典型河口区沉积物的硝化和反硝化过程
发布时间：2023-02-12 19:24
仅在过去四十年,人类通过陆源输入向海洋排放的氮量就增加了一倍。氮输入量的增加导致了海洋严重的人为富营养化,造成海水透明度下降、耗氧量增加甚至威胁到人类健康和经济发展。硝化反应将NH4﹢经NO2﹣氧化为NO3﹣,是氮循环中连接生物固氮和厌氧反硝化作用的重要环节;同时还会消耗水体和沉积物中大量的氧气,导致陆架海域低氧甚至缺氧区的形成。反硝化作用把NO2﹣氧化为NO3﹣转化为气态的N2O或N2,对于缓解海水的富营养化、估算氮循环通量研究全球气候变化都具有重要的意义。因此,硝化和反硝化过程及其对环境因子变化(如气候变暖、难降解有机物污染及氮富营养化)的响应成为海洋环境科学中的一个重要的研究课题。 已有的研究表明,温度、盐度、溶解氧和NH4﹢含量等环境变量是影响硝化和反硝化速率的主要环境因子,而通过氨单加氧酶(amo)实现NH4﹢至NO2﹣转化的自养氨氧化细菌活性是硝化反应的限速因子。以DNA序列技术为基础的分子生物学实验手段可以实现对硝化细菌的特异性染色或扩增,进而不经过培养就能够对硝化细菌的数量和群落结构进行分析。反硝化细菌群落较复杂,难以采用分子生物学技术,但以传统的培养方法仍可以估算其数...
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
0 引言
1 综述
1.1 氮循环
1.1.1 氮的海洋生物地化循环
1.1.2 富营养化对氮循环的影响
1.1.3 氮循环与气候变化
1.1.4 海洋氮循环的研究进展
1.2 硝化与反硝化作用
1.2.1 硝化作用及研究现状
1.2.2 反硝化作用及研究现状
1.3 微生物在海洋氮循环中的作用及研究
1.3.1 海洋环境微生物概述
1.3.2 海洋环境微生物的研究方法
1.3.3 海洋硝化细菌的研究现状
1.3.4 海洋反硝化细菌的研究现状
1.4 研究海域的特点与意义
1.4.1 河口区域的特点与研究意义
1.4.2 英国Colne 海湾的研究背景
1.5 立题背景与技术路线
1.5.1 立题背景和依据
1.5.2 论文研究技术路线和思路
2 典型河口区的硝化和反硝化速率分布
2.1 国内典型河口附近海域的硝化和反硝化速率分布特征
2.1.1 研究方法
2.1.2 实验结果与分析
2.1.3 讨论
2.2 英国 Colne River Estuary 的硝化和反硝化速率分布
2.2.1 材料与方法
2.2.2 结果与分析
2.2.3 讨论
2.3 结论
3 河口区附近海域硝化和反硝化作用的主要影响因子
3.1 研究区域的沉积环境
3.1.1 样品采集与测定
3.1.2 实验结果与分析
3.2 硝化细菌分布特征及其影响因子
3.2.1 材料与方法
3.2.2 实验结果与分析
3.2.3 讨论
3.3 反硝化细菌分布及其影响因子
3.3.1 材料与方法
3.3.2 结果与分析
3.3.3 讨论
3.4 硝化和反硝化作用的主要影响因子
3.4.1 硝化反应速率的影响因子
3.4.2 反硝化反应速率的影响因子
3.5 长江口硝化细菌多样性的聚类分析
3.5.1 材料与方法
3.5.2 结果与与分析
3.6 结论
4 典型河口区硝化细菌的遗传多样性分析
4.1 材料与方法
4.1.1 样品采集
4.1.2 总DNA 和RNA 的提取
4.1.3 PCR 和 RT-PCR 扩增
4.1.4 Q-PCR 扩增
4.1.5 DGGE 分析
4.2 结果与分析
4.2.1 DNA 和 RNA 提取结果
4.2.2 PCR 结果
4.2.3 Q-PCR 反应引物的选择
4.2.4 硝化细细菌数量的实验结果
4.2.5 硝化细菌的遗传多样性
4.3 讨论
4.3.1 影响硝化细菌分布的主要环境因子
4.3.2 硝化细菌对潜在硝化反应速率的影响
4.4 结论
5 结语
5.1 结论
5.2 工作不足与展望
参考文献
附录
致谢
个人简历
发表的学术论文
本文编号：3741683
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摘要
ABSTRACT
目录
0 引言
1 综述
1.1 氮循环
1.1.1 氮的海洋生物地化循环
1.1.2 富营养化对氮循环的影响
1.1.3 氮循环与气候变化
1.1.4 海洋氮循环的研究进展
1.2 硝化与反硝化作用
1.2.1 硝化作用及研究现状
1.2.2 反硝化作用及研究现状
1.3 微生物在海洋氮循环中的作用及研究
1.3.1 海洋环境微生物概述
1.3.2 海洋环境微生物的研究方法
1.3.3 海洋硝化细菌的研究现状
1.3.4 海洋反硝化细菌的研究现状
1.4 研究海域的特点与意义
1.4.1 河口区域的特点与研究意义
1.4.2 英国Colne 海湾的研究背景
1.5 立题背景与技术路线
1.5.1 立题背景和依据
1.5.2 论文研究技术路线和思路
2 典型河口区的硝化和反硝化速率分布
2.1 国内典型河口附近海域的硝化和反硝化速率分布特征
2.1.1 研究方法
2.1.2 实验结果与分析
2.1.3 讨论
2.2 英国 Colne River Estuary 的硝化和反硝化速率分布
2.2.1 材料与方法
2.2.2 结果与分析
2.2.3 讨论
2.3 结论
3 河口区附近海域硝化和反硝化作用的主要影响因子
3.1 研究区域的沉积环境
3.1.1 样品采集与测定
3.1.2 实验结果与分析
3.2 硝化细菌分布特征及其影响因子
3.2.1 材料与方法
3.2.2 实验结果与分析
3.2.3 讨论
3.3 反硝化细菌分布及其影响因子
3.3.1 材料与方法
3.3.2 结果与分析
3.3.3 讨论
3.4 硝化和反硝化作用的主要影响因子
3.4.1 硝化反应速率的影响因子
3.4.2 反硝化反应速率的影响因子
3.5 长江口硝化细菌多样性的聚类分析
3.5.1 材料与方法
3.5.2 结果与与分析
3.6 结论
4 典型河口区硝化细菌的遗传多样性分析
4.1 材料与方法
4.1.1 样品采集
4.1.2 总DNA 和RNA 的提取
4.1.3 PCR 和 RT-PCR 扩增
4.1.4 Q-PCR 扩增
4.1.5 DGGE 分析
4.2 结果与分析
4.2.1 DNA 和 RNA 提取结果
4.2.2 PCR 结果
4.2.3 Q-PCR 反应引物的选择
4.2.4 硝化细细菌数量的实验结果
4.2.5 硝化细菌的遗传多样性
4.3 讨论
4.3.1 影响硝化细菌分布的主要环境因子
4.3.2 硝化细菌对潜在硝化反应速率的影响
4.4 结论
5 结语
5.1 结论
5.2 工作不足与展望
参考文献
附录
致谢
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