太湖水体和底泥中总微囊藻与产毒微囊藻丰度的分布特征

发布时间：2017-10-27 23:20

  本文关键词：太湖水体和底泥中总微囊藻与产毒微囊藻丰度的分布特征

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【摘要】：在淡水生态系统中,富营养化引起的蓝藻水华不仅严重影响了水体生态系统的结构与功能,而且还产生了大量不易分解的毒素,对公共饮用水安全构成了威胁。微囊藻是分布最广泛的产毒蓝藻种群之一,在太湖这一我国第三大淡水湖泊中,常年发生以微囊藻为主的蓝藻水华。然而,目前对于太湖水体微囊藻生态学的研究主要集中探讨水华高发湖区(梅梁湾)或高发季节(夏季)的微囊藻生物量。此外,底泥作为藻类生存和越冬的场所,对水华的暴发起着重要的作用,但有关太湖底泥中微囊藻的分布及其影响因子的研究却鲜有报道。为了全面了解太湖中总微囊藻和产毒微囊藻丰度的时空分布规律以及理化参数对微囊藻丰度的影响,本研究在东太湖、南部沿岸区、西部沿岸区、竺山湖和梅梁湾这五个富营养化程度不同的湖区分别选取了一个采样点,采集了这五个采样点在2013年四个季节中的水体和底泥样品。分别基于微囊藻特异性的16S rRNA基因片段和微囊藻毒素合成酶mcyA基因片段,利用荧光定量PCR技术,分析太湖水体与底泥中总微囊藻和产毒微囊藻的丰度。此外,使用SPSS软件进行微囊藻丰度与理化参数之间的相关性分析。在水体中,微囊藻在各湖区周年存在,但丰度随湖区和季节的变化而有所不同。这表明微囊藻的分布不仅与富营养化水平有关,可能还与季节有关。由于夏季和秋季,西北部湖区(西部沿岸区、竺山湖和梅梁湾)总微囊藻的丰度高于东南部湖区(东太湖和南部沿岸区),而在冬季南部沿岸区最高。因此,对于太湖蓝藻水华暴发的防控部署,在冬季应以南太湖为重点,而夏季应以西北部湖区为重点。在底泥中,微囊藻在太湖各湖区同样周年存在,但在夏季总微囊藻(1.82×109copies/g)和产毒微囊藻(4.79×106copies/g)的丰度较高。由于蓝藻死亡后与污染底泥相结合,厌氧发酵后易导致湖泛。由此推测,底泥中高丰度的微囊藻有可能会引发湖泛,进而使得太湖水质黑臭并威胁供水安全。另外,在底泥中,产毒微囊藻占总微囊藻的比例在冬春两季较高,而到夏秋两季,其比例在底泥中明显降低,而相对应的水体中则变高。这表明底泥是产毒微囊藻的有效种源库,因此底泥清淤可能是控制藻华暴发的有效途径之一。太湖水体与底泥中微囊藻丰度与理化参数的相关性分析表明,水体中,高锰酸盐指数与总微囊藻和产毒微囊藻丰度均呈显著正相关。此外,水体中磷含量与产毒微囊藻的丰度呈显著正相关,底泥中总氮的含量与总微囊藻的丰度呈显著性正相关。因此,高锰酸盐指数不仅可作为水体中指示有机污染物的指标,而且还可作为指示总微囊藻和产毒微囊藻丰度的重要指标,并且降低氮磷等营养元素的输入是控制微囊藻水华暴发的关键。以上结果有助于我们了解总微囊藻和产毒微囊藻在水体与底泥中的分布特征以及内在驱动环境因子,为太湖微囊藻水华的控制与治理提供了理论基础。
【关键词】：太湖 微囊藻 荧光定量PCR 16S rRNA基因 mcyA基因
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X524
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-26
• 1.1 富营养化概述11-14
• 1.1.1 水体富营养化的成因11
• 1.1.2 富营养化的影响11-13
• 1.1.3 我国水体富营养化的概况13-14
• 1.2 微囊藻简介14-18
• 1.2.1 微囊藻属的分类14
• 1.2.2 微囊藻的生理特征14-16
• 1.2.3 微囊藻水华及其危害16-18
• 1.3 总微囊藻与产毒微囊藻特征基因的检测方法18-24
• 1.3.1 16S rRNA基因18
• 1.3.2 微囊藻毒素合成酶mcy基因18-19
• 1.3.3 特征基因检测技术19-24
• 1.4 太湖水体与底泥微囊藻生态学研究进展24
• 1.4.1 太湖水体微囊藻的研究进展24
• 1.4.2 太湖底泥微囊藻的研究进展24
• 1.5 本研究目的与意义24-25
• 1.6 技术路线25-26
• 第2章 太湖水体中总微囊藻和产毒微囊藻丰度的分布特征26-51
• 2.1 引言26
• 2.2 样品的信息26-28
• 2.2.1 采样点26-28
• 2.2.2 样品采集28
• 2.3 实验材料28-30
• 2.3.1 主要仪器设备28
• 2.3.2 实验试剂28-29
• 2.3.3 主要溶液以及培养基的配制29-30
• 2.3.4 实验菌株与质粒30
• 2.4 实验方法30-37
• 2.4.1 环境理化参数的测定30-31
• 2.4.2 DNA提取31-32
• 2.4.3 藻株的培养32
• 2.4.4 PCR扩增32-33
• 2.4.5 标准质粒的制备33-36
• 2.4.6 荧光定量PCR36
• 2.4.7 统计学分析36-37
• 2.5 实验结果37-47
• 2.5.1 水体理化参数37-40
• 2.5.2 铜绿微囊藻培养结果40
• 2.5.3 标准质粒构建结果40-42
• 2.5.4 太湖水体中总微囊藻与产毒微囊藻荧光定量PCR检测结果42-46
• 2.5.5 T检验与相关性分析46-47
• 2.6 讨论47-50
• 2.7 本章小结50-51
• 第3章 太湖底泥中总微囊藻和产毒微囊藻丰度的分布特征51-61
• 3.1 引言51
• 3.2 样品的信息51
• 3.2.1 采样点51
• 3.2.2 样品采集51
• 3.3 实验材料与方法51-52
• 3.4 实验结果52-59
• 3.4.1 底泥理化参数52-54
• 3.4.2 太湖底泥中总微囊藻与产毒微囊藻荧光定量PCR检测结果54-58
• 3.4.3 T检验与相关性分析58-59
• 3.5 讨论59-60
• 3.6 本章小结60-61
• 第4章 结论和展望61-63
• 4.1 结论61
• 4.2 展望61-63
• 参考文献63-75
• 攻读硕士学位期间研究成果75-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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5 ;Quantification of microcystin-producing and non-microcystin producing Microcystis populations during the 2009 and 2010 blooms in Lake Taihu using quantitative real-time PCR[J];Journal of Environmental Sciences;2012年02期

6 燕姝雯;余辉;张璐璐;徐军;王振平;;2009年环太湖入出湖河流水量及污染负荷通量[J];湖泊科学;2011年06期

7 陈文t，

本文编号：1105627