分子生态学技术在环境微生物群落与功能基因中的应用研究
发布时间：2021-06-17 21:31
随着工业的发展,人类活动对全球环境变化的影响越来越大。当今世界三大环境问题：空气中CO2含量逐渐升高、氮沉积效应和生物多样性下降,都与人类活动有着密切的关系。通过与美国俄克拉荷马大学周集中教授的合作,本文首先通过环境微生物对全球氮沉积问题进行了初步的研究。然后对矿山的环境污染问题--酸性矿山废水中的环境微生物进行了研究。环境样品中微生物的多样性和复杂性,促使人们不断地尝试使用新的研究方法和技术。在本文中,运用分子生态学中的功能基因芯片（functional gene arrays, FGAs）和限制片段长度多态性（restriction fragment length polymorphism, RFLP）技术对环境微生物群落和功能基因进行了研究。（1）采用对土壤施加氮肥的方式模拟氮沉积对植物和微生物的影响。从美国明尼苏达大学的Cedar Creek生态科学研究保留地BioCON试验田取得24个样品,12个样品经过施加氮肥的处理,12个样品没有施加氮肥。通过对24个样品的基因组DNA提取和功能基因芯片技术分析后,发现氮肥的施用对土壤中微生物群落结构和植物生长产生了显著的影响。施加氮肥使...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 文献综述
1.1 环境微生物学及研究发展趋势
1.1.1 传统环境微生物研究方法的局限
1.1.2 环境微生物研究的新发展
1.2 分子生态学技术基本概况
1.2.1 分子生物学概述
1.2.2 分子生态技术简介
1.3 课题研究背景及主要研究内容
1.3.1 课题研究背景
1.3.2 主要研究内容
第二章 不同氮浓度条件下土壤微生物群落与功能基因研究
2.1 材料与方法
2.1.1 样品采集地描述
2.1.2 样品中DNA的抽提、纯化和定量
2.1.3 功能基因芯片杂交
2.1.4 图像处理
2.1.5 数据分析与处理
2.2 结果与讨论
2.2.1 功能基因芯片结果及数据初步处理
2.2.2 添加氮肥对植物生长的影响
2.2.3 24个样品功能基因芯片的整体分析
2.2.4 碳、氮、硫和磷循环功能基因分析
2.2.5 与氮循环相关的关键基因分析
2.2.6 外界因素与样品中微生物群落结构之间的关系
2.3 本章小结
第三章 施肥时间长短对土壤微生物群落及功能基因的影响
3.1 材料与方法
3.1.1 样品描述
3.1.2 样品中DNA的抽提、纯化和定量
3.1.3 功能基因芯片杂交及扫描
3.1.4 数据分析与处理
3.2 结果与讨论
3.2.1 功能基因芯片结果及数据初步处理
3.2.2 八个样品中功能基因芯片的整体分析
3.2.3 参与碳、氮、硫和磷循环作用相关功能基因分析
3.2.4 与氮循环相关关键功能基因分析
3.3 本章小结
第四章 矿山酸性废水中微生物生态多样性研究
4.1 材料与方法
4.1.1 采样点描述及样品收集
4.1.2 地理化学参数分析
4.1.3 群落基因组DNA的提取、纯化
4.1.4 细菌和古菌16S rDNA的扩增
4.1.5 感受态制备、基因克隆与RFLP酶切
4.1.6 序列测定及系统发育分析
4.1.7 核苷酸序列登录号
4.2 结果与讨论
4.2.1 样品的地理化学性质分析结果
4.2.2 RFLP结果
4.2.3 两样品中细菌16S rDNA片断RFLP饱和度分析及测序
4.2.4 云浮硫铁矿两样品中细菌16S rDNA基因比较
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
博士期间发表论文、申请专利及获奖情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]UASB反应器中厌氧氨氧化污泥的种群分析[J]. 杨洋,左剑恶,全哲学,Lee Sung-taik,沈平,顾夏声. 中国环境科学. 2006(01)
[2]DGGE污泥堆肥工艺微生物种群结构分析[J]. 傅以钢,王峰,何培松,夏四清,赵建夫. 中国环境科学. 2005(S1)
[3]荧光原位杂交技术及其在微生物生态学中的应用[J]. 呼庆,齐鸿雁,张洪勋. 生态学报. 2004(05)
[4]TGGE分析焦化废水处理系统活性污泥细菌种群动态变化及多样性[J]. 高平平,晁群芳,张学礼,王凌华,赵立平. 生态学报. 2003(10)
[5]OLAND生物脱氮系统中硝化菌群16S rDNA的DGGE分析[J]. 张丹,刘耀平,徐慧,张颖,陈冠雄. 生物技术. 2003(05)
[6]大肠杆菌MG1655菌株ERIC-PCR图谱主带序列组成分析[J]. 陈迎春,曹又方,赵立平. 微生物学通报. 2002(06)
[7]水环境细菌16S rDNA限制性片段长度多型性及群落结构分析[J]. 李志岗,杨官品,朱艳红. 水生生物学报. 2001(02)
[8]云浮硫铁矿简介[J]. 邓振仁,陈树锦. 化工矿山技术. 1989(06)
博士论文
[1]基于分子生态学技术的环境微生物群落结构与功能的研究[D]. 杨朝晖.湖南大学 2007
[2]在铜矿矿坑水微生物群落结构与功能研究中基因芯片技术的发展和应用[D]. 尹华群.中南大学 2007
[3]应用分子生物学技术解析不同处理状况下土壤微生物群落结构的变化[D]. 赵勇.南京农业大学 2005
本文编号：3235955
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 文献综述
1.1 环境微生物学及研究发展趋势
1.1.1 传统环境微生物研究方法的局限
1.1.2 环境微生物研究的新发展
1.2 分子生态学技术基本概况
1.2.1 分子生物学概述
1.2.2 分子生态技术简介
1.3 课题研究背景及主要研究内容
1.3.1 课题研究背景
1.3.2 主要研究内容
第二章 不同氮浓度条件下土壤微生物群落与功能基因研究
2.1 材料与方法
2.1.1 样品采集地描述
2.1.2 样品中DNA的抽提、纯化和定量
2.1.3 功能基因芯片杂交
2.1.4 图像处理
2.1.5 数据分析与处理
2.2 结果与讨论
2.2.1 功能基因芯片结果及数据初步处理
2.2.2 添加氮肥对植物生长的影响
2.2.3 24个样品功能基因芯片的整体分析
2.2.4 碳、氮、硫和磷循环功能基因分析
2.2.5 与氮循环相关的关键基因分析
2.2.6 外界因素与样品中微生物群落结构之间的关系
2.3 本章小结
第三章 施肥时间长短对土壤微生物群落及功能基因的影响
3.1 材料与方法
3.1.1 样品描述
3.1.2 样品中DNA的抽提、纯化和定量
3.1.3 功能基因芯片杂交及扫描
3.1.4 数据分析与处理
3.2 结果与讨论
3.2.1 功能基因芯片结果及数据初步处理
3.2.2 八个样品中功能基因芯片的整体分析
3.2.3 参与碳、氮、硫和磷循环作用相关功能基因分析
3.2.4 与氮循环相关关键功能基因分析
3.3 本章小结
第四章 矿山酸性废水中微生物生态多样性研究
4.1 材料与方法
4.1.1 采样点描述及样品收集
4.1.2 地理化学参数分析
4.1.3 群落基因组DNA的提取、纯化
4.1.4 细菌和古菌16S rDNA的扩增
4.1.5 感受态制备、基因克隆与RFLP酶切
4.1.6 序列测定及系统发育分析
4.1.7 核苷酸序列登录号
4.2 结果与讨论
4.2.1 样品的地理化学性质分析结果
4.2.2 RFLP结果
4.2.3 两样品中细菌16S rDNA片断RFLP饱和度分析及测序
4.2.4 云浮硫铁矿两样品中细菌16S rDNA基因比较
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
博士期间发表论文、申请专利及获奖情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]UASB反应器中厌氧氨氧化污泥的种群分析[J]. 杨洋,左剑恶,全哲学,Lee Sung-taik,沈平,顾夏声. 中国环境科学. 2006(01)
[2]DGGE污泥堆肥工艺微生物种群结构分析[J]. 傅以钢,王峰,何培松,夏四清,赵建夫. 中国环境科学. 2005(S1)
[3]荧光原位杂交技术及其在微生物生态学中的应用[J]. 呼庆,齐鸿雁,张洪勋. 生态学报. 2004(05)
[4]TGGE分析焦化废水处理系统活性污泥细菌种群动态变化及多样性[J]. 高平平,晁群芳,张学礼,王凌华,赵立平. 生态学报. 2003(10)
[5]OLAND生物脱氮系统中硝化菌群16S rDNA的DGGE分析[J]. 张丹,刘耀平,徐慧,张颖,陈冠雄. 生物技术. 2003(05)
[6]大肠杆菌MG1655菌株ERIC-PCR图谱主带序列组成分析[J]. 陈迎春,曹又方,赵立平. 微生物学通报. 2002(06)
[7]水环境细菌16S rDNA限制性片段长度多型性及群落结构分析[J]. 李志岗,杨官品,朱艳红. 水生生物学报. 2001(02)
[8]云浮硫铁矿简介[J]. 邓振仁,陈树锦. 化工矿山技术. 1989(06)
博士论文
[1]基于分子生态学技术的环境微生物群落结构与功能的研究[D]. 杨朝晖.湖南大学 2007
[2]在铜矿矿坑水微生物群落结构与功能研究中基因芯片技术的发展和应用[D]. 尹华群.中南大学 2007
[3]应用分子生物学技术解析不同处理状况下土壤微生物群落结构的变化[D]. 赵勇.南京农业大学 2005
本文编号：3235955
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