仿生植物附着氨氧化微生物群落结构及其对环境因子的响应研究
发布时间：2023-06-02 01:46
硝化作用是氮素循环的重要过程,而氨氧化是硝化过程的第一步也是限速步骤。长期以来,氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)被认为是氨氧化的唯一驱动者。然而,古菌的宏基因组和纯培养的研究表明,部分古菌也具有氨氧化能力,该种群被称为氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA),随后被划分为一个新的门类,奇门古菌。大量研究表明,AOA在氮素循环中也起着非常重要的作用。本文以AOA和AOB的氨单加氧酶α亚基(amoA基因)为靶基因,研究低氧高氨氮城市河道中AOA和AOB的丰度和群落结构随季节变化规律及其对环境因子的响应；以仿生植物为载体,在城市河道内原位附着生物膜,研究仿生植物附着AOA和AOB的丰度和群落结构随季节变化规律及其对环境因子的响应；通过室内控制试验,研究环境因子(温度、pH和氨氮)对仿生植物附着AOA和AOB的丰度和群落结构的影响。得出了以下主要结论： (1)丰水期外来水源携带了大量AOA和AOB进入金山湖和古运河,这些微生物在枯水期初期得到了较好的生长,但由于水体扰动的减少,导致微生物逐渐沉降于水体底部。定量分析表...
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1. 研究背景
1.1 我国城市河道污染现状及治理瓶颈
1.2 仿生植物净化污染河道研究现状分析
1.3 金山湖和古运河概况
2. 氨氧化细菌和氨氧化古菌的分类及环境因子对其生态分布的影响
2.1 AOB的分类及环境因子对其生态分布的影响
2.2 AOA的分类及环境因子对其生态分布的影响
3. 研究目的、主要内容和技术路线
3.1 研究目的
3.2 研究的主要内容
3.3 技术路线
第二章 研究方法
1. 试验仪器和生化试剂
1.1 试验仪器
1.2 主要生化试剂
2. 仿生植物的制作
3. 室内外实验设计
3.1 古运河流域相关实验设计
3.2 仿生植物相关实验设计
3.3 环境因子相关实验设计
4. 理化参数的测定
5. DNA的提取
6. 引物的选择和PCR扩增
6.1 引物的选择
6.2 PCR扩增
7. 克隆文库的构建
7.1 扩增产物的连接、转化与筛选
7.2 DNA测序
7.3 克隆文库的分析
8. 系统发育分析
9. 实时荧光定量PCR
9.1 实时荧光定量PCR程序
9.2 标准曲线的建立
10. 数据分析
10.1 多样性指数和物种丰度计算
10.2 多元统计分析
第三章 古运河流域氨氧化微生物群落结构及其对环境因子的响应
1. 引言
2. 金山湖AOA和AOB群落结构及其对环境因子的响应
2.1 金山湖环境样品理化参数
2.2 金山湖环境样品amoA基因定量分析
2.3 金山湖环境样品amoA基因多样性分析
2.4 金山湖环境样品amoA基因系统发育分析
2.5 金山湖环境样品AOA和AOB群落结构与环境因子的相关性分析
2.6 金山湖环境样品AOA和AOB群落结构聚类分析
2.7 小结
3. 大运河镇江段AOA和AOB群落结构及对环境因子的响应
3.1 大运河镇江段水样理化参数
3.2 大运河镇江段amoA基因定量分析
3.3 大运河镇江段amoA基因多样性分析
3.4 大运河镇江段amoA基因系统发育分析
3.5 大运河镇江段AOA和AOB群落结构与环境因子相关性分析
3.6 大运河镇江段AOA和AOB群落结构聚类分析
3.7 小结
4. 古运河AOA和AOB群落结构及对环境因子的响应
4.1 古运河水样理化参数
4.2 古运河水样amoA基因克隆文库构建
4.3 古运河水样amoA基因定量分析
4.4 古运河水样amoA基因多样性分析
4.5 古运河水样amoA基因系统发育分析
4.6 古运河水样AOA和AOB群落结构与环境因子相关性分析
4.7 古运河AOA和AOB群落结构聚类分析
4.8 小结
5. 本章小结
第四章 仿生植物附着氨氧化微生物群落结构及其对环境因子的响应
1. 引言
2. 结果和讨论
2.1 仿生植物理化参数
2.2 仿生植物样品的形态观察
2.3 仿生植物amoA基因RFLP分析
2.4 仿生植物amoA基因定量分析
2.5 仿生植物amoA基因多样性分析
2.6 仿生植物amoA基因系统发育分析
2.7 仿生植物AOA和AOB的群落结构与环境因子相关性分析
2.8 仿生植物AOA和AOB群落结构聚类分析
3. 本章小结
第五章 室内控制单环境因子对仿生植物附着氨氧化微生物群落结构的影响
1. 引言
2. 克隆文库构建
3. 温度对AOA和AOB生态分布的影响
3.1 温度对amoA基因丰度的影响
3.2 温度对AOA和AOB群落结构的影响
4. pH对AOA和AOB生态分布的影响
4.1 pH对AOB的影响
4.2 pH对AOA的amoA基因丰度的影响
4.3 pH对AOA群落结构的影响
5. 氨氮浓度对AOA和AOB生态分布的影响
5.1 氨氮浓度对amoA基因丰度的影响
5.2 氨氮浓度对AOA和AOB群落结构的影响
6. 本章小结
第六章 结论与展望
1. 主要结论
2. 本论文创新点
3. 不足与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
本文编号：3827428
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1. 研究背景
1.1 我国城市河道污染现状及治理瓶颈
1.2 仿生植物净化污染河道研究现状分析
1.3 金山湖和古运河概况
2. 氨氧化细菌和氨氧化古菌的分类及环境因子对其生态分布的影响
2.1 AOB的分类及环境因子对其生态分布的影响
2.2 AOA的分类及环境因子对其生态分布的影响
3. 研究目的、主要内容和技术路线
3.1 研究目的
3.2 研究的主要内容
3.3 技术路线
第二章 研究方法
1. 试验仪器和生化试剂
1.1 试验仪器
1.2 主要生化试剂
2. 仿生植物的制作
3. 室内外实验设计
3.1 古运河流域相关实验设计
3.2 仿生植物相关实验设计
3.3 环境因子相关实验设计
4. 理化参数的测定
5. DNA的提取
6. 引物的选择和PCR扩增
6.1 引物的选择
6.2 PCR扩增
7. 克隆文库的构建
7.1 扩增产物的连接、转化与筛选
7.2 DNA测序
7.3 克隆文库的分析
8. 系统发育分析
9. 实时荧光定量PCR
9.1 实时荧光定量PCR程序
9.2 标准曲线的建立
10. 数据分析
10.1 多样性指数和物种丰度计算
10.2 多元统计分析
第三章 古运河流域氨氧化微生物群落结构及其对环境因子的响应
1. 引言
2. 金山湖AOA和AOB群落结构及其对环境因子的响应
2.1 金山湖环境样品理化参数
2.2 金山湖环境样品amoA基因定量分析
2.3 金山湖环境样品amoA基因多样性分析
2.4 金山湖环境样品amoA基因系统发育分析
2.5 金山湖环境样品AOA和AOB群落结构与环境因子的相关性分析
2.6 金山湖环境样品AOA和AOB群落结构聚类分析
2.7 小结
3. 大运河镇江段AOA和AOB群落结构及对环境因子的响应
3.1 大运河镇江段水样理化参数
3.2 大运河镇江段amoA基因定量分析
3.3 大运河镇江段amoA基因多样性分析
3.4 大运河镇江段amoA基因系统发育分析
3.5 大运河镇江段AOA和AOB群落结构与环境因子相关性分析
3.6 大运河镇江段AOA和AOB群落结构聚类分析
3.7 小结
4. 古运河AOA和AOB群落结构及对环境因子的响应
4.1 古运河水样理化参数
4.2 古运河水样amoA基因克隆文库构建
4.3 古运河水样amoA基因定量分析
4.4 古运河水样amoA基因多样性分析
4.5 古运河水样amoA基因系统发育分析
4.6 古运河水样AOA和AOB群落结构与环境因子相关性分析
4.7 古运河AOA和AOB群落结构聚类分析
4.8 小结
5. 本章小结
第四章 仿生植物附着氨氧化微生物群落结构及其对环境因子的响应
1. 引言
2. 结果和讨论
2.1 仿生植物理化参数
2.2 仿生植物样品的形态观察
2.3 仿生植物amoA基因RFLP分析
2.4 仿生植物amoA基因定量分析
2.5 仿生植物amoA基因多样性分析
2.6 仿生植物amoA基因系统发育分析
2.7 仿生植物AOA和AOB的群落结构与环境因子相关性分析
2.8 仿生植物AOA和AOB群落结构聚类分析
3. 本章小结
第五章 室内控制单环境因子对仿生植物附着氨氧化微生物群落结构的影响
1. 引言
2. 克隆文库构建
3. 温度对AOA和AOB生态分布的影响
3.1 温度对amoA基因丰度的影响
3.2 温度对AOA和AOB群落结构的影响
4. pH对AOA和AOB生态分布的影响
4.1 pH对AOB的影响
4.2 pH对AOA的amoA基因丰度的影响
4.3 pH对AOA群落结构的影响
5. 氨氮浓度对AOA和AOB生态分布的影响
5.1 氨氮浓度对amoA基因丰度的影响
5.2 氨氮浓度对AOA和AOB群落结构的影响
6. 本章小结
第六章 结论与展望
1. 主要结论
2. 本论文创新点
3. 不足与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
本文编号：3827428
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