梁子湖和月湖挺水植物根際Comammox菌生物多樣性及豐度研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-23 13:05
硝化作用是生物地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)鍵組成部分。它通常被認(rèn)為有兩步過程,氨首先被氧化成為亞硝酸鹽,再氧化成為硝酸鹽。最近有研究表明,新發(fā)現(xiàn)的全程氨氧化微生物(Complete ammonia oxidizer,Comammox)能獨(dú)立完成氨氧化和亞硝酸鹽氧化過程。目前湖泊岸邊帶挺水植物根際的Comammox菌的研究還比較缺乏。本論文以梁子湖和月湖岸邊帶挺水植物根際為研究對象,利用特異性引物進(jìn)行克隆測序和定量PCR,研究湖泊中Comammox菌的群落結(jié)構(gòu)和豐度,探究了氨氧化古菌(Ammonia Oxidizing Archaea,AOA)、氨氧化細(xì)菌(Ammonia Oxidizing Bacteria,AOB)和Comammox菌的共存狀況以及環(huán)境因子對Comammox菌的多樣性和豐度的影響,加深對湖泊氮素循環(huán)的了解,并為水體富營養(yǎng)化修復(fù)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)對梁子湖和月湖挺水植物根際沉積物中的Comammox菌進(jìn)行克隆測序和定量PCR,在挺水植物根際沉積物中都成功擴(kuò)增到Comammox菌的特異性序列,證實(shí)了Comammox菌在梁子湖和月湖岸邊帶挺水植物根際沉積物中存在,為C...
【文章來源】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
梁子湖和月湖挺水植物根際Comammox菌生物多樣性及豐度研究25圖3-2梁子湖挺水植物根際AOA、AOB和Comammox細(xì)菌與環(huán)境因子關(guān)系的RDA圖(圖中紅色實(shí)線箭頭表示環(huán)境因子,藍(lán)色虛線箭頭表示微生物豐度值,字母名稱代表挺水植物采樣點(diǎn),N.rhizosphere:非根際R-P.australis:蘆葦根際F-P.australis:蘆葦遠(yuǎn)根際R-N.nucifera:荷花根際F-N.nucifera:荷花遠(yuǎn)根際R-A.calamus:菖蒲根際F-A.calamus:菖蒲根際R-P.hydropiper:水蓼根際F-P.hydropiper:水蓼遠(yuǎn)根際)Fig3-2RDAordinationplotsofrelationshipbetweenAOA、AOBandComammoxbacteriaandenvironmentalfactorsintherhizosphereofemergentmacrophytesatdifferentsamplingpointsinLakeLiangzi(Theredsolidarrowindicatestheenvironmentalfactor,thebluedottedarrowindicatesthemicrobialabundancevalueandthequantitativeratioofAnammoxtoN-DAMObacteria,andthelettersrepresenttheemergentplantsandnon-rhizospheresamplingpoints:N.rhizosphere,R-P.australis,F(xiàn)-P.australis,R-N.nucifera,F(xiàn)-N.nucifera,R-A.calamus,F(xiàn)-A.calamu,R-P.hydropipe,F(xiàn)-P.hydropiper)3.2.4梁子湖Comammox菌的群落結(jié)構(gòu)及生物多樣性梁子湖沉積物DNA樣品中成功擴(kuò)增出Comammox菌的amoA特異性序列條帶。-0.61.2-0.61.0ComammoxamoAAOBamoAAOAamoApHOMTPTNNH4+-NNO3--NNO2--NN.rhizosphereR-P.australisF-P.australisR-N.nuciferaR-A.calamusF-A.calamusR-P.hydropiperF-N.nuciferaF-P.hydropiperRDA1(94.2%)RDA2(5.8%)
梁子湖和月湖挺水植物根際Comammox菌生物多樣性及豐度研究27圖3-3梁子湖不同采樣點(diǎn)挺水植物根際Comammox菌的amoA基因系統(tǒng)發(fā)育樹(本文中的參比序列來源GenBank數(shù)據(jù)庫,序列后方的字母和數(shù)字為提交序列號,分支節(jié)點(diǎn)上的數(shù)字表示每經(jīng)過1000次Bootstrap自展分析所支持的次數(shù)所占的百分比;計(jì)算方法為Jukes-Cantormodel;發(fā)育樹左下方標(biāo)尺表示1%序列差異的分支長度)Fig3-3Neighbour-joiningphylogenetictreeofComammoxbacteriaintherhizosphereofemergentmacrophytesatdifferentsamplingpointsinLakeLiangzi(ThereferencesequencesarefromtheGenBank,thelettersandnumbersbehindofthesequencesaresubmittedsequencenumber,thenumberonthebranchnoderepresentsthepercentageoftimessupportedbyeach1000bootstrapanalysis;ThecalculationmethodisJukes-Cantormodel,thescalebarrepresents1%sequencedivergence.)CandidatusNitrospiraInopinata(NZLN885086)Nitrospirasp.(NIUT01000226)OTU2(16/70)OTU15(1/70)freshwaterbiofilm(MF347252)sedimentsofriverreservoirandtidalflat(MG591569)OTU14(1/70)soilfromSwitzerlandAlpineglacier-forefield(LT854238)Cluster1OTU7(2/70)Surfacesoilofricefieldmicrocosm(AB222695)paddysoilofrice(MF347137)OTU11(1/70)OTU12(1/70)sedimentsofriverreservoirandtidalflat(MG591549)OTU4(8/70)sedimentsofriverreservoirandtidalflat(MG591654)wastewatertreatmantplant(MF347372)OTU8(2/70)OTU3(8/70)soilfromShanghaiChongxiWetland(KF264968)Cluster2unculturedmethanotrophicbacteriumfromsoil(FN394210)unculturedmethanotrophicbacteriumfromsoil(FN394185)OTU9(2/70)OT
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三十年來長江中下游湖泊富營養(yǎng)化狀況變遷及其影響因素[J]. 朱廣偉,許海,朱夢圓,鄒偉,國超旋,季鵬飛,笪文怡,周永強(qiáng),張運(yùn)林,秦伯強(qiáng). 湖泊科學(xué). 2019(06)
[2]太湖藍(lán)藻水華的擴(kuò)張與驅(qū)動因素[J]. 張民,陽振,史小麗. 湖泊科學(xué). 2019(02)
[3]湖泊沉積物中微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)[J]. 徐潔,王紅,李思言,阮愛東. 環(huán)境科技. 2019(01)
[4]2009-2017年太湖湖泛發(fā)生特征及其影響因素[J]. 劉俊杰,陸雋,朱廣偉,高鳴遠(yuǎn),聞亮,姚敏,聶青. 湖泊科學(xué). 2018(05)
[5]Microbe social skill:the cell-to-cell communication between microorganisms[J]. Xi Zhao,Xiong Liu,Xin Xu,Yu V.Fu. Science Bulletin. 2017(07)
[6]鳳眼蓮根系分泌氧和有機(jī)碳規(guī)律及其對水體氮轉(zhuǎn)化影響的研究[J]. 馬濤,易能,張振華,王巖,高巖,嚴(yán)少華. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(10)
[7]湖泊氮素氧化及脫氮過程研究進(jìn)展[J]. 范俊楠,趙建偉,朱端衛(wèi). 生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(15)
[8]水稻根系通氣組織與根系泌氧及根際硝化作用的關(guān)系[J]. 李奕林. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(07)
[9]延邊地區(qū)植煙土壤微生物根際效應(yīng)分析[J]. 殷全玉,王巖,郭夏麗,趙銘欽. 中國煙草學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]氨氧化微生物生態(tài)學(xué)與氮循環(huán)研究進(jìn)展[J]. 賀紀(jì)正,張麗梅. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2009(01)
碩士論文
[1]長江河口沉積物全程氨氧化微生物的富集及多樣性分析[D]. 余晨笛.華東師范大學(xué) 2018
本文編號:3047637
【文章來源】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
梁子湖和月湖挺水植物根際Comammox菌生物多樣性及豐度研究25圖3-2梁子湖挺水植物根際AOA、AOB和Comammox細(xì)菌與環(huán)境因子關(guān)系的RDA圖(圖中紅色實(shí)線箭頭表示環(huán)境因子,藍(lán)色虛線箭頭表示微生物豐度值,字母名稱代表挺水植物采樣點(diǎn),N.rhizosphere:非根際R-P.australis:蘆葦根際F-P.australis:蘆葦遠(yuǎn)根際R-N.nucifera:荷花根際F-N.nucifera:荷花遠(yuǎn)根際R-A.calamus:菖蒲根際F-A.calamus:菖蒲根際R-P.hydropiper:水蓼根際F-P.hydropiper:水蓼遠(yuǎn)根際)Fig3-2RDAordinationplotsofrelationshipbetweenAOA、AOBandComammoxbacteriaandenvironmentalfactorsintherhizosphereofemergentmacrophytesatdifferentsamplingpointsinLakeLiangzi(Theredsolidarrowindicatestheenvironmentalfactor,thebluedottedarrowindicatesthemicrobialabundancevalueandthequantitativeratioofAnammoxtoN-DAMObacteria,andthelettersrepresenttheemergentplantsandnon-rhizospheresamplingpoints:N.rhizosphere,R-P.australis,F(xiàn)-P.australis,R-N.nucifera,F(xiàn)-N.nucifera,R-A.calamus,F(xiàn)-A.calamu,R-P.hydropipe,F(xiàn)-P.hydropiper)3.2.4梁子湖Comammox菌的群落結(jié)構(gòu)及生物多樣性梁子湖沉積物DNA樣品中成功擴(kuò)增出Comammox菌的amoA特異性序列條帶。-0.61.2-0.61.0ComammoxamoAAOBamoAAOAamoApHOMTPTNNH4+-NNO3--NNO2--NN.rhizosphereR-P.australisF-P.australisR-N.nuciferaR-A.calamusF-A.calamusR-P.hydropiperF-N.nuciferaF-P.hydropiperRDA1(94.2%)RDA2(5.8%)
梁子湖和月湖挺水植物根際Comammox菌生物多樣性及豐度研究27圖3-3梁子湖不同采樣點(diǎn)挺水植物根際Comammox菌的amoA基因系統(tǒng)發(fā)育樹(本文中的參比序列來源GenBank數(shù)據(jù)庫,序列后方的字母和數(shù)字為提交序列號,分支節(jié)點(diǎn)上的數(shù)字表示每經(jīng)過1000次Bootstrap自展分析所支持的次數(shù)所占的百分比;計(jì)算方法為Jukes-Cantormodel;發(fā)育樹左下方標(biāo)尺表示1%序列差異的分支長度)Fig3-3Neighbour-joiningphylogenetictreeofComammoxbacteriaintherhizosphereofemergentmacrophytesatdifferentsamplingpointsinLakeLiangzi(ThereferencesequencesarefromtheGenBank,thelettersandnumbersbehindofthesequencesaresubmittedsequencenumber,thenumberonthebranchnoderepresentsthepercentageoftimessupportedbyeach1000bootstrapanalysis;ThecalculationmethodisJukes-Cantormodel,thescalebarrepresents1%sequencedivergence.)CandidatusNitrospiraInopinata(NZLN885086)Nitrospirasp.(NIUT01000226)OTU2(16/70)OTU15(1/70)freshwaterbiofilm(MF347252)sedimentsofriverreservoirandtidalflat(MG591569)OTU14(1/70)soilfromSwitzerlandAlpineglacier-forefield(LT854238)Cluster1OTU7(2/70)Surfacesoilofricefieldmicrocosm(AB222695)paddysoilofrice(MF347137)OTU11(1/70)OTU12(1/70)sedimentsofriverreservoirandtidalflat(MG591549)OTU4(8/70)sedimentsofriverreservoirandtidalflat(MG591654)wastewatertreatmantplant(MF347372)OTU8(2/70)OTU3(8/70)soilfromShanghaiChongxiWetland(KF264968)Cluster2unculturedmethanotrophicbacteriumfromsoil(FN394210)unculturedmethanotrophicbacteriumfromsoil(FN394185)OTU9(2/70)OT
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三十年來長江中下游湖泊富營養(yǎng)化狀況變遷及其影響因素[J]. 朱廣偉,許海,朱夢圓,鄒偉,國超旋,季鵬飛,笪文怡,周永強(qiáng),張運(yùn)林,秦伯強(qiáng). 湖泊科學(xué). 2019(06)
[2]太湖藍(lán)藻水華的擴(kuò)張與驅(qū)動因素[J]. 張民,陽振,史小麗. 湖泊科學(xué). 2019(02)
[3]湖泊沉積物中微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)[J]. 徐潔,王紅,李思言,阮愛東. 環(huán)境科技. 2019(01)
[4]2009-2017年太湖湖泛發(fā)生特征及其影響因素[J]. 劉俊杰,陸雋,朱廣偉,高鳴遠(yuǎn),聞亮,姚敏,聶青. 湖泊科學(xué). 2018(05)
[5]Microbe social skill:the cell-to-cell communication between microorganisms[J]. Xi Zhao,Xiong Liu,Xin Xu,Yu V.Fu. Science Bulletin. 2017(07)
[6]鳳眼蓮根系分泌氧和有機(jī)碳規(guī)律及其對水體氮轉(zhuǎn)化影響的研究[J]. 馬濤,易能,張振華,王巖,高巖,嚴(yán)少華. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(10)
[7]湖泊氮素氧化及脫氮過程研究進(jìn)展[J]. 范俊楠,趙建偉,朱端衛(wèi). 生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(15)
[8]水稻根系通氣組織與根系泌氧及根際硝化作用的關(guān)系[J]. 李奕林. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(07)
[9]延邊地區(qū)植煙土壤微生物根際效應(yīng)分析[J]. 殷全玉,王巖,郭夏麗,趙銘欽. 中國煙草學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]氨氧化微生物生態(tài)學(xué)與氮循環(huán)研究進(jìn)展[J]. 賀紀(jì)正,張麗梅. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2009(01)
碩士論文
[1]長江河口沉積物全程氨氧化微生物的富集及多樣性分析[D]. 余晨笛.華東師范大學(xué) 2018
本文編號:3047637
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