硝化作用是氮素循環(huán)的重要過程,而氨氧化是硝化過程的第一步也是限速步驟。長期以來,氨氧化細(xì)菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)被認(rèn)為是氨氧化的唯一驅(qū)動者。然而,古菌的宏基因組和純培養(yǎng)的研究表明,部分古菌也具有氨氧化能力,該種群被稱為氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA),隨后被劃分為一個新的門類,奇門古菌。大量研究表明,AOA在氮素循環(huán)中也起著非常重要的作用。本文以AOA和AOB的氨單加氧酶α亞基(amoA基因)為靶基因,研究低氧高氨氮城市河道中AOA和AOB的豐度和群落結(jié)構(gòu)隨季節(jié)變化規(guī)律及其對環(huán)境因子的響應(yīng)；以仿生植物為載體,在城市河道內(nèi)原位附著生物膜,研究仿生植物附著AOA和AOB的豐度和群落結(jié)構(gòu)隨季節(jié)變化規(guī)律及其對環(huán)境因子的響應(yīng)；通過室內(nèi)控制試驗,研究環(huán)境因子(溫度、pH和氨氮)對仿生植物附著AOA和AOB的豐度和群落結(jié)構(gòu)的影響。得出了以下主要結(jié)論： (1)豐水期外來水源攜帶了大量AOA和AOB進(jìn)入金山湖和古運河,這些微生物在枯水期初期得到了較好的生長,但由于水體擾動的減少,導(dǎo)致微生物逐漸沉降于水體底部。定量分析表...

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1. 研究背景
        1.1 我國城市河道污染現(xiàn)狀及治理瓶頸
        1.2 仿生植物凈化污染河道研究現(xiàn)狀分析
        1.3 金山湖和古運河概況
    2. 氨氧化細(xì)菌和氨氧化古菌的分類及環(huán)境因子對其生態(tài)分布的影響
        2.1 AOB的分類及環(huán)境因子對其生態(tài)分布的影響
        2.2 AOA的分類及環(huán)境因子對其生態(tài)分布的影響
    3. 研究目的、主要內(nèi)容和技術(shù)路線
        3.1 研究目的
        3.2 研究的主要內(nèi)容
        3.3 技術(shù)路線
第二章 研究方法
    1. 試驗儀器和生化試劑
        1.1 試驗儀器
        1.2 主要生化試劑
    2. 仿生植物的制作
    3. 室內(nèi)外實驗設(shè)計
        3.1 古運河流域相關(guān)實驗設(shè)計
        3.2 仿生植物相關(guān)實驗設(shè)計
        3.3 環(huán)境因子相關(guān)實驗設(shè)計
    4. 理化參數(shù)的測定
    5. DNA的提取
    6. 引物的選擇和PCR擴(kuò)增
        6.1 引物的選擇
        6.2 PCR擴(kuò)增
    7. 克隆文庫的構(gòu)建
        7.1 擴(kuò)增產(chǎn)物的連接、轉(zhuǎn)化與篩選
        7.2 DNA測序
        7.3 克隆文庫的分析
    8. 系統(tǒng)發(fā)育分析
    9. 實時熒光定量PCR
        9.1 實時熒光定量PCR程序
        9.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立
    10. 數(shù)據(jù)分析
        10.1 多樣性指數(shù)和物種豐度計算
        10.2 多元統(tǒng)計分析
第三章 古運河流域氨氧化微生物群落結(jié)構(gòu)及其對環(huán)境因子的響應(yīng)
    1. 引言
    2. 金山湖AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)及其對環(huán)境因子的響應(yīng)
        2.1 金山湖環(huán)境樣品理化參數(shù)
        2.2 金山湖環(huán)境樣品amoA基因定量分析
        2.3 金山湖環(huán)境樣品amoA基因多樣性分析
        2.4 金山湖環(huán)境樣品amoA基因系統(tǒng)發(fā)育分析
        2.5 金山湖環(huán)境樣品AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性分析
        2.6 金山湖環(huán)境樣品AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)聚類分析
        2.7 小結(jié)
    3. 大運河鎮(zhèn)江段AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)及對環(huán)境因子的響應(yīng)
        3.1 大運河鎮(zhèn)江段水樣理化參數(shù)
        3.2 大運河鎮(zhèn)江段amoA基因定量分析
        3.3 大運河鎮(zhèn)江段amoA基因多樣性分析
        3.4 大運河鎮(zhèn)江段amoA基因系統(tǒng)發(fā)育分析
        3.5 大運河鎮(zhèn)江段AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子相關(guān)性分析
        3.6 大運河鎮(zhèn)江段AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)聚類分析
        3.7 小結(jié)
    4. 古運河AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)及對環(huán)境因子的響應(yīng)
        4.1 古運河水樣理化參數(shù)
        4.2 古運河水樣amoA基因克隆文庫構(gòu)建
        4.3 古運河水樣amoA基因定量分析
        4.4 古運河水樣amoA基因多樣性分析
        4.5 古運河水樣amoA基因系統(tǒng)發(fā)育分析
        4.6 古運河水樣AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子相關(guān)性分析
        4.7 古運河AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)聚類分析
        4.8 小結(jié)
    5. 本章小結(jié)
第四章 仿生植物附著氨氧化微生物群落結(jié)構(gòu)及其對環(huán)境因子的響應(yīng)
    1. 引言
    2. 結(jié)果和討論
        2.1 仿生植物理化參數(shù)
        2.2 仿生植物樣品的形態(tài)觀察
        2.3 仿生植物amoA基因RFLP分析
        2.4 仿生植物amoA基因定量分析
        2.5 仿生植物amoA基因多樣性分析
        2.6 仿生植物amoA基因系統(tǒng)發(fā)育分析
        2.7 仿生植物AOA和AOB的群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子相關(guān)性分析
        2.8 仿生植物AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)聚類分析
    3. 本章小結(jié)
第五章 室內(nèi)控制單環(huán)境因子對仿生植物附著氨氧化微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
    1. 引言
    2. 克隆文庫構(gòu)建
    3. 溫度對AOA和AOB生態(tài)分布的影響
        3.1 溫度對amoA基因豐度的影響
        3.2 溫度對AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)的影響
    4. pH對AOA和AOB生態(tài)分布的影響
        4.1 pH對AOB的影響
        4.2 pH對AOA的amoA基因豐度的影響
        4.3 pH對AOA群落結(jié)構(gòu)的影響
    5. 氨氮濃度對AOA和AOB生態(tài)分布的影響
        5.1 氨氮濃度對amoA基因豐度的影響
        5.2 氨氮濃度對AOA和AOB群落結(jié)構(gòu)的影響
    6. 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    1. 主要結(jié)論
    2. 本論文創(chuàng)新點
    3. 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3827428