水源水库藻类种群时空演替的伴生菌群驱动机制研究
发布时间：2022-11-03 18:51
随着湖库水源生态健康评价以及水体藻华消涨机理研究的持续深入,水库水体中的微生物因子驱动藻类种群变化研究成为热点。水库生态系统中,微生物作为初级生产力的主要贡献者,藻华的形成与水体中共生微生物种群关系密切。然而,具体的菌-藻互作演替及其水质调控机制尚不明确。本研究以西安市两座水源水库为研究对象,采用高通量DNA测序技术和共生网络分析方法,通过监测水库为期一年的水质常规指标、藻类种群以及伴生菌群结构的季节性变化,从而揭示水库中藻类种群演替与伴生菌群之间的互作驱动机制。最后,从胞内代谢角度探究了扬水曝气抑制浮游藻类生长的生物学机理,研究结果将为水源水库藻华暴发机制及其人工控藻技术研究提供科学依据。主要研究结果包括:一、以金盆水库为研究对象,采用18S rDNA高通量测序技术和共生网络分析方法,研究了藻类种群时空演替与真核微生物的生态互作关系。结果表明:（1）硅藻和绿藻为全年优势门类。在4月,金藻门成为最优门类,相对丰度最大达80.05%。（2）DNA测序分析表明,纤毛亚门为真核微生物群落中全年优势类群,在3月达到全年最大值95.33%。节肢动物门在10月的相对丰度最大值55.20%,轮虫在5...
【文章页数】：151 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 地表水水源水质现状及水体富营养化
1.1.2 藻类生长的环境影响因子
1.1.3 浮游藻类与水体微生物
1.2 国内外研究现状
1.2.1 湖库水体浮游藻类与伴生微生物群落季节性演替
1.2.2 浮游藻类与水体微生物群落的互作关系
1.2.3 控藻技术研究
1.3 研究内容
1.3.1 研究主要内容
1.3.2 研究目的及意义
1.3.3 研究技术路线
2 金盆水库藻类季相演替的真核微生物驱动机制
2.1 研究区域概况
2.2 采样点与水样采集
2.2.1 采样点布置
2.2.2 水样采集
2.3 分析方法
2.3.1 水质指标的检测方法
2.3.2 藻类计数及藻种鉴定
2.3.3 chlorophyll a的测定
2.3.4 真核微生物群落结构的测定
2.4 数据处理与分析
2.5 金盆水库全年水质特征分析
2.6 金盆水库浮游藻类的季相演替特征
2.6.1 金盆水库全年藻密度及chlorophyll a变化特征
2.6.2 金盆水库全年藻类种群在门水平的丰度变化特征
2.6.3 金盆水库全年藻类种群在属水平的丰度变化特征
2.7 金盆水库真核微生物季相分布特性
2.7.1 稀释曲线分析
2.7.2 多样性指数分析
2.7.3 真核微生物群落结构组成分析
2.8 基于网络图分析藻类与真核微生物的互作机制
2.9 浮游藻类与真核微生物同水质的偶联关系分析
2.10 本章小结
3 李家河水库藻类季相演替的细菌种群驱动机制
3.1 研究区域概况
3.2 采样点与水样采集
3.2.1 采样点布置
3.2.2 水样采集
3.3 分析方法
3.3.1 细菌群落结构的测定
3.3.2 数据分析
3.4 李家河水库全年水质特征分析
3.5 李家河水库浮游藻类的季相演替特征
3.5.1 李家河水库全年藻密度及chlorophyll a深度变化特征
3.5.2 李家河水库全年藻类种群在门水平的丰度变化特征
3.5.3 李家河水库全年藻类种群在属水平的丰度变化特征
3.6 李家河水库水体细菌季相分布特性
3.6.1 稀释曲线分析
3.6.2 多样性指数分析
3.6.3 细菌群落结构组成分析
3.7 基于网络图分析藻类与水体细菌的互作机制
3.8 浮游藻类与水体细菌同水质的偶联关系分析
3.9 本章小结
4 基于网络结构解析金盆水库混合期藻菌互作的微生态机制
4.1 研究区域概况
4.2 采样及分析方法
4.2.1 水样采集与水质监测
4.2.2 浮游藻类计数及鉴定
4.2.3 水体真核微生物群落结构测定
4.2.4 数据处理与分析
4.3 金盆水库混合期水质特征分析
4.4 金盆水库混合期浮游藻类分布特征
4.4.1 金盆水库混合期藻密度和chlorophyll a的变化
4.4.2 金盆水库混合期浮游藻类群落结构特征
4.5 金盆水库混合期真核微生物分布特征
4.5.1 稀释曲线分析
4.5.2 多样性指数分析
4.5.3 真核微生物群落结构组成分析
4.6 金盆水库混合期真核微生物网络结构分析
4.7 金盆水库混合期浮游藻类和真核微生物群落结构同水质偶联关系分析
4.8 本章小结
5 基于胞内代谢解析扬水曝气抑制浮游藻类生长的机制研究
5.1 材料与方法
5.1.1 藻种及培养条件
5.1.2 实验设置
5.2 测定与分析方法
5.2.1 藻密度及chlorophyll a的测定
5.2.2 脱氢酶活性的测定
5.2.3 ATP含量测定
5.2.4 叶绿素荧光参数的测定
5.2.5 碳代谢图谱分析
5.2.6 荧光溶解性有机物的测定
5.3 不同光照和温度条件下铜绿微囊藻的生理生态学特性变化特征
5.3.1 铜绿微囊藻的生长特性
5.3.2 铜绿微囊藻的脱氢酶活性的变化
5.3.3 铜绿微囊藻的ATP变化特性
5.3.4 铜绿微囊藻的叶绿素荧光特性
5.3.5 铜绿微囊藻的碳源代谢活性特征
5.3.6 铜绿微囊藻的EOM和 IOM特征
5.4 扬水曝气运行前后不同水库浮游藻类变化特征原位实验
5.4.1 研究区域概况
5.4.2 采样与分析方法
5.4.3 扬水曝气运行前后不同水库浮游藻类的生长变化特征
5.4.4 扬水曝气运行前后不同水库浮游藻类的群落结构变化特征
5.4.5 扬水曝气运行前后不同水库浮游藻类的荧光活性衰变规律
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 研究结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
研究生期间成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工强制混合充氧及诱导自然混合对水源水库水质改善效果分析[J]. 温成成,黄廷林,李楠,张海涵,林子深,李衍庆,杨尚业,董亚军. 环境科学. 2020(03)
[2]李家河水库污染物来源及水体分层对水质的影响[J]. 徐进,黄廷林,李凯,杨尚业,温成成,林子深,李衍庆,刘雪晴. 环境科学. 2019(07)
[3]水库热分层期藻类水华与温跃层厌氧成因分析[J]. 刘雪晴,黄廷林,李楠,杨尚业,李扬,徐进,王涵玥. 环境科学. 2019(05)
[4]光照周期性波动对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）生长的抑制[J]. 孙昕,何飞飞,李鹏飞,汤加刚. 湖泊科学. 2018(05)
[5]镉离子污染条件下微生物群落中细菌与藻类的相互作用[J]. 石遵计,曹政,胡科鑫,彭鑫碧,朱一帆,谢波. 微生物学报. 2019(06)
[6]深水型水库热分层诱导水质及真菌种群结构垂向演替[J]. 商潘路,陈胜男,黄廷林,张海涵,康鹏亮,王跃,钊珍芳,刘彤彤. 环境科学. 2018(03)
[7]蓝藻水华发生过程中细菌群落结构的动态变化[J]. 李建松,王广军,龚望宝,余德光,谢骏,郁二蒙,魏南,夏耘,李志斐. 中国农业大学学报. 2017(07)
[8]扬水曝气技术对周村水库藻类的控制[J]. 黄廷林,朱倩,邱晓鹏,史建超,周石磊,曾明正. 环境工程学报. 2017(04)
[9]深水型水库藻形态功能组（MBFG）的季节演替特征[J]. 杨毓,卢金锁,张颖. 环境科学. 2017(01)
[10]微囊藻水华对水体中氮转化及微生物的影响[J]. 李洁,张思凡,肖琳. 环境科学. 2016(06)
博士论文
[1]脱氢酶活性测定水中活体藻含量的研究[D]. 解军.山东大学 2008
硕士论文
[1]水源水库水质及浮游藻类种群结构时空演替规律研究[D]. 商潘路.西安建筑科技大学 2018
[2]水源水库扬水曝气运行对藻类和有机物的影响研究[D]. 陈家炜.西安建筑科技大学 2018
[3]周村水库藻类特征及其在混合胁迫条件下的生长衰亡规律[D]. 赵洪.扬州大学 2014
[4]石砭峪水库藻类繁殖特性以及扬水曝气抑制藻类效果的研究[D]. 张怡涛.西安建筑科技大学 2013
[5]三峡水库小江回水区藻类集群季节演替特征研究[D]. 盛金萍.重庆大学 2010
[6]三峡水库富营养化藻类特征及环境因素影响研究[D]. 代玲玲.重庆大学 2007
本文编号：3700436
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 地表水水源水质现状及水体富营养化
1.1.2 藻类生长的环境影响因子
1.1.3 浮游藻类与水体微生物
1.2 国内外研究现状
1.2.1 湖库水体浮游藻类与伴生微生物群落季节性演替
1.2.2 浮游藻类与水体微生物群落的互作关系
1.2.3 控藻技术研究
1.3 研究内容
1.3.1 研究主要内容
1.3.2 研究目的及意义
1.3.3 研究技术路线
2 金盆水库藻类季相演替的真核微生物驱动机制
2.1 研究区域概况
2.2 采样点与水样采集
2.2.1 采样点布置
2.2.2 水样采集
2.3 分析方法
2.3.1 水质指标的检测方法
2.3.2 藻类计数及藻种鉴定
2.3.3 chlorophyll a的测定
2.3.4 真核微生物群落结构的测定
2.4 数据处理与分析
2.5 金盆水库全年水质特征分析
2.6 金盆水库浮游藻类的季相演替特征
2.6.1 金盆水库全年藻密度及chlorophyll a变化特征
2.6.2 金盆水库全年藻类种群在门水平的丰度变化特征
2.6.3 金盆水库全年藻类种群在属水平的丰度变化特征
2.7 金盆水库真核微生物季相分布特性
2.7.1 稀释曲线分析
2.7.2 多样性指数分析
2.7.3 真核微生物群落结构组成分析
2.8 基于网络图分析藻类与真核微生物的互作机制
2.9 浮游藻类与真核微生物同水质的偶联关系分析
2.10 本章小结
3 李家河水库藻类季相演替的细菌种群驱动机制
3.1 研究区域概况
3.2 采样点与水样采集
3.2.1 采样点布置
3.2.2 水样采集
3.3 分析方法
3.3.1 细菌群落结构的测定
3.3.2 数据分析
3.4 李家河水库全年水质特征分析
3.5 李家河水库浮游藻类的季相演替特征
3.5.1 李家河水库全年藻密度及chlorophyll a深度变化特征
3.5.2 李家河水库全年藻类种群在门水平的丰度变化特征
3.5.3 李家河水库全年藻类种群在属水平的丰度变化特征
3.6 李家河水库水体细菌季相分布特性
3.6.1 稀释曲线分析
3.6.2 多样性指数分析
3.6.3 细菌群落结构组成分析
3.7 基于网络图分析藻类与水体细菌的互作机制
3.8 浮游藻类与水体细菌同水质的偶联关系分析
3.9 本章小结
4 基于网络结构解析金盆水库混合期藻菌互作的微生态机制
4.1 研究区域概况
4.2 采样及分析方法
4.2.1 水样采集与水质监测
4.2.2 浮游藻类计数及鉴定
4.2.3 水体真核微生物群落结构测定
4.2.4 数据处理与分析
4.3 金盆水库混合期水质特征分析
4.4 金盆水库混合期浮游藻类分布特征
4.4.1 金盆水库混合期藻密度和chlorophyll a的变化
4.4.2 金盆水库混合期浮游藻类群落结构特征
4.5 金盆水库混合期真核微生物分布特征
4.5.1 稀释曲线分析
4.5.2 多样性指数分析
4.5.3 真核微生物群落结构组成分析
4.6 金盆水库混合期真核微生物网络结构分析
4.7 金盆水库混合期浮游藻类和真核微生物群落结构同水质偶联关系分析
4.8 本章小结
5 基于胞内代谢解析扬水曝气抑制浮游藻类生长的机制研究
5.1 材料与方法
5.1.1 藻种及培养条件
5.1.2 实验设置
5.2 测定与分析方法
5.2.1 藻密度及chlorophyll a的测定
5.2.2 脱氢酶活性的测定
5.2.3 ATP含量测定
5.2.4 叶绿素荧光参数的测定
5.2.5 碳代谢图谱分析
5.2.6 荧光溶解性有机物的测定
5.3 不同光照和温度条件下铜绿微囊藻的生理生态学特性变化特征
5.3.1 铜绿微囊藻的生长特性
5.3.2 铜绿微囊藻的脱氢酶活性的变化
5.3.3 铜绿微囊藻的ATP变化特性
5.3.4 铜绿微囊藻的叶绿素荧光特性
5.3.5 铜绿微囊藻的碳源代谢活性特征
5.3.6 铜绿微囊藻的EOM和 IOM特征
5.4 扬水曝气运行前后不同水库浮游藻类变化特征原位实验
5.4.1 研究区域概况
5.4.2 采样与分析方法
5.4.3 扬水曝气运行前后不同水库浮游藻类的生长变化特征
5.4.4 扬水曝气运行前后不同水库浮游藻类的群落结构变化特征
5.4.5 扬水曝气运行前后不同水库浮游藻类的荧光活性衰变规律
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 研究结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
研究生期间成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工强制混合充氧及诱导自然混合对水源水库水质改善效果分析[J]. 温成成,黄廷林,李楠,张海涵,林子深,李衍庆,杨尚业,董亚军. 环境科学. 2020(03)
[2]李家河水库污染物来源及水体分层对水质的影响[J]. 徐进,黄廷林,李凯,杨尚业,温成成,林子深,李衍庆,刘雪晴. 环境科学. 2019(07)
[3]水库热分层期藻类水华与温跃层厌氧成因分析[J]. 刘雪晴,黄廷林,李楠,杨尚业,李扬,徐进,王涵玥. 环境科学. 2019(05)
[4]光照周期性波动对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）生长的抑制[J]. 孙昕,何飞飞,李鹏飞,汤加刚. 湖泊科学. 2018(05)
[5]镉离子污染条件下微生物群落中细菌与藻类的相互作用[J]. 石遵计,曹政,胡科鑫,彭鑫碧,朱一帆,谢波. 微生物学报. 2019(06)
[6]深水型水库热分层诱导水质及真菌种群结构垂向演替[J]. 商潘路,陈胜男,黄廷林,张海涵,康鹏亮,王跃,钊珍芳,刘彤彤. 环境科学. 2018(03)
[7]蓝藻水华发生过程中细菌群落结构的动态变化[J]. 李建松,王广军,龚望宝,余德光,谢骏,郁二蒙,魏南,夏耘,李志斐. 中国农业大学学报. 2017(07)
[8]扬水曝气技术对周村水库藻类的控制[J]. 黄廷林,朱倩,邱晓鹏,史建超,周石磊,曾明正. 环境工程学报. 2017(04)
[9]深水型水库藻形态功能组（MBFG）的季节演替特征[J]. 杨毓,卢金锁,张颖. 环境科学. 2017(01)
[10]微囊藻水华对水体中氮转化及微生物的影响[J]. 李洁,张思凡,肖琳. 环境科学. 2016(06)
博士论文
[1]脱氢酶活性测定水中活体藻含量的研究[D]. 解军.山东大学 2008
硕士论文
[1]水源水库水质及浮游藻类种群结构时空演替规律研究[D]. 商潘路.西安建筑科技大学 2018
[2]水源水库扬水曝气运行对藻类和有机物的影响研究[D]. 陈家炜.西安建筑科技大学 2018
[3]周村水库藻类特征及其在混合胁迫条件下的生长衰亡规律[D]. 赵洪.扬州大学 2014
[4]石砭峪水库藻类繁殖特性以及扬水曝气抑制藻类效果的研究[D]. 张怡涛.西安建筑科技大学 2013
[5]三峡水库小江回水区藻类集群季节演替特征研究[D]. 盛金萍.重庆大学 2010
[6]三峡水库富营养化藻类特征及环境因素影响研究[D]. 代玲玲.重庆大学 2007
本文编号：3700436
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