氮污染已擾亂生態(tài)系統(tǒng)并影響到人類健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自然界的氮循環(huán)過(guò)程主要由代謝多樣性微生物構(gòu)成的復(fù)雜代謝網(wǎng)絡(luò)所驅(qū)動(dòng),因而微生物在生態(tài)系統(tǒng)的氮平衡以及氮污染治理等方面起著重要作用。近年來(lái),新的氮代謝途徑不斷被發(fā)現(xiàn),為氮污染環(huán)境的治理提供了新的視角和有效途徑。不產(chǎn)氧光合細(xì)菌（Anaerobic Phototrophic Bacteria,APB）廣泛分布于各種生境,對(duì)自然界碳氮硫等元素循環(huán)不可或缺。然而,它們適應(yīng)環(huán)境變化的細(xì)胞代謝機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)。海洋著色菌（Marichroamtium gracilie）YL28分離自紅樹(shù)林特殊生境,不但能以高濃度亞硝氮為唯一氮源生長(zhǎng),也能高效去除水體無(wú)機(jī)三態(tài)氮,是目前對(duì)亞硝氮耐受和去除能力最高的APB菌株之一,但其脫氮機(jī)制,尤其是對(duì)亞硝氮利用和耐受機(jī)制尚不清楚。本文從比較基因組水平上解析了APB碳氮硫代謝通路,系統(tǒng)闡明了36株紫細(xì)菌的氮代謝途徑以及YL28高效脫氮和耐受亞硝氮的分子機(jī)制,挖掘驗(yàn)證了APB氮代謝的1條新途徑和1個(gè)新基因,提出了1條新型的微生物氮代謝途徑。進(jìn)一步以YL28為材料,闡明了YL28對(duì)于外界氮源擾動(dòng)、光氧變化響應(yīng)規(guī)律以及3條... 

【文章來(lái)源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁(yè)數(shù)】：163 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 海水養(yǎng)殖水體氮污染
        1.1.1 海水養(yǎng)殖水體氮污染現(xiàn)狀
        1.1.2 海水養(yǎng)殖水體脫氮技術(shù)
        1.1.3 微生態(tài)制劑在養(yǎng)殖水體中的應(yīng)用
        1.1.4 微生物氮循環(huán)與氮污染治理
        1.1.5 海水養(yǎng)殖水體中的微生態(tài)制劑
    1.2 微生物的氮循環(huán)途徑
        1.2.1 微生物驅(qū)動(dòng)的氮循環(huán)
        1.2.2 氮循環(huán)途徑的新認(rèn)識(shí)
    1.3 氮循環(huán)途徑調(diào)控
        1.3.1 植物和真菌氮代謝調(diào)控
        1.3.2 原核微生物氮代謝的調(diào)控
        1.3.3 氮循環(huán)與碳、硫循環(huán)的耦聯(lián)
    1.4 不產(chǎn)氧光合細(xì)菌
        1.4.1 不產(chǎn)氧光合細(xì)菌的氮循環(huán)
        1.4.2 不產(chǎn)氧光合細(xì)菌的生物脫氮
    1.5 課題研究思路及主要研究?jī)?nèi)容
    1.6 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 基于APB基因組水平的氮循環(huán)及CNS耦聯(lián)機(jī)制
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 基因組獲取
        2.2.2 系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建
        2.2.3 基因組可變區(qū)與保守區(qū)的比較分析
        2.2.4 核心基因組、泛基因組和獨(dú)特基因組的比較分析
        2.2.5 基因島預(yù)測(cè)
        2.2.6 氮循環(huán)、硫循環(huán)與環(huán)境適應(yīng)性分析
        2.2.7 碳、硫、氮代謝途徑耦聯(lián)關(guān)系的基因富集分析
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 紫細(xì)菌全基因組特征分析
        2.3.2 紫細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化分析
        2.3.3 紫細(xì)菌全基因組比較分析
        2.3.4 基因富集分析
    2.4 討論
        2.4.1 紫細(xì)菌的進(jìn)化關(guān)系
        2.4.2 紫細(xì)菌的氮硫代謝途徑和耐鹽分析
        2.4.3 YL28菌株環(huán)境適應(yīng)性分子機(jī)制
        2.4.4 紫硫細(xì)菌氮硫代謝耦聯(lián)機(jī)制分析
    2.5 小結(jié)
第3章 APB氮代謝新功能基因驗(yàn)證
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
        3.2.3 生物信息學(xué)分析關(guān)鍵酶
        3.2.4 酶基因的異源表達(dá)
        3.2.5 體外酶活測(cè)定
        3.2.6 pH、溫度對(duì)酶活的影響
        3.2.8 溫度穩(wěn)定性測(cè)定
        3.2.9 非Amo依賴的氨氧化途徑驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 氮循環(huán)的關(guān)鍵酶基因的預(yù)測(cè)與分析
        3.3.2 關(guān)鍵酶理化特性預(yù)測(cè)分析
        3.3.3 關(guān)鍵酶的系統(tǒng)發(fā)育分析
        3.3.4 關(guān)鍵酶結(jié)構(gòu)模型保守性比對(duì)分析
        3.3.5 基因組DNA和質(zhì)粒載體的檢測(cè)
        3.3.6 目的基因的檢測(cè)
        3.3.7 3個(gè)重組菌E.coli（nrf A/nir A/hcp）的構(gòu)建與鑒定
        3.3.8 重組蛋白的鑒定
        3.3.9 重組酶的體外酶活測(cè)定及酶學(xué)性質(zhì)的研究
        3.3.10 非氨單加氧酶依賴的氨氧化及羥胺還原途徑的挖掘
    3.4 討論
    3.5 小結(jié)
第4章 M.gracile YL28 氮循環(huán)的調(diào)控機(jī)制探究
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 研究材料
        4.2.2 主要試劑和儀器
        4.2.3 培養(yǎng)基、試劑配制
        4.2.4 qPCR樣品處理
        4.2.5 基因定量分析方法
        4.2.6 不同組合無(wú)機(jī)氮源對(duì)YL28無(wú)機(jī)氮脫除影響
        4.2.7 不同碳氮硫體系對(duì)YL28脫氮除硫能力的影響
        4.2.8 無(wú)機(jī)氮、硫酸根及乙酸的測(cè)定
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 氮源組合對(duì)YL28脫氮能力的影響
        4.3.2 碳、氮、硫復(fù)合體系對(duì)YL28代謝能力的影響
        4.3.3 引物特異性驗(yàn)證及RNA提取結(jié)果
        4.3.4 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
        4.3.5 復(fù)合氮源對(duì)氮代謝途徑基因表達(dá)影響
        4.3.6 光、氧及硝氮對(duì)氮代謝途徑基因表達(dá)影響
    4.4 討論
    4.5 小結(jié)
第5章 M.gracile YL28 對(duì)養(yǎng)殖水體氮調(diào)控能力評(píng)估
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 材料
        5.2.2 主要試劑與儀器
        5.2.4 YL28對(duì)ICR小鼠與海水養(yǎng)殖水體青鳉毒性試驗(yàn)
        5.2.5 無(wú)機(jī)三氮的測(cè)定
        5.2.6 室內(nèi)對(duì)蝦養(yǎng)殖水體無(wú)機(jī)氮的脫除
        5.2.7 對(duì)蝦大田養(yǎng)殖水體無(wú)機(jī)氮脫除
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 M.gracile YL28 急性毒性評(píng)價(jià)
        5.3.2 M.gracile YL28 室內(nèi)養(yǎng)殖體系的脫氮效果分析
        5.3.3 M.gracile YL28 大田養(yǎng)殖的脫氮效果分析
    5.4 討論
    5.5 小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對(duì)蝦源副溶血弧菌拮抗菌的篩選與評(píng)價(jià)[J]. 甄曉然,沈輝,萬(wàn)夕和,蔣葛,范賢平,喬毅,史文軍,朱志楊,沙士兵,徐錦忠.  水產(chǎn)科學(xué). 2019(06)
[2]自養(yǎng)反硝化脫氮耦合沼氣同步脫硫效能研究[J]. 王威,畢志浩,張若晨,王愛(ài)杰,任南琪,陳川.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(10)
[3]養(yǎng)殖水質(zhì)原位自凈微生物誘導(dǎo)及復(fù)合應(yīng)用[J]. 鄭梅清,馮鵬,姚靈丹,吳松剛,王明茲.  生物資源. 2019(05)
[4]氨氮降解菌的篩選、鑒定與復(fù)合菌水質(zhì)調(diào)控效果研究[J]. 陳紅菊,王慧,孔維祎,許高朋,王曉云,趙燕,季相山.  水生生物學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]固定化微生物技術(shù)在水處理中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 司圓圓,陳興漢,關(guān)則智,姚啟魏.  資源節(jié)約與環(huán)保. 2019(06)
[6]復(fù)合微生物生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用中的功效[J]. 趙桂林.  當(dāng)代水產(chǎn). 2019(06)
[7]益生菌在動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 李盈,郭旭,宋偉健.  畜牧與飼料科學(xué). 2019(03)
[8]生物脫硫在沼氣凈化中的研究進(jìn)展[J]. 楊森林,許云,趙曉輝,鐘林濤,李彥汝.  環(huán)境衛(wèi)生工程. 2019(01)
[9]光氧環(huán)境對(duì)紫色硫細(xì)菌YL28去除無(wú)機(jī)三態(tài)氮的影響[J]. 張曉波,周廣靜,朱筆通,趙春貴,楊素萍.  微生物學(xué)通報(bào). 2019(05)
[10]光源、氮源和碳源對(duì)紫色非硫細(xì)菌生長(zhǎng)特性的影響[J]. 朱洪波,彭永臻,馬斌,南希,錢雯婷.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2019(01)

博士論文
[1]循環(huán)水養(yǎng)殖廢水生物脫氮技術(shù)及其影響因素研究[D]. 仇天雷.北京化工大學(xué) 2016
[2]好氧厭氧氨氧化耦合顆粒污泥完全自營(yíng)養(yǎng)脫氮機(jī)理與模擬優(yōu)化[D]. 任宏洋.重慶大學(xué) 2008

碩士論文
[1]短程硝化過(guò)程羥胺的測(cè)定方法研究[D]. 田曉雷.長(zhǎng)安大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3153898