湖泊岸边带挺水植物根际Anammox菌和N-DAMO菌生物多样性及共存关系研究

发布时间：2020-06-04 04:36

【摘要】：Anammox菌和N-DAMO菌分别通过氨氧化和甲烷氧化进行亚硝酸还原,两种细菌在氮素循环中都具有重要生态学意义。亚硝酸盐是Anammox菌和N-DAMO菌代谢共同的电子受体,因此在淡水生态系统中共存的这两种菌之间存在一定的竞争关系。目前关于挺水植物根际Anammox菌和N-DAMO菌的分布特点及生态关系的研究还比较缺乏。本论文以东湖人工岸边带和梁子湖自然岸边带的挺水植物根际作为研究对象,通过克隆、测序和定量PCR等分子生物学技术对根际两种微生物进行生态学研究,以探究这两类微生物的群落组成和分布特征,揭示两种菌落的共存关系和挺水植物对共存关系的影响。主要研究结果如下:(1)实验证实了东湖和梁子湖挺水植物根际Anammox菌的存在与分布。东湖挺水植物根际Anammox菌聚类分析可分为Candidatus Kuenenia属、Candidatus Brocadia属和New Cluster三大类分支。梁子湖挺水植物根际主要的Anammox菌属为Candidatus Brocadia属和Candidatus Jettenia属,其中Candidatus Brocadia属占主导地位。(2)东湖和梁子湖挺水植物根际均存在N-DAMO菌。这两个湖挺水植物根际N-DAMO菌聚类分析可分为Candidatus Methylomirabilis属和New Cluster两大类分支,其中Candidatus Methylomirabilis属是优势菌属。(3)东湖人工岸边带挺水植物根际Anammox菌的平均丰度为3.28×10~(10) copies g~(-1) dry sediment,梁子湖天然岸边带该菌平均丰度为2.41×10~(10) copies g~(-1) dry sediment。两个湖泊的挺水植物根际Anammox菌的丰度均低于非根际采样点,表明挺水植物抑制了Anammox菌的生长。(4)东湖植物根际N-DAMO菌丰度明显低于非根际丰度,植物的生长抑制了N-DAMO菌的生长。而梁子湖植物根际N-DAMO菌丰度与根际丰度差异不显著,植物对N-DAMO菌的抑制作用并不明显。(5)东湖中Anammox菌丰度与沉积物OM、TN、TP、MC和间隙水pH均为正相关关系,而梁子湖中该菌丰度与间隙水NH_4~+-N和OM之间存在正相关关系,不同湖泊环境对Anammox菌丰度产生了差异性影响。(6)东湖中N-DAMO菌丰度与沉积物OM、TN和TP呈正相关性,而梁子湖中该菌丰度与沉积物OM、TN和间隙水NH_4~+-N呈正相关关系,不同湖泊环境也显著影响了N-DAMO菌的丰度分布。(7)挺水植物根际的Anammox菌与N-DAMO菌的丰度比值低于无植物根际丰度比值,挺水植物的存在缓解了两种细菌之间的竞争关系,特别是对于N-DAMO细菌更为有利。
【图文】：

湖泊岸边带挺水植物根际 Anammox 菌和 N-DAMO 菌生物多样性及共存关系研究2.3 技术路线根据研究目的和研究内容制定具体的实验技术路线如下图所示：

究材料与方法 东湖采样点东湖地理位置位于中国湖北省武汉市武昌东部，，地处武汉市中心城区北0′-30°36′，东经 114°20′-114°27′之间，湖泊水域面积为 33 km2。东湖水体以大型泊为核心，包括听涛景区、磨山景区、落雁景区、吹笛景区和楚文化游览区等区。东湖风景区动植物资源丰富，生态稳定性良好，水质较少受到人为干扰因。本研究样品采样区域水深为 0.5-2.0 m，采样日期为 2017 年 6 月 14 日，采样图 3-1 所示包括：菖蒲区域（Acorus calamus L，A.calamus），荷花区域（Neluera，N.nucifera），梭鱼草区域（Pontederia cordata L，P.cordata），香蒲区域（Tystata，T.angustata），再力花区域（Thalia dealbata fraser，Td.fraser），非根际区n-rhizosphere，N.rhizosphere）。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948.122.3

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本文编号：2695901