發(fā)布時間：2023-08-09 18:13

　　在我國西北以丘陵溝壑為主要地貌的村鎮(zhèn)地區(qū),地表及地下水資源極度匱乏,長期存在著人畜飲水安全危機,雨水是唯一有潛力的水資源。然而,窖水水質(zhì)普遍受到污染,窖水水質(zhì)安全形勢不容樂觀,已成為制約地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展,人民生活水平進一步提高的主要因素之一。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),窖水在存貯過程中發(fā)生了顯著的水體自凈作用,其實質(zhì)表現(xiàn)為水體中的微生物對各種污染物的降解。水體自凈過程中,微生物群落的季節(jié)性變化是一個多因素參與的復雜生態(tài)過程,微生物群落組成與其棲息地的環(huán)境因子密切相關(guān),且環(huán)境因子與微生物群落間還存在著明顯的交互響應作用,這些交互作用是影響水體自凈作用強弱的重要因素。微生物的生態(tài)特征可分為結(jié)構(gòu)特征和功能特征,是認識與解決環(huán)境問題的有效切入點。然而,關(guān)于窖水自凈過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性,細菌群落與水質(zhì)因子間的交互響應關(guān)系尚無學者進行研究。針對以上問題,為了闡釋窖水水體自凈過程中細菌群落與水質(zhì)因子之間的交互響應關(guān)系,本論文應用16S rRNA基因-高通量測序技術(shù),結(jié)合PCA、PCoA、RDA、PICRUSt生物信息學在線平臺、KEGG等生物信息學分析方法、工具及數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)性地研究了窖水細菌群落結(jié)...

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 窖水水質(zhì)污染特征及其微生物多樣性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性研究中測序策略的選擇
        1.2.3 微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性研究及其發(fā)展動態(tài)
        1.2.4 微生物群落功能多樣性研究及其發(fā)展動態(tài)
    1.3 微生物群落結(jié)構(gòu)與功能多樣性研究方法及其發(fā)展動態(tài)
        1.3.1 微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性研究方法及其發(fā)展動態(tài)
        1.3.2 微生物群落功能多樣性研究方法及其發(fā)展動態(tài)
    1.4 研究的總體思路
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 關(guān)鍵科學問題
        1.4.4 技術(shù)路線
2 樣品處理及測定方法
    2.1 水樣采集及主要物理化學指標
        2.1.1 取樣點選擇及取樣頻次
        2.1.2 表征窖水水質(zhì)污染狀況的物理化學指標的選擇
    2.2 窖水水樣微生物DNA樣本提取與質(zhì)量檢測
    2.3 16Sr RNA高變區(qū)PCR擴增、產(chǎn)物回收和純化及文庫構(gòu)建
    2.4 上機測序
    2.5 Illumina MiSeq測序數(shù)據(jù)預處理
    2.6 高通量測序數(shù)據(jù)生物信息學分析
3 水窖生態(tài)環(huán)境特征及其水質(zhì)變化過程
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 水窖生態(tài)環(huán)境特征
        3.3.2 窖水水質(zhì)污染特征及主要污染因子識別
    3.4 小結(jié)
4 窖水中細菌群落多樣性的季節(jié)性變化特征分析
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 OTU聚類分析、注釋及分類地位鑒定
        4.2.2 微生物多樣性分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 OTU分類地位鑒定
        4.3.2 樣品細菌群落OTU分析
        4.3.3 α 多樣性分析
        4.3.4 β 多樣性分析
    4.4 討論
    4.5 小結(jié)
5 窖水細菌群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)性變化特征
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 細菌群落在門分類水平上的季節(jié)性變化特征
        5.3.2 細菌群落在綱分類水平上的季節(jié)性變化特征
        5.3.3 細菌群落在目分類水平上的季節(jié)性變化特征
        5.3.4 細菌群落在科分類水平上的季節(jié)性變化特征
        5.3.5 細菌群落在屬分類水平上的季節(jié)性變化特征
    5.4 討論
    5.5 小結(jié)
6 窖水中細菌群落功能基因的季節(jié)性變化特征
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 細菌群落碳的代謝功能基因分布特征
        6.3.2 細菌群落氮的代謝功能基因分布特征
        6.3.3 細菌群落磷的代謝功能基因分布特征
    6.4 討論
    6.5 小結(jié)
7 窖水中細菌群落與水質(zhì)因子的交互響應
    7.1 引言
    7.2 材料與方法
    7.3 結(jié)果與分析
        7.3.1 門分類水平上的細菌群落與水質(zhì)因子的交互響應
        7.3.2 綱分類水平上的細菌群落與水質(zhì)因子的交互響應
        7.3.3 目分類水平上的細菌群落與水質(zhì)因子的交互響應
        7.3.4 科分類水平上的細菌群落與水質(zhì)因子的交互響應
        7.3.5 屬分類水平上的細菌群落與水質(zhì)因子的交互響應
    7.4 討論
        7.4.1 微生物群落共現(xiàn)性關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡
        7.4.2 細菌之間、細菌與水質(zhì)因子間的交互作用機理的探討
    7.5 小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    主要創(chuàng)新點
    展望
致謝
參考文獻
附錄A 附錄內(nèi)容名稱
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3840717