富营养化湖泊蓝藻及噬藻体光合作用基因psbA多样性的初步研究

发布时间：2017-11-14 01:19

  本文关键词：富营养化湖泊蓝藻及噬藻体光合作用基因psbA多样性的初步研究

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【摘要】：噬藻体作为一类特异性感染蓝藻的病毒,广泛的存在于海洋和淡水中,在调控水生生物生产量、蓝藻的种群多样性及群落演替、生物地球化学循环和调节水生生态系统中微生物个体之间的基因转移等方面起到非常重要的作用。同时,噬藻体作为一类具有种属特异性的蓝藻致死因子,在防治蓝藻水华上存在着巨大的潜力,在生物除藻中采用噬藻体防治蓝藻水华,不会导致二次污染,有利于水生生态系统的平衡。作为一类重要的生物资源,研究不同生态环境下噬藻体遗传多样性及其与宿主之间的关系,对于生物进化具有重要的意义。本文以滇池、洱海、杞麓湖、星云湖、异龙湖五大云南省高原湖泊作为研究对象,定时定点进行水样采集,检测相关环境因子,对各湖泊蓝藻及噬藻体遗传多样性进行研究,对蓝藻和噬藻体间的基因转移进行分析,为深入了解以滇池为代表的富营养化湖泊的环境现状及生态环境治理提供理论依据。本文主要研究内容和结果如下：1.滇池水体因素与蓝藻的关系。以滇池为例,对各个环境因素进行分析,表明其自然因素对蓝藻的生长繁殖有着较重要的作用,进一步说明该湖泊中叶绿素a浓度与其水体温度、pH呈正相关,与水体透明度呈负相关的关系。2.滇池蓝藻和噬藻体的遗传多样性。利用psbA基因作为靶标基因对滇池蓝藻和噬藻体的多样性进行研究,结果发现：(1)共获得164条滇池蓝藻psbA序列,不同的psbA序列主要分布于微囊藻属、鱼腥藻属、聚球藻属、杜氏藻属和直链藻属等,显示了滇池蓝藻丰富的遗传多样性。在温度较高的夏季,微囊藻属有着种群优势,而在温度较低的其它季节,几种藻类可以共同存在。(2)共获得146条滇池噬藻体psbA序列,结合GC含量、氨基酸三联体模型分析,所得的psbA基因环境序列源自噬藻体,在系统进化树上聚成A-F共6簇,表明滇池噬藻体遗传多样性较为丰富。与海洋环境相比,滇池噬藻体群落与来自日本稻田水体的psbA基因集群更为相似,淡水序列间的同源性要高于海洋序列,表明淡水噬藻体和海洋噬藻体存在较大的差异,并且各自还有独特的类型,淡水噬藻体的进化历史与海洋不同。3.其他湖泊蓝藻和噬藻体遗传多样性。(1)其他湖泊蓝藻的多样性：洱海(11条有效蓝藻psbA基因序列)、杞麓湖(17条有效蓝藻psbA序列)、星云湖(19条有效蓝藻psbA基因序列)、异龙湖(15条有效蓝藻psbA基因序列)也都存在着自身水体藻类多样性,并多以微囊藻属、沟链藻属、聚球藻属、小球藻属为主,而且其种类多样性与气候、温度等因素具有相关性。(2)其他水域噬藻体的多样性：洱海(19条有效噬藻体psbA基因序列)、杞麓湖(25条有效是噬藻体psbA序列)、星云湖(34条有效蓝藻psbA基因序列)、异龙湖(28条有效蓝藻psbA基因序列)也都存在着自身噬藻体psbA基因的遗传多样性。4.基因转移研究。本研究的噬藻体与蓝藻间的psbA基因转移主要存在于微囊藻属、鱼腥藻属和聚球藻属中。推断噬藻体中的psbA基因来源于蓝藻,噬藻体能介导不同蓝藻间的基因转移。通过以上的研究,初步了解富营养化湖泊蓝藻和噬藻体的遗传多样性,并分析了其中噬藻体和其宿主蓝藻光合作用基因的水平基因转移,为进一步了解噬藻体与其宿主蓝藻的关系以及研究噬藻体在治理有害蓝藻水华的作用机制提供了一定的理论依据。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X524;X173

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本文编号：1183234