發(fā)布時間：2017-11-13 18:38

  本文關(guān)鍵詞：碳氮比調(diào)控對蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)細菌群落結(jié)構(gòu)及其功能多樣性影響的研究

  更多相關(guān)文章： C/N 混養(yǎng) 細菌生產(chǎn)力 PCR-DGGE BIOLOG 冗余分析

【摘要】：三疣梭子蟹和凡納濱對蝦是我國沿海的主要經(jīng)濟品種,具有生長快、經(jīng)濟價值高、養(yǎng)殖效果好等優(yōu)點。蝦蟹混養(yǎng)可以充分利用生態(tài)系統(tǒng)的時間和空間資源、可以提高餌料的利用率,但隨著養(yǎng)殖密度的增大,養(yǎng)殖環(huán)境內(nèi)殘留了大量的殘餌糞便,導致氨氮等有害物質(zhì)的積累,引發(fā)理化環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的惡化。生物絮團技術(shù)作為一種新型的生物調(diào)控技術(shù),不僅可以用于改善養(yǎng)殖水體的環(huán)境、促進系統(tǒng)內(nèi)異養(yǎng)細菌的生長,還可以提高養(yǎng)殖動物的存活率和餌料的利用率,目前在養(yǎng)殖系統(tǒng)中的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。作為生態(tài)系統(tǒng)組成部分的微生物,在養(yǎng)殖環(huán)境的物質(zhì)循環(huán)和能量流動中發(fā)揮著非常重要的作用,在維持環(huán)境穩(wěn)定,防治病害方面的作用也無法替代。因此對生態(tài)系統(tǒng)中微生物群落組成、結(jié)構(gòu)和功能的研究具有十分重要的意義。本研究利用生物絮團原理,在蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)中添加碳源(糖蜜)調(diào)節(jié)C/N水平,初步研究了不同C/N對蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)細菌生產(chǎn)力和細菌群落結(jié)構(gòu)的影響,并在此基礎(chǔ)上將不同菌制劑應(yīng)用到該混養(yǎng)系統(tǒng)中,分析了不同菌碳條件下異養(yǎng)細菌和弧菌數(shù)量的變動及細菌群落功能多樣性的變化。以期從微生物學角度為菌碳調(diào)控技術(shù)在蝦蟹混養(yǎng)池塘中的應(yīng)用和推廣提供一定的理論依據(jù)。主要結(jié)果如下：1.不同C/N對蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)細菌生產(chǎn)力的影響利用陸基圍隔,采用原位培養(yǎng)法,研究了不同C/N水平對蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)細菌生產(chǎn)力的影響。結(jié)果表明：隨著養(yǎng)殖時間的進行,糖蜜添加組的細菌生產(chǎn)力總體上呈上升的變化趨勢(C4除外),而對照組CO則在八月最低。不同處理的波動范圍為：(208.67±8.50)～(821±13.00)μgC/(L·d),平均值為：439.53μgC/(Ld)。實驗前期,各處理細菌生產(chǎn)力無顯著差異；實驗中期,實驗組顯著高于對照組(P0.05),其中,處理組C2和C3較高；實驗后期,處理組C2顯著高于其它處理組(P0.05).RDA分析表明,蝦蟹混養(yǎng)池塘細菌生產(chǎn)力和細菌數(shù)量的變化是多種環(huán)境因子綜合作用的結(jié)果,其中影響細菌生產(chǎn)力和細菌數(shù)量的主要環(huán)境因子七月為：NH4+-N、NO2--N、NO3--N.TOC和Chlα,八月為：NH4+-N、 NO2--N、NO3--N、TN和TP,九月為:NH4+-N、NO2--N、NO3--N和PO4--P。2.不同C/N對蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)水體細菌群落結(jié)構(gòu)的影響本研究利用PCR-DGGE技術(shù)和冗余分析(RDA)等方法,分析了不同C/N水平對蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)水體細菌群落結(jié)構(gòu)的影響,探討了水體微生物群落結(jié)構(gòu)與不同環(huán)境因子間的關(guān)系。研究通過添加糖蜜調(diào)節(jié)水體C/N為10、15、20和25四個不同水平(分別命名為C1、C2、C3和C4組),以投喂基礎(chǔ)飼料(CO)的處理作為對照組。研究結(jié)果表明,蝦蟹混養(yǎng)池塘水體細菌類群主要由放線菌綱、藍藻綱、α-變形菌綱、p-變形菌綱、γ-變形菌綱、6-變形菌綱、ε-變形菌綱、擬桿菌綱和芽孢桿菌綱等組成。在本研究中,C1、C2、C3和C4四個處理組的細菌群落結(jié)構(gòu)相近,與對照組CO差異明顯。各處理組的優(yōu)勢菌群相似,不同處理組的優(yōu)勢菌群相對含量存在一定差異,放線菌綱則在整個養(yǎng)殖過程中均占據(jù)優(yōu)勢地位。與對照組相比,實驗組微生物群落多樣性隨著養(yǎng)殖時間的延長明顯增加。各處理組分別于八月份檢測到γ-變形菌綱和九月時檢測到ε-變形菌綱和芽孢桿菌綱,而這些菌群均未在相應(yīng)時間的對照組中出現(xiàn)。多樣性指數(shù)隨養(yǎng)殖時間均呈先升高后降低的變化趨勢,在八月時的水平最高。各處理比較,Pielou均勻度指數(shù)變化不明顯,但Shannon-Wiener指數(shù)隨C/N水平的升高呈先上升后下降的變化趨勢。九月,C/N為15的處理組明顯高于其它處理組,而C/N為25處理組則最低。RDA分析表明,蝦蟹混養(yǎng)池塘水體菌群結(jié)構(gòu)的變化是多種環(huán)境因子綜合作用的結(jié)果,其中影響細菌群落多樣性的主要環(huán)境因子七月為：TOCTNNO3--N TP PO4--P NH4+-N;八月為：TP NH+-N NO2--N PO4-P,而九月為：NO2-N NO3-N PO4-P NH4+-N pH TN TOC。綜合水質(zhì)指標、菌群結(jié)構(gòu)以及多樣性分析結(jié)果,初步表明調(diào)節(jié)水體碳氮水平為15時,更有助于穩(wěn)定水體微生物群落結(jié)構(gòu),從而有利于蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)的水質(zhì)條件的優(yōu)化。3.碳氮比調(diào)控對蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)微生物群落功能多樣性的影響本實驗利用傳統(tǒng)培養(yǎng)法研究了碳菌調(diào)控條件下蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)異養(yǎng)細菌和弧菌數(shù)量的變化情況,并利用Biolog生態(tài)板對微生物群落功能多樣性進行了探討。實驗通過添加菌制劑和糖蜜調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水體,共設(shè)6個處理,分別命名為C2(短小芽孢桿菌)、C3(蠟樣芽孢桿菌)、C4(硝化細菌)、C5(EM菌),以未添加菌制劑的處理為對照組C1,另外以未添加碳源和菌制劑的處理為對照組CO。研究結(jié)果表明,養(yǎng)殖過程中水體異養(yǎng)細菌和弧菌數(shù)量的波動較大。從時間尺度來看,水體異養(yǎng)細菌數(shù)量隨養(yǎng)殖時間的進行呈先上升后下降的變化,而弧菌數(shù)則處于一直上升的變化趨勢。從不同處理來看,處理組C3與對照組C1的異養(yǎng)細菌數(shù)相差不大,均顯著高于C4組和對照組CO,而弧菌數(shù)量則以對照組CO為最高,顯著高于碳源添加組。Biolog生態(tài)板分析表明,不同菌碳條件下細菌群落結(jié)構(gòu)對碳源的利用數(shù)量和利用強度存在較大差異。隨著養(yǎng)殖時間的延長,C3組在水體中的碳代謝活性和對六大碳源的利用強度總體上高于其它處理組,而C4組較低與對照組CO相差不大。PCA分析表明,不同處理的細菌群落處于動態(tài)變化之中,最終C3組和C4組的細菌群落組成和代謝特征與其它處理組存在顯著差異,其中C3組的多樣性指數(shù)如Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù)和S-E均勻度指數(shù)均較高,而C4組最低。RAD分析表明,菌碳比調(diào)控下細菌群落碳代謝功能與環(huán)境因子之間具有很好的相關(guān)性,影響細菌群落碳代謝功能的主要環(huán)境環(huán)境因子七月為：Ch1α、PO4--P、NO2--N、NH+-N;八月為：NO3--N、NO2--N、TP、TN和P04--P；九月為：TP、Chlα、PO4--P和N02-N。綜合水質(zhì)指標、異養(yǎng)細菌和弧菌數(shù)量及細菌菌群對碳源代謝功能的分析結(jié)果,初步表明調(diào)節(jié)C/N水平為15,同時水體中添加蠟樣芽孢桿菌時,更有助于細菌群落的多樣性和對碳源的利用能力。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S917.1

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