磁場作為一種物理現(xiàn)象普遍存在于宇宙當中,而地球磁場對生命的起源和發(fā)展有至關(guān)重要的作用。趨磁細菌（Magnetotactic bacteria,MTB）是地球上古老的微生物之一,其能吸收外界環(huán)境中的鐵、硫元素進而在體內(nèi)形成磁性納米顆粒,且廣泛存在于淡水、咸水和潮濕土壤環(huán)境。由于MTB體內(nèi)有強磁性物質(zhì)存在使得其能沿著地球磁場和外加的磁場進行定向移動,因此其是研究微生物磁場適應(yīng)機制的理想生物。目前,磁場對MTB影響的研究主要集中在單一菌株下,缺乏對MTB菌群作用的系統(tǒng)研究。本文選取三種不同來源淡水沉積物（查干湖、扎龍濕地和長江）中MTB為研究對象,通過控制外加靜磁場強度（地磁場0.5 Gs、50 Gs和100 Gs）以及50 Gs下曝磁時長（1周、5周、8周和11周）分別對淡水MTB進行處理;采用磁純化技術(shù)獲取不同磁場強度和不同曝磁時長下淡水樣品中的MTB,進而運用Hiseq2500高通量測序技術(shù)、qPCR技術(shù)以及PICRUSt預測解析MTB在不同磁場強度和不同曝磁時長的系統(tǒng)發(fā)育多樣性、數(shù)量及功能。探究淡水MTB在磁場作用下的生長過程中菌群豐度的變化情況,揭示磁場對MTB群落功能的影響。不同... 

【文章來源】：黑龍江八一農(nóng)墾大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

淡水沉積物采樣區(qū)Fig.2-1Samplingareaforfreshwatersediments表層沉積物樣品的采集：2018年7-10月，采用抓斗式的采泥器對長江中游、查干湖和扎龍濕地表層沉積物（0-5cm）樣品進行采集

靜磁場對不同來源淡水沉積物樣品中趨磁細菌群落的影響22圖3-3淡水沉積物樣品中MTB多樣性指數(shù)與曝磁時間的關(guān)系（a和c，地磁場；b和d，50Gs）Fig.3-3RelationshipbetweenMTBdiversityindexandexposuretimesinfreshwatersedimentsamples(aandc,geomagneticfield;bandd,50Gs)3.1.3磁場強度對MTBBeta多樣性的影響通過非加權(quán)組平均法（UPGMA）分析不同磁場強度下查干湖樣品中MTB的Beta多樣性（圖3-4）。結(jié)果顯示，0.5Gs和50Gs磁場下的樣品靠的較近，且枝長也相較100Gs磁場下的樣品短，說明0.5Gs磁場和50Gs磁場下樣品的MTB組成較為相近。這表明適當?shù)脑黾哟艌觯ā?0Gs）對查干湖樣品中MTB的物種組成影響不大，但超過這一范圍則會使物種的組成產(chǎn)生較大的變化。圖3-4不同磁場強度下查干湖樣品中MTB的Beta多樣性（a，UPGMA分析；b，NMDS分析）Fig.3-4TheBetadiversityofMTBinChaganlakesampleswithdifferentmagneticfieldintensities(a,UPGMAanalysis;b,NMDSanalysis)采用基于Weighted-UniFrac算法的非度量多維標定法（NMDS）來深入剖析各磁場強0123456789101123412345678910112340246810120.00.10.20.30.40.50.60246810120.000.050.100.150.200.250.300.350.40y=-0.00286x2-0.0635x+3.746R2=0.253P<0.01ShannonIndexTime(week)y=-0.0745x2+0.112x+3.582R2=0.281P<0.01ShannonIndexTime(week)abcdy=0.0657e0.098xR2=0.265P<0.01SimpsonIndexTime(week)y=0.0763e0.085xR2=0.307P<0.01SimpsonIndexTime(week)

結(jié)果與分析23度下MTB群落組成的相似程度查干湖的各樣品大致被分布在三個區(qū)域，每個區(qū)域為一種磁場強度的樣品（圖3-4）。從圖中可以看出，50Gs和100Gs磁場強度的各自平行樣品間距離較遠，而0.5Gs三個平行樣品的間距較校說明50Gs和100Gs磁場強度對樣品MTB群落組成的影響較0.5Gs大。NMDS分析的Stress的值小于0.2，表明此分析具有可靠性。對不同磁場強度下扎龍濕地樣品的UPGMA分析如圖3-5所示，聚類結(jié)果表明扎龍濕地0.5Gs樣品和50Gs樣品聚在一起，說明50Gs以下的磁場強度對扎龍濕地樣品中MTB的物種組成的影響較小，而100Gs磁場對MTB的物種組成存在較大的影響。這與查干湖樣品的分析結(jié)果相似。利用基于Weighted-UniFrac算法的NMDS分析評估扎龍濕地樣品在不同磁場強度下MTB的Beta多樣性。結(jié)果顯示（3-5），三個磁場強度下的所有樣品主要聚成兩類，0.5Gs和50Gs的樣品聚在一起成為一類，100Gs磁場的樣品獨自聚成一類（Stress=0.0408），這說明0.5Gs和50Gs磁場樣品中MTB的菌落結(jié)構(gòu)較為相似，這一結(jié)果與上述UPGMA分析的結(jié)果一致，更加印證了小于50Gs的磁場強度對扎龍濕地樣品的MTB群落結(jié)構(gòu)影響不大。圖3-5不同磁場強度下扎龍濕地樣品中MTB的Beta多樣性（a，UPGMA分析；b，NMDS分析）Fig.3-5TheBetadiversityofMTBinZhalongwetlandsampleswithdifferentmagneticfieldintensities(a,UPGMAanalysis;b,NMDSanalysis)長江樣品中MTB在0.5Gs、50Gs以及100Gs磁場強度下的Beta多樣性如圖3-5所示。運用Weighted-UniFrac算法對長江各磁場強度樣品進行分析UPGMA分析（圖3-6a）。根據(jù)層次聚類的結(jié)果可以看出，0.5Gs的樣品和50Gs磁場的樣品較近，且分枝的長度很短，說明50Gs磁場樣品和0.5Gs樣品在MTB物種的構(gòu)成上相似。而100Gs磁場樣品距其余兩個磁場樣品的分枝較?


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