃度等環(huán)境因子與微生物群落及解磷細(xì)菌基因多樣性的相關(guān)性。主要結(jié)果如下:1.以長(zhǎng)江口表層沉積物為研究對(duì)象,基于16S rRNA基因的高通量測(cè)序技術(shù),研究長(zhǎng)江口表層沉積物夏季的微生物的種群分布及多樣性,對(duì)各取樣點(diǎn)微生物的種群分布及多樣性與溫度、pH值、DO濃度、有機(jī)磷濃度和無(wú)機(jī)磷濃度環(huán)境因子進(jìn)行冗余分析。結(jié)果表明,從門(mén)水平來(lái)看,長(zhǎng)江口沉積物中多樣性最豐富的為變形菌門(mén)(Proteobacteria),其次為酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)和放線菌門(mén)(Actinobacteria)。從綱水平來(lái)看,優(yōu)勢(shì)微生物主要是Gammaproteobacteria和Deltaproteobacteria。從屬水平來(lái)看,沉積物中Woeseia占優(yōu)勢(shì)。由冗余分析可得,A4-5、A5-4、D3、A2-5、E3、B1主要與IP濃度相關(guān);A6-7、A6-6、A2-4、A1-3、C2、A6-3、A2-6、A3-8、E3、A6-7、A6-6、A2-4、A1-3、C2、A6-3、A2-6、A3-8皆與pH和DO濃度相關(guān)。F2、H2、G1、A2-3主要與OP濃度和溫度相關(guān)。長(zhǎng)江口表層沉積物大部分微生物群落結(jié)構(gòu)與磷濃度、溫度、DO濃度具有明顯的相關(guān)性,長(zhǎng)江口沉積物中微生物種群組成及與多樣性與多種環(huán)境因子都具有相關(guān)性。掌握長(zhǎng)江口表層沉積物微生物的分布及相對(duì)豐度,為進(jìn)一步研究海洋生態(tài)環(huán)境提供參考。2.以長(zhǎng)江口表層沉積物為研究對(duì)象,基于高通量測(cè)序技術(shù),研究夏季長(zhǎng)江口表層沉積物微生物的phoD堿性磷酸酶基因多樣性,對(duì)各站位phoD堿性磷酸酶多樣性與溫度、pH值、DO濃度、磷濃度環(huán)境因子進(jìn)行冗余分析。結(jié)果表明,長(zhǎng)江口表面沉積物中phoD堿性磷酸酶基因主要來(lái)源于Cupriavidus、Collimonas等屬的細(xì)菌,而Cupriavidus屬的堿性磷酸酶基因在文庫(kù)中含量最高,占文庫(kù)的40.8%。G1站位的多樣性均高于其他站位。研究表明,長(zhǎng)江口表層沉積物微生物的phoD堿性磷酸酶基因具有較高的多樣性,可能在長(zhǎng)江口表層沉積物的磷轉(zhuǎn)化、循環(huán)過(guò)程中有重要的作用。由冗余分析(Redundancy analysis,RDA)結(jié)果可得,pH和DO濃度呈明顯的正相關(guān);有機(jī)磷濃度與溫度呈明顯的正相關(guān)。長(zhǎng)江口含phoD堿性磷酸酶基因的微生物種群多樣性與多種環(huán)境因子均具有相關(guān)性。A5-5、B1、A5-4、E3主要與IP濃度相關(guān);A4-5、A6-7、C2、A6-3、A1-3、A3-8、A2-4、A2-6、A4-5、A6-7、C2、A2-4、A1-3、C2、A6-3、A2-6、A3-8皆與PH和DO濃度相關(guān)。H2、A2-3、F2、G1主要與OP濃度和溫度相關(guān)。其中,A6-6、A2-5、D3在靠近兩個(gè)排序軸交點(diǎn)的位置,說(shuō)明該站位包含phoD堿性磷酸酶基因的微生物在調(diào)查期間普遍存在。長(zhǎng)江口表層沉積物微生物的phoD堿性磷酸酶基因具有較高的多樣性,這些基因編碼的堿性磷酸酶可能在長(zhǎng)江口表層沉積物的磷轉(zhuǎn)化過(guò)程中有重要的作用。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)表明環(huán)境因子是影響長(zhǎng)江口不同站位沉積物含phoD堿性磷酸酶微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性變化的重要影響因素。因此,監(jiān)測(cè)長(zhǎng)江口流域的環(huán)境因子,有利于掌握長(zhǎng)江口含解磷基因微生物的群落結(jié)構(gòu),為進(jìn)一步研究海洋環(huán)境中磷的轉(zhuǎn)化循環(huán)等提供參考。3.本文采用卵磷脂平板,根據(jù)菌體周?chē)欠裼薪饬兹?從長(zhǎng)江口表層沉積物7個(gè)站位樣本中共分離獲得172株有機(jī)磷細(xì)菌,經(jīng)過(guò)16S rRNA基因測(cè)序比對(duì)和系統(tǒng)發(fā)育分析得出,分屬于8個(gè)屬,26個(gè)種。菌屬數(shù)量最多的是弧菌屬(Vibrio),其次是芽孢桿菌屬(Bacillus);種數(shù)類(lèi)別最多的菌屬是弧菌屬(Vibrio),其次是芽孢桿菌屬(Bacillus)。這說(shuō)明,在長(zhǎng)江口表層沉積物中的有機(jī)磷細(xì)菌存在著較為豐富的種群多樣性,且對(duì)長(zhǎng)江口水域中有機(jī)磷的轉(zhuǎn)化循環(huán)起著重要的作用。4.以解磷菌YCWA18作為實(shí)驗(yàn)菌株,設(shè)置不同培養(yǎng)溫度條件,以16S為內(nèi)參基因,以解磷菌phoD為目的基因,運(yùn)用熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)phoD相關(guān)基因在不同生長(zhǎng)溫度條件下的表達(dá)量,用ΔΔCt法計(jì)算基因表達(dá)差異。結(jié)果表明,解磷菌phoD基因在20℃表達(dá)量最高,其次在37℃表達(dá)量較高,由此暗示在20℃條件下,海洋環(huán)境中的解磷菌有較強(qiáng)的解磷能力。
【圖文】：

第 2 章 基于高通量測(cè)序的長(zhǎng)江口表層沉積物微生物多樣性研究微生物在長(zhǎng)江口生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的生態(tài)功能，本研究以長(zhǎng)江口 19 個(gè)站沉物為樣本，基于 16S rRNA 基因的高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)獲得的 OTU 代表性列進(jìn)行物種注釋?zhuān)?duì)微生物的 16S rRNA 基因序列進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，此研究了環(huán)境因子與長(zhǎng)江口沉積物微生物群落結(jié)構(gòu)特征的相關(guān)性。本研究旨在解長(zhǎng)江口沉積物中微生物多樣性、群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境影響因子之間的關(guān)系，海洋環(huán)境中磷的轉(zhuǎn)化和循環(huán)具有重要的指導(dǎo)意義。2.1 材料與方法.1.1 樣品采集

A6-6 22.8 3.97 7.94 42.28 A6-7 20.9 3.21 7.94 37.84 B1 27.3 6.16 8.09 84.41 C2 27.2 6.76 8.13 42.94 D3 20.6 1.14 7.74 49.55 E3 22.8 1.94 無(wú) 63.43 F2 25.1 1.57 7.88 43.18 G1 29.6 6.80 8.24 62.16 H2 26.3 3.14 7.96 58.29 結(jié)果及序列深度驗(yàn)證曲線用來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)序量是否足以覆蓋樣品所有種群。曲線越趨于量足夠大，可以反應(yīng)樣品中大多數(shù)的微生物物種信息。由圖 2.2稀釋曲線均基本達(dá)到一個(gè)平緩的狀態(tài)，由此可以說(shuō)明測(cè)序量達(dá)驗(yàn)結(jié)果對(duì)大多數(shù)的物種具有代表性。
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：Q938;Q933

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