浮游生物多样性高效检测技术的建立及其在渤海褐潮研究中的应用

发布时间：2017-12-26 01:07

本文关键词：浮游生物多样性高效检测技术的建立及其在渤海褐潮研究中的应用　出处：《中国海洋大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：浮游生物在水体生态系统的物质循环、能量流动以及信息传递等方面起着不容忽视的作用，研究水体中浮游生物多样性组成结构将有助于对水域环境的开发和利用。分子生物学的发展为浮游生物多样性研究提供了新的方法，目前常用的克隆技术、DGGE和RLFP等技术，相对于传统的显微观察方法具有快速、准确的特点，然而复杂的实验流程、较高的成本和低的覆盖度成为这类技术的弊端。下一代测序技术以其快速、准确和通量高的优点，被广泛应用于基因组学和转录组学等领域中，为生命科学的研究提供了许多新的方法。本研究把高通量测序技术应用到浮游生物多样性研究中，开发了一种浮游生物多样性的高效检测技术：利用通用引物扩增可以区分不同物种的基因marker—18S rDNA可变区V9后，，进行高通量测序，再对可操作分类单元OTUs(operational taxonomic units)进行分类，实现对环境样品中浮游生物多样性的分析。该技术具有简单、快速、高通量、低成本和高灵敏度等优点，为浮游生物的研究提供了新的思路。渤海的山海关、抚宁、新开口和乐亭沿海作为重要的海水养殖基地，极大地促进了当地渔业经济的发展，然而海水富营养化的加重导致了赤潮的频繁发生，尤其是2009年以来出现的褐潮，褐潮藻直径约2μm，最高浓度可达109个/L，由于其能显著阻止当地养殖的海湾扇贝的进食，对当地的贝类养殖业带来了严重的经济损失。该褐潮优势藻个体微小，形态特征不明显，采用显微观察困难且误差较大，而传统的分子生物学技术存在费时、费力、成本较高且生物覆盖度较窄等缺陷。本次实验研究选择了2011年渤海褐潮期四个站位（山海关海域、抚宁海域、新开口海域和乐亭海域）的微型浮游生物样品作为研究对象，应用开发的浮游生物多样性的检测方法，首先对微型浮游生物的组成结构进行了综合的分析，结果发现四站位各含有11~13个纲235~255种浮游植物和8~12门35~97种微型浮游生物，浮游生物含量高于传统形态学观察，显示了本技术发明高灵敏度和广泛的覆盖范围。通过多样性指数分析发现乐亭海域物种均匀度相对较好，多样性最高；新开口海域物种丰富度最高；而山海关海域物种均匀度、丰富度以及多样性最低。其中浮游植物中甲藻、绿藻和硅藻以及浮游动物中纤毛虫、多细胞生物和丝足虫种类较多，浮游生物的群落结构的变化可能由于褐潮期理化及生物因素改变导致，实验结果为渤海以及褐潮期的微型浮游生物多样性研究提供了宝贵的资料。同时，我们对其褐潮的优势种进行了分析，发现抑食金球藻（Aureococcusanophagefferens）和多形微眼藻（Minutocellus polymorphus）在四个站位中含量均较高，优势藻在各个站位的分布情况不同，抑食金球藻在山海关海域的含量最高，其次是新开口，再次是乐亭，抚宁含量最低；而多形微眼藻含量由高到低依次是抚宁、乐亭、山海关、新开口。以上结果表明，渤海海域的褐潮可能是由这两种褐潮生物共同形成的。本研究结果为深入理解褐潮爆发的机制奠定了基础，为褐潮的治理和防治提供了有力的参考。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：Q178;X55

【参考文献】