湿地亚硝酸盐型厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化微生物生态学研究
发布时间：2022-11-04 22:58
基于亚硝酸盐为电子受体的厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX）反应和厌氧甲烷氧化（nitrite-dependent anaerobic methane oxidation, N-DAMO）反应是微生物氮循环和碳循环的最新内容,它们的发现对完善全球碳氮循环具有重要意义。 目前关于ANAMMOX的研究主要集中在人工环境和海洋环境；N-DAMO的各方面研究尚处于起步阶段,自然环境中N-DAMO的研究屈指可数。湿地是地球上最重要的自然生态系统之一。本论文以不同湿地类型（包括淡水湿地和滨海湿地）作为研究对象,对ANAMMOX和N-DAMO微生物进行生态学研究,以期探明这两类微生物在湿地系统中的生态分布特征、作用强度以及在湿地碳氮循环、温室气体减排和氮素污染修复中的作用。主要研究结果如下： 1)探明了湿地系统ANAMMOX菌和N-DAMO菌的群落结构特征 ①探明了湿地系统ANAMMOX菌的群落结构特征 淡水和滨海湿地系统中存在多个属的ANAMMOX菌及多个新的分支,种群多样性水平较高。在淡水湿地系统中,Candidatus...
【文章页数】：206 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
序言
摘要
Abstract
目录
1 引言
1.1 湿地微生物氮素循环及其意义
1.1.1 湿地的生态功能与分类
1.1.2 湿地氮循环的意义与主要生物过程
1.2 ANAMMOX与N-DAMO反应的发现及其生态学意义
1.2.1 ANAMMOX与N-DAMO反应的发现
1.2.2 ANAMMOX与N-DAMO反应的生态学意义
1.3 ANAMMOX与N-DAMO微生物及其生化反应机理
1.3.1 ANAMMOX微生物及其生化反应机理
1.3.2 N-DAMO微生物及其生化反应机理
1.4 ANAMMOX和N-DAMO微生物生态学研究现状
1.4.1 ANAMMOX微生物生态学研究现状
1.4.2 N-DAMO微生物生态学研究现状
1.5 论文研究目标及基本思路
2 淡水湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性研究
前言
2.1 材料与方法
2.1.1 取样区状况及取样点设置
2.1.2 理化因子测定
2.1.3 DNA抽提与PCR扩增
2.1.4 克隆与测序
2.1.5 定量PCR
2.1.6 系统发育分析
2.1.7 生物统计学分析
2.1.8 稳定同位素活性示踪
2.2 结果
2.2.1 钱塘江沉积物ANAMMOX菌群落组成、多样性和数量
2.2.2 下渚湖湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
2.2.3 水稻田湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
2.2.4 西溪湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
2.3 讨论
2.3.1 淡水湿地系统ANAMMOX菌的群落结构分析
2.3.2 淡水湿地系统ANAMMOX菌的数量分析
2.3.3 淡水湿地系统ANAMMOX菌的活性及其在氮循环中的作用分析
2.4 小结
3 淡水湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性研究
3.1 材料与方法
3.1.1 取样区状况及取样点设置
3.1.2 理化因子测定
3.1.3 DNA抽提与PCR扩增
3.1.4 克隆与测序
3.1.5 定量PCR
3.1.6 系统发育分析
3.1.7 生物统计学分析
3.1.8 稳定同位素活性示踪
3.2 结果
3.2.1 钱塘江沉积物N-DAMO菌群落组成、多样性和数量
3.2.2 下渚湖湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
3.2.3 水稻田湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
3.2.4 西溪湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
3.3 讨论
3.3.1 淡水湿地N-DAMO菌的群落结构分析
3.3.2 淡水湿地N-DAMO菌的数量分析
3.3.3 淡水湿地N-DAMO菌的活性及其在甲烷氧化中的作用分析
3.4 小结
4 滨海湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性研究
4.1 材料与方法
4.1.1 取样区状况及取样点设置
4.1.2 理化因子测定
4.1.3 DNA抽提与PCR扩增
4.1.4 克隆与测序
4.1.5 定量PCR
4.1.6 系统发育分析
4.1.7 生物统计学分析
4.1.8 稳定同位素活性示踪
4.2 结果
4.2.1 椒江河口ANAMMOX菌群落组成、多样性和数量
4.2.2 舟山海岛潮间带ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
4.2.3 杭州湾海域ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
4.3 讨论
4.3.1 滨海湿地ANAMMOX菌的群落结构分析
4.3.2 滨海湿地ANAMMOX菌的数量分析
4.3.3 滨海湿地系统ANAMMOX菌的活性分析
4.3.4 滨海湿地系统ANAMMOX菌在氮循环和作为无机氮汇中的作用分析
4.4 小结
5 滨海湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性研究
5.1 材料与方法
5.1.1 取样区状况及取样点设置
5.1.2 理化因子测定
5.1.3 DNA抽提与PCR扩增
5.1.4 克隆与测序
5.1.5 定量PCR
5.1.6 系统发育分析
5.1.7 生物统计学分析
5.1.8 稳定同位素活性示踪
5.2 结果
5.2.1 椒江河口N-DAMO菌群落组成、多样性和数量
5.2.2 舟山海岛潮间带N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
5.2.3 杭州湾海域N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
5.3 讨论
5.3.1 滨海湿地系统N-DAMO菌的群落结构分析
5.3.2 滨海湿地系统N-DAMO菌的数量分析
5.3.3 滨海湿地系统N-DAMO菌的活性及其在甲烷氧化中的作用分析
5.4 小结
6 湿地ANAMMOX反应和N-DAMO反应的生态环境效应评价
6.1 通量计算与分析
6.1.1 淡水湿地ANAMMOX反应所致的氮气产生通量
6.1.2 滨海湿地ANAMMOX反应所致的氮气产生通量
6.1.3 淡水湿地N-DAMO反应所致的氮气产生通量
6.1.4 滨海湿地N-DAMO反应所致的氮气产生通量
6.1.5 淡水湿地N-DAMO反应所致的甲烷氧化量
6.1.6 滨海湿地N-DAMO反应所致的甲烷氧化量
6.2 讨论
6.2.1 ANAMMOX与N-DAMO在氮循环和平衡氮收支中的重要意义
6.2.2 ANAMMOX与N-DAMO在缓解水体富营养化中的重要意义
6.2.3 ANAMMOX与N-DAMO在控制温室气体排放中的重要意义
6.3 结论
7 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 不足与展望
参考文献
个人简历
研究生阶段所取得的科研成果
论文发表情况
专利获得情况
奖励获得情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]西湖底泥中的反硝化型甲烷厌氧氧化菌的分子生物学检测[J]. 朱群,沈李东,胡宝兰,楼莉萍,程东庆. 环境科学学报. 2013(05)
[2]Biolog和PCR-DGGE技术解析椒江口沉积物微生物多样性[J]. 杜萍,刘晶晶,沈李东,胡宝兰,曾江宁,陈全震,寿鹿,廖一波. 环境科学学报. 2012(06)
[3]西湖底泥中厌氧氨氧化菌的分子生物学检测[J]. 沈李东,胡宝兰,郑平,钱轶超,陈婷婷,胡安辉,楼莉萍. 环境科学学报. 2011(08)
[4]椒江口滩涂大型底栖动物群落格局与多样性[J]. 赵永强,曾江宁,高爱根,陈全震,廖一波,寿鹿. 生物多样性. 2009(03)
[5]市政污泥:环境效益下的隐性资源[J]. 杨伟利. 环境. 2007(03)
[6]活性氮增加:一个威胁环境的问题[J]. 方华,莫江明. 生态环境. 2006(01)
[7]The global nitrogen cycle:Past,present and future[J]. James N.Galloway. Science in China（Series C:Life Sciences）. 2005(S2)
[8]椒南化工区排污口附近海域的底栖生物状况[J]. 刘莲,马道华. 海洋学研究. 2005(02)
[9]《拉姆萨尔公约》──《湿地公约》介绍[J]. 陈克林. 生物多样性. 1995(02)
本文编号：3701486
【文章页数】：206 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
序言
摘要
Abstract
目录
1 引言
1.1 湿地微生物氮素循环及其意义
1.1.1 湿地的生态功能与分类
1.1.2 湿地氮循环的意义与主要生物过程
1.2 ANAMMOX与N-DAMO反应的发现及其生态学意义
1.2.1 ANAMMOX与N-DAMO反应的发现
1.2.2 ANAMMOX与N-DAMO反应的生态学意义
1.3 ANAMMOX与N-DAMO微生物及其生化反应机理
1.3.1 ANAMMOX微生物及其生化反应机理
1.3.2 N-DAMO微生物及其生化反应机理
1.4 ANAMMOX和N-DAMO微生物生态学研究现状
1.4.1 ANAMMOX微生物生态学研究现状
1.4.2 N-DAMO微生物生态学研究现状
1.5 论文研究目标及基本思路
2 淡水湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性研究
前言
2.1 材料与方法
2.1.1 取样区状况及取样点设置
2.1.2 理化因子测定
2.1.3 DNA抽提与PCR扩增
2.1.4 克隆与测序
2.1.5 定量PCR
2.1.6 系统发育分析
2.1.7 生物统计学分析
2.1.8 稳定同位素活性示踪
2.2 结果
2.2.1 钱塘江沉积物ANAMMOX菌群落组成、多样性和数量
2.2.2 下渚湖湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
2.2.3 水稻田湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
2.2.4 西溪湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
2.3 讨论
2.3.1 淡水湿地系统ANAMMOX菌的群落结构分析
2.3.2 淡水湿地系统ANAMMOX菌的数量分析
2.3.3 淡水湿地系统ANAMMOX菌的活性及其在氮循环中的作用分析
2.4 小结
3 淡水湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性研究
3.1 材料与方法
3.1.1 取样区状况及取样点设置
3.1.2 理化因子测定
3.1.3 DNA抽提与PCR扩增
3.1.4 克隆与测序
3.1.5 定量PCR
3.1.6 系统发育分析
3.1.7 生物统计学分析
3.1.8 稳定同位素活性示踪
3.2 结果
3.2.1 钱塘江沉积物N-DAMO菌群落组成、多样性和数量
3.2.2 下渚湖湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
3.2.3 水稻田湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
3.2.4 西溪湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
3.3 讨论
3.3.1 淡水湿地N-DAMO菌的群落结构分析
3.3.2 淡水湿地N-DAMO菌的数量分析
3.3.3 淡水湿地N-DAMO菌的活性及其在甲烷氧化中的作用分析
3.4 小结
4 滨海湿地ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性研究
4.1 材料与方法
4.1.1 取样区状况及取样点设置
4.1.2 理化因子测定
4.1.3 DNA抽提与PCR扩增
4.1.4 克隆与测序
4.1.5 定量PCR
4.1.6 系统发育分析
4.1.7 生物统计学分析
4.1.8 稳定同位素活性示踪
4.2 结果
4.2.1 椒江河口ANAMMOX菌群落组成、多样性和数量
4.2.2 舟山海岛潮间带ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
4.2.3 杭州湾海域ANAMMOX菌群落组成、多样性、数量和活性
4.3 讨论
4.3.1 滨海湿地ANAMMOX菌的群落结构分析
4.3.2 滨海湿地ANAMMOX菌的数量分析
4.3.3 滨海湿地系统ANAMMOX菌的活性分析
4.3.4 滨海湿地系统ANAMMOX菌在氮循环和作为无机氮汇中的作用分析
4.4 小结
5 滨海湿地N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性研究
5.1 材料与方法
5.1.1 取样区状况及取样点设置
5.1.2 理化因子测定
5.1.3 DNA抽提与PCR扩增
5.1.4 克隆与测序
5.1.5 定量PCR
5.1.6 系统发育分析
5.1.7 生物统计学分析
5.1.8 稳定同位素活性示踪
5.2 结果
5.2.1 椒江河口N-DAMO菌群落组成、多样性和数量
5.2.2 舟山海岛潮间带N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
5.2.3 杭州湾海域N-DAMO菌群落组成、多样性、数量和活性
5.3 讨论
5.3.1 滨海湿地系统N-DAMO菌的群落结构分析
5.3.2 滨海湿地系统N-DAMO菌的数量分析
5.3.3 滨海湿地系统N-DAMO菌的活性及其在甲烷氧化中的作用分析
5.4 小结
6 湿地ANAMMOX反应和N-DAMO反应的生态环境效应评价
6.1 通量计算与分析
6.1.1 淡水湿地ANAMMOX反应所致的氮气产生通量
6.1.2 滨海湿地ANAMMOX反应所致的氮气产生通量
6.1.3 淡水湿地N-DAMO反应所致的氮气产生通量
6.1.4 滨海湿地N-DAMO反应所致的氮气产生通量
6.1.5 淡水湿地N-DAMO反应所致的甲烷氧化量
6.1.6 滨海湿地N-DAMO反应所致的甲烷氧化量
6.2 讨论
6.2.1 ANAMMOX与N-DAMO在氮循环和平衡氮收支中的重要意义
6.2.2 ANAMMOX与N-DAMO在缓解水体富营养化中的重要意义
6.2.3 ANAMMOX与N-DAMO在控制温室气体排放中的重要意义
6.3 结论
7 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 不足与展望
参考文献
个人简历
研究生阶段所取得的科研成果
论文发表情况
专利获得情况
奖励获得情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]西湖底泥中的反硝化型甲烷厌氧氧化菌的分子生物学检测[J]. 朱群,沈李东,胡宝兰,楼莉萍,程东庆. 环境科学学报. 2013(05)
[2]Biolog和PCR-DGGE技术解析椒江口沉积物微生物多样性[J]. 杜萍,刘晶晶,沈李东,胡宝兰,曾江宁,陈全震,寿鹿,廖一波. 环境科学学报. 2012(06)
[3]西湖底泥中厌氧氨氧化菌的分子生物学检测[J]. 沈李东,胡宝兰,郑平,钱轶超,陈婷婷,胡安辉,楼莉萍. 环境科学学报. 2011(08)
[4]椒江口滩涂大型底栖动物群落格局与多样性[J]. 赵永强,曾江宁,高爱根,陈全震,廖一波,寿鹿. 生物多样性. 2009(03)
[5]市政污泥:环境效益下的隐性资源[J]. 杨伟利. 环境. 2007(03)
[6]活性氮增加:一个威胁环境的问题[J]. 方华,莫江明. 生态环境. 2006(01)
[7]The global nitrogen cycle:Past,present and future[J]. James N.Galloway. Science in China（Series C:Life Sciences）. 2005(S2)
[8]椒南化工区排污口附近海域的底栖生物状况[J]. 刘莲,马道华. 海洋学研究. 2005(02)
[9]《拉姆萨尔公约》──《湿地公约》介绍[J]. 陈克林. 生物多样性. 1995(02)
本文编号：3701486
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