本文關(guān)鍵詞： ANME-2d古菌 ANMEs古菌 硝酸鹽型甲烷厭氧氧化(Nr-DAMO) 硫酸鹽型甲烷厭氧氧化(SAMO) 潮間帶 環(huán)境因子　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：潮間帶生態(tài)系統(tǒng)富含有機質(zhì),在厭氧條件下分解產(chǎn)生大量的甲烷和含氮無機物,潮間帶在海洋生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)中扮演重要角色。在海洋生態(tài)系統(tǒng)中甲烷主要通過硫酸鹽型甲烷厭氧氧化(SAMO)過程去除,SAMO過程由甲烷厭氧氧化古菌(ANMEs)與硫酸鹽還原細菌(SRB)共同完成,而其他甲烷厭氧氧化過程一直被忽略。研究發(fā)現(xiàn),除歸屬于NC10門的細菌M.oxyfera和M.sinica能通過亞硝酸鹽型厭氧甲烷氧化(N-DAMO)反應(yīng)去除潮間帶產(chǎn)生的甲烷,歸屬于ANME-2d的古菌M.nitrorucens也可以通過逆向產(chǎn)甲烷途徑耦合硝酸鹽的還原去除潮間帶中的甲烷和硝酸鹽(Nr-DAMO)。ANMEs古菌及ANME-2d古菌在自然生境中分布廣泛,而關(guān)于兩類古菌在潮間帶生態(tài)系統(tǒng)中分布及活性的研究較少。本文就ANMEs古菌及ANME-2d古菌在潮間帶生態(tài)系統(tǒng)中的數(shù)量、多樣性、群落結(jié)構(gòu)、活性、相關(guān)環(huán)境影響因子及其在甲烷氧化中的相對貢獻做了詳細研究,主要研究結(jié)果如下:1.探索了舟山潮間帶生態(tài)系統(tǒng)中ANME-2d古菌及NC10門細菌的數(shù)量、多樣性、群落組成、活性及主要影響因子。1)穩(wěn)定同位素示蹤發(fā)現(xiàn),在不同潮間帶采樣點潛在Nr-DAMO活性為0-1.57 nmol 13CO2 g'1(dry sediment)day-1。Nr-DAMO過程在甲烷厭氧氧化過程中對甲烷去除的貢獻率為22.3%-60.6%,表明Nr-DAMO過程在潮間帶生態(tài)系統(tǒng)中是之前被忽略的重要甲烷匯。2)系統(tǒng)發(fā)育分析表明,舟山潮間帶沉積物中的ANME-2d古菌具有較高的多樣性。通過qPCR,檢測到不同潮間帶采樣點ANME-2d古菌的16S rRNA基因拷貝數(shù)分別為 4.34×104-1.18×105 copies g-1(dry sediment)。3)皮爾遜相關(guān)性分析及RDA分析表明,硝氮與硫酸鹽是該區(qū)域影響ANME-2d古菌多樣性及Nr-DAMO活性的主要環(huán)境因子。2.探索了舟山潮間帶生態(tài)系統(tǒng)中ANMEs古菌的數(shù)量、多樣性、群落組成、活性及主要影響因子。1)穩(wěn)定同位素示蹤發(fā)現(xiàn),由ANMEs古菌介導(dǎo)的SAMO過程的潛在甲烷厭氧氧化活性為0-0.77 nmol 13CO2 g-1(dry sediment)day-1,占總甲烷厭氧氧化過程的比例為0.345,表明SAMO過程是潮間帶生態(tài)系統(tǒng)重要的不可忽視的甲烷匯。2)通過定量PCR和Illumina高通量測序發(fā)現(xiàn),在舟山潮間帶沉積物中含有大量的ANMEs古菌,其16S rRNA基因拷貝數(shù)為9.10× 105-1.13×107 copies(g dry sediment)-1。潮間帶生境中ANMEs古菌多樣性較高,這是由潮間帶獨特的環(huán)境條件決定的。3)皮爾遜相關(guān)性分析及RDA分析表明,溫度、ORP、硫酸鹽及TOM是影響潛在SAMO活性、ANMEs古菌數(shù)量和群落組成的主要環(huán)境因子。3.探索了模擬生境中ANME-2d古菌及ANMEs古菌的數(shù)量、多樣性、群落組成、活性及主要影響因子。1)穩(wěn)定同位素示蹤發(fā)現(xiàn),模擬生境中潛在Nrr-DAMO活性為0.16-1.4913CO2 g-1(dry sediment)day-1;潛在 SAMO 活性為 0.00-2.78 13CO2 g-1(dry sediment)day-1,占總甲烷厭氧氧化過程的比例分別為21.28%-56.15%與19.90%-53.12%,表明Nr-DAMO過程及SAMO過程在模擬土柱生態(tài)系統(tǒng)中對甲烷的去除同樣具有重要作用。2)定量PCR和Illumina高通量測序發(fā)現(xiàn),在模擬生境樣品中含有大量的甲烷厭氧氧化古菌。其中ANMEs古菌及ANME-2d古菌的16S rRNA基因拷貝數(shù)分別為 1.11 ×106-2.13×107 copies(g dry sediment)-1及 1.07×104-2.60×105 copies(gdrysediment)1。模擬生境中甲烷厭氧氧化古菌多樣性較高,氧氣濃度是影響其多樣性及數(shù)量的重要因素。3)皮爾遜相關(guān)性分析及RDA分析表明,模擬實驗驗證了在原位潮間帶生境中沉積物溶解氧濃度、硫酸鹽、硝氮及TOM是影響甲烷厭氧氧化古菌數(shù)量、活性及群落結(jié)構(gòu)的主要影響因素。
[Abstract]:The ecosystem is rich in organic matter in intertidal zone, produce large amounts of methane and inorganic nitrogen compounds under anaerobic conditions, decomposition, play an important role in the carbon and nitrogen cycling in the marine ecosystem, intertidal zone. Methane in the marine ecosystem mainly through sulfate type anaerobic oxidation of methane (SAMO) removal process, SAMO process by anaerobic methane oxidizing archaea (ANMEs) and sulfate reducing bacteria (SRB) together, and other anaerobic methane oxidation process has been neglected. The study found that, in addition to belong to the NC10 gate M.oxyfera and M.sinica by nitrite bacteria anaerobic methane oxidation (N-DAMO) reaction to remove methane from the intertidal zone, archaea belong to M.nitrorucens ANME-2d can also through the reduction of methane and nitrate in the intertidal reverse pathway of methane production coupled nitrate (Nr-DAMO).ANMEs and ANME-2d ancient Archaea were widely distributed in the natural habitat, and Study on the distribution and activity of ecological system of two kinds of Archaea in the intertidal zone is less. The ANMEs and ANME-2d Archaea Archaea in the intertidal zone number, ecosystem diversity, community structure, activity, related environmental impact factors and their relative contributions in methane oxidation are studied in detail, the main the results are as follows: 1. to explore the number of ANME-2d and NC10 bacteria Archaea door ecosystem in the intertidal zone of Zhoushan consists of diversity, community activities, and the main influence factor.1) stable isotope tracer, with sampling point potential Nr-DAMO activity was 0-1.57 nmol 13CO2 g'1 in different intertidal (dry sediment) day-1.Nr-DAMO removal process the methane in anaerobic oxidation of methane in the process of the contribution rate of 22.3%-60.6%, Nr-DAMO in the intertidal ecosystem that is important before being ignored methane sink.2) phylogenetic analysis indicated that the intertidal zone of Zhoushan The sediment ANME-2d in archaea has higher diversity. Through the qPCR, detected the copies of 16S rRNA gene with different sampling point ANME-2d Archaea intertidal were 4.34 * 104-1.18 * 105 copies g-1 (dry sediment).3) Pearson correlation analysis and RDA analysis showed that nitrate and sulfate in the region is the main influence environmental factors.2. ANME-2d archaeal diversity and Nr-DAMO activity and exploration of the number of ANMEs ecosystem Archaea in the intertidal zone of Zhoushan's diversity, community composition, activity and the main influence factor.1) stable isotope tracer showed that potential anaerobic methane oxidation activity of SAMO by ANMEs mediated the Archaea 0-0.77 nmol 13CO2 g-1 (dry sediment day-1), accounting for the anaerobic oxidation process of total methane ratio of 0.345, showed that the SAMO process is the intertidal ecosystem very important sink for methane.2) by quantitative PCR and Illumina high throughput test The order found in Zhoushan intertidal sediments contain a large number of ANMEs archaea, 16S copy number of the rRNA gene is 9.10 * 105-1.13 * 107 copies (g dry sediment) ANMEs habitats in the archaeal diversity of -1. high intertidal zone, which is composed of the intertidal zone of the unique environmental conditions decide.3) Pearson correlation analysis and RDA analysis showed that the temperature, ORP, and TOM is the impact of potential sulfate SAMO activity, ANMEs Archaea quantity and composition of the main environmental factors of.3. in simulated habitat quantity, ANME-2d and ANMEs of the archaeal diversity of archaea, community activity and the main influencing factors of.1 stable isotope tracer found) the activity of Nrr-DAMO, the potential for 0.16-1.4913CO2 g-1 in simulated habitat (dry sediment) day-1 SAMO 0.00-2.78 13CO2; the potential activity of g-1 (dry sediment day-1), the proportion of the total process of anaerobic oxidation of methane were 21.28% -56.15% and 19.90%-53.12% table The Nr-DAMO process and SAMO process in soil column simulated ecosystem on the removal of methane also plays an important role in.2 and Illumina PCR) quantitative high-throughput sequencing found that Archaea contain anaerobic oxidation of methane in a large number of simulated habitat samples. Which copies of the 16S rRNA gene ANMEs ANME-2d and archaeal Archaea were 1.11 * 106-2.13 * 107 copies (g dry sediment) -1 and 1.07 * 104-2.60 * 105 copies (gdrysediment) 1. in simulated habitat anaerobic methane oxidizing archaea diversity is higher, the oxygen concentration is an important factor affecting the diversity and number of.3) Pearson correlation analysis and RDA analysis showed that the simulations with the dissolved oxygen concentration in sediments in situ intertidal habitats, sulfate, nitrate and TOM affect the number of anaerobic methane oxidizing archaea, main factors affecting the activity and community structure.

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X172

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