太湖蓝藻水华的宏基因组学研究
发布时间：2021-10-26 03:28
蓝藻水华是湖泊富营养化的一个主要问题,水华及其释放的毒素会对水体生态系统、人和畜禽等造成严重危害。尽管很多学者已经从水文气象、营养盐、食物链以及基因组等角度,开展了大量研究来探索蓝藻水华暴发机制,但是至今仍未完全阐明。细菌在水体循环、能量转化和信息传递等方面均发挥着重要作用。因此,探索细菌和蓝藻水华的关系,对于揭示蓝藻水华的暴发机制具有重要意义。本研究利用高通量测序技术,宏基因组学方法,从水体细菌和蓝藻群体颗粒附生细菌的多样性,以及蓝藻群体颗粒微生物功能基因和代谢通路的角度,结合水质和遥感等数据,探索太湖蓝藻水华的暴发机制。主要内容包括以下几个方面:（1）建立了基于16SrRNA的太湖细菌多样性研究方法体系。对比分析了十六烷基三甲基溴化铵（Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide,CTAB）、黄原酸盐（Xanthogenate-SDS,XS）、MobioDNAsolation和OmegaDNAsolation试剂盒。这4种常用Meta DNA（Metagenomic DNA,Meta DNA）提取方法对太湖蓝藻群体颗粒、原水和过滤水样的提取结果表明,不同方法对细...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：268 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１蓝藻水华（ａ－ｂ）水表聚集（微褒藻水华，太湖）；（ｃ－ｄ）无水表聚集（微囊藻水华，太湖）；??（ｅ－ｆ）无水表聚集（浮丝藻水华，五里湖）；（ｇ－ｈ）蓝藻水华死亡形成“黑水团”（太湖）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍｓ，?（ａ－ｂ）?Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ?ａｔ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ｂｏｄｙ?ｉｎ??Ｌａｋｅ?Ｔａｉｈｕ；?（ｃ－ｄ）?Ａｂｓｅｎｃｅ?ｏｆ?Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉ?
藻水华信息（聚集区域、聚集面积、聚集频次、迁移趋势），利用蓝藻水华暴发频??次分析方法进一步分析太湖各湖区、各时期蓝藻重点预警区域以及蓝藻水华的发??生趋势。如图１．３ａ所示，利用２０１６年４－１０月份期间蓝藻水华暴发的区域和频??次，进行太湖蓝藻水华发生频率的区域性分布统计。颜色较深区域是蓝藻水华暴??发频率较高的区域，颜色较浅区域是蓝藻水华暴发频率较低的区域。每日的遥感??监测蓝藻水华分布情况详见图１．３ｂ，该图为２０１６年调查期间最大面积的蓝藻聚??集。然而，表征蓝藻水华生物量的蓝藻细胞密度和Ｃｈｌａ无疑是最为直接有效的??方式。??ｉｊＬ?＋??義??＝Ｅ?…??■■ｍｍ?＿?ｔ?—?ｔＳ－?￣ｘ?＊?丨???１２０＊?０＊０＊Ｅ?１２０＊?１０＊０１?１２０＊?Ｗ＇Ｏ＇Ｅ?１２０＊?３０＇０＂？??ｄｉｅｓ：?ｍｔｓ?〇?５?ｉｏ?２０??图１．３太湖蓝藻水华遥感监测（ａ）暴发频率图；（ｂ）每日遥感监测图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｉｎ?Ｌａｋｅ?Ｔａｉｈｕ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｒｅｍｏｔｅ?ｓｅｎｓｉｎｇ，?（ａ）??Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｂｕｃｋｅｔ；?（ｂ）?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｏｎ?Ｊｕｎ．??５，２０１６??其次，监测和预警的
藻水华信息（聚集区域、聚集面积、聚集频次、迁移趋势），利用蓝藻水华暴发频??次分析方法进一步分析太湖各湖区、各时期蓝藻重点预警区域以及蓝藻水华的发??生趋势。如图１．３ａ所示，利用２０１６年４－１０月份期间蓝藻水华暴发的区域和频??次，进行太湖蓝藻水华发生频率的区域性分布统计。颜色较深区域是蓝藻水华暴??发频率较高的区域，颜色较浅区域是蓝藻水华暴发频率较低的区域。每日的遥感??监测蓝藻水华分布情况详见图１．３ｂ，该图为２０１６年调查期间最大面积的蓝藻聚??集。然而，表征蓝藻水华生物量的蓝藻细胞密度和Ｃｈｌａ无疑是最为直接有效的??方式。??ｉｊＬ?＋??義??＝Ｅ?…??■■ｍｍ?＿?ｔ?—?ｔＳ－?￣ｘ?＊?丨???１２０＊?０＊０＊Ｅ?１２０＊?１０＊０１?１２０＊?Ｗ＇Ｏ＇Ｅ?１２０＊?３０＇０＂？??ｄｉｅｓ：?ｍｔｓ?〇?５?ｉｏ?２０??图１．３太湖蓝藻水华遥感监测（ａ）暴发频率图；（ｂ）每日遥感监测图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｉｎ?Ｌａｋｅ?Ｔａｉｈｕ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｒｅｍｏｔｅ?ｓｅｎｓｉｎｇ，?（ａ）??Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｂｕｃｋｅｔ；?（ｂ）?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｏｎ?Ｊｕｎ．??５，２０１６??其次，监测和预警的
【参考文献】：
期刊论文
[1]增殖放流对太湖水环境治理的作用及相关政策建议[J]. 朱明胜,蒋加新,朱法明,金伟民,蒋敬平,陈金尧,张菊新,戴武春. 渔业信息与战略. 2017(03)
[2]群体微囊藻附生细菌特性[J]. 范琦,肖惠杰,吴强,汪水娟,李朋富. 湖泊科学. 2017(03)
[3]太湖水体氮、磷浓度演变趋势（1985-2015年）[J]. 戴秀丽,钱佩琪,叶凉,宋挺. 湖泊科学. 2016(05)
[4]太湖流域水环境综合治理及其启示[J]. 朱威,周小平,蔡杰. 水资源保护. 2016(03)
[5]黏伪鱼腥藻和铜绿微囊藻之间的化感作用研究[J]. 舒惠琳,郑凌凌,翁笑艳,庄惠如. 福建师范大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]基于分子标记的宏基因组16S rRNA基因高变区选择策略[J]. 张军毅,朱冰川,徐超,丁啸,李俊锋,张学工,陆祖宏. 应用生态学报. 2015(11)
[7]Application of metagenomics in the human gut microbiome[J]. Wei-Lin Wang,Shao-Yan Xu,Zhi-Gang Ren,Liang Tao,Jian-Wen Jiang,Shu-Sen Zheng. World Journal of Gastroenterology. 2015(03)
[8]太湖浮游植物群落结构及其与水质指标间的关系[J]. 李娣,李旭文,牛志春,王霞,师伟,于红霞. 生态环境学报. 2014(11)
[9]海洋浮霉状菌多样性与生态学功能研究进展[J]. 黄佩蓓,焦念志,冯洁,舒青龙. 微生物学通报. 2014(09)
[10]湖泊水体细菌多样性及其生态功能研究进展[J]. 任丽娟,何聃,邢鹏,王毓菁,吴庆龙. 生物多样性. 2013(04)
硕士论文
[1]太湖水体富营养化与水生生物群落结构的研究[D]. 成芳.苏州大学 2010
本文编号：3458734
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：268 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１蓝藻水华（ａ－ｂ）水表聚集（微褒藻水华，太湖）；（ｃ－ｄ）无水表聚集（微囊藻水华，太湖）；??（ｅ－ｆ）无水表聚集（浮丝藻水华，五里湖）；（ｇ－ｈ）蓝藻水华死亡形成“黑水团”（太湖）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍｓ，?（ａ－ｂ）?Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ?ａｔ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ｂｏｄｙ?ｉｎ??Ｌａｋｅ?Ｔａｉｈｕ；?（ｃ－ｄ）?Ａｂｓｅｎｃｅ?ｏｆ?Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉ?
藻水华信息（聚集区域、聚集面积、聚集频次、迁移趋势），利用蓝藻水华暴发频??次分析方法进一步分析太湖各湖区、各时期蓝藻重点预警区域以及蓝藻水华的发??生趋势。如图１．３ａ所示，利用２０１６年４－１０月份期间蓝藻水华暴发的区域和频??次，进行太湖蓝藻水华发生频率的区域性分布统计。颜色较深区域是蓝藻水华暴??发频率较高的区域，颜色较浅区域是蓝藻水华暴发频率较低的区域。每日的遥感??监测蓝藻水华分布情况详见图１．３ｂ，该图为２０１６年调查期间最大面积的蓝藻聚??集。然而，表征蓝藻水华生物量的蓝藻细胞密度和Ｃｈｌａ无疑是最为直接有效的??方式。??ｉｊＬ?＋??義??＝Ｅ?…??■■ｍｍ?＿?ｔ?—?ｔＳ－?￣ｘ?＊?丨???１２０＊?０＊０＊Ｅ?１２０＊?１０＊０１?１２０＊?Ｗ＇Ｏ＇Ｅ?１２０＊?３０＇０＂？??ｄｉｅｓ：?ｍｔｓ?〇?５?ｉｏ?２０??图１．３太湖蓝藻水华遥感监测（ａ）暴发频率图；（ｂ）每日遥感监测图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｉｎ?Ｌａｋｅ?Ｔａｉｈｕ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｒｅｍｏｔｅ?ｓｅｎｓｉｎｇ，?（ａ）??Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｂｕｃｋｅｔ；?（ｂ）?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｏｎ?Ｊｕｎ．??５，２０１６??其次，监测和预警的
藻水华信息（聚集区域、聚集面积、聚集频次、迁移趋势），利用蓝藻水华暴发频??次分析方法进一步分析太湖各湖区、各时期蓝藻重点预警区域以及蓝藻水华的发??生趋势。如图１．３ａ所示，利用２０１６年４－１０月份期间蓝藻水华暴发的区域和频??次，进行太湖蓝藻水华发生频率的区域性分布统计。颜色较深区域是蓝藻水华暴??发频率较高的区域，颜色较浅区域是蓝藻水华暴发频率较低的区域。每日的遥感??监测蓝藻水华分布情况详见图１．３ｂ，该图为２０１６年调查期间最大面积的蓝藻聚??集。然而，表征蓝藻水华生物量的蓝藻细胞密度和Ｃｈｌａ无疑是最为直接有效的??方式。??ｉｊＬ?＋??義??＝Ｅ?…??■■ｍｍ?＿?ｔ?—?ｔＳ－?￣ｘ?＊?丨???１２０＊?０＊０＊Ｅ?１２０＊?１０＊０１?１２０＊?Ｗ＇Ｏ＇Ｅ?１２０＊?３０＇０＂？??ｄｉｅｓ：?ｍｔｓ?〇?５?ｉｏ?２０??图１．３太湖蓝藻水华遥感监测（ａ）暴发频率图；（ｂ）每日遥感监测图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ｔｈｅ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｉｎ?Ｌａｋｅ?Ｔａｉｈｕ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｒｅｍｏｔｅ?ｓｅｎｓｉｎｇ，?（ａ）??Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｂｕｃｋｅｔ；?（ｂ）?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｂｌｏｏｍ?ｏｎ?Ｊｕｎ．??５，２０１６??其次，监测和预警的
【参考文献】：
期刊论文
[1]增殖放流对太湖水环境治理的作用及相关政策建议[J]. 朱明胜,蒋加新,朱法明,金伟民,蒋敬平,陈金尧,张菊新,戴武春. 渔业信息与战略. 2017(03)
[2]群体微囊藻附生细菌特性[J]. 范琦,肖惠杰,吴强,汪水娟,李朋富. 湖泊科学. 2017(03)
[3]太湖水体氮、磷浓度演变趋势（1985-2015年）[J]. 戴秀丽,钱佩琪,叶凉,宋挺. 湖泊科学. 2016(05)
[4]太湖流域水环境综合治理及其启示[J]. 朱威,周小平,蔡杰. 水资源保护. 2016(03)
[5]黏伪鱼腥藻和铜绿微囊藻之间的化感作用研究[J]. 舒惠琳,郑凌凌,翁笑艳,庄惠如. 福建师范大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]基于分子标记的宏基因组16S rRNA基因高变区选择策略[J]. 张军毅,朱冰川,徐超,丁啸,李俊锋,张学工,陆祖宏. 应用生态学报. 2015(11)
[7]Application of metagenomics in the human gut microbiome[J]. Wei-Lin Wang,Shao-Yan Xu,Zhi-Gang Ren,Liang Tao,Jian-Wen Jiang,Shu-Sen Zheng. World Journal of Gastroenterology. 2015(03)
[8]太湖浮游植物群落结构及其与水质指标间的关系[J]. 李娣,李旭文,牛志春,王霞,师伟,于红霞. 生态环境学报. 2014(11)
[9]海洋浮霉状菌多样性与生态学功能研究进展[J]. 黄佩蓓,焦念志,冯洁,舒青龙. 微生物学通报. 2014(09)
[10]湖泊水体细菌多样性及其生态功能研究进展[J]. 任丽娟,何聃,邢鹏,王毓菁,吴庆龙. 生物多样性. 2013(04)
硕士论文
[1]太湖水体富营养化与水生生物群落结构的研究[D]. 成芳.苏州大学 2010
本文编号：3458734
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