水环境游离DNA表征及其应用探索
本文关键词：水环境游离DNA表征及其应用探索
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【摘要】：生态环境与生物多样性研究一直都是相关领域关注的重点。环境DNA通常是指从环境样本中获取的各物种DNA的总和,因其可以快速的进行环境生物物种的鉴定而备受关注。淡水生态系统是人们赖以生存的重要资源之一,近年来生态环境恶化、生物多样性减少使得淡水资源调查和水生生物物种监测成为当前生态学相关领域的研究热点。相对于传统的物种监测方法,环境DNA监测具有快速、简便、非侵入性等优点,但物种DNA会受到水环境中各种因素的影响而出现较大的波动。因此针对水环境中游离DNA进行系统的表征对于其在物种鉴定、多样性分析和环境保护方面的研究意义重大。本论文拟重点对影响水环境游离DNA浓度的各种因素进行控制环境和自然环境的探索,并进一步应用最新的高通量测序技术对水环境DNA进行全面检测分析，建立系统的水环境DNA检测分析平台。为水环境DNA的深入应用奠定基础。该论文的具体研究内容如下:1、水环境游离DNA的表征:该论文重点进行了水环境游离DNA分离纯化方法和浓度影响因素的研究。首先比较了两种常用的环境DNA提取方法,结果显示异丙醇沉淀配合试剂盒方法获得的水环境DNA浓度高而且稳定,同时具有操作方便、试剂消耗少等优点;在取样体积的比较研究中发现l0mL环境水样获得的DNA浓度能够满足后续研究的需求,具有很好的代表性;随后进行的生物量、环境温度、存在时间等对环境DNA浓度影响的研究结果表明:水环境DNA浓度随生物量的增加而增加,具有一定的线性关系;在普通环境温度(15-25℃)条件下,水环境DNA浓度没有显著的变化,但是在物种被移除后,水环境DNA会逐渐减少,30天后即被完全清除,进一步研究发现水样中存在微囊泡结构包裹的DNA,这为进一步研究水环境DNA的存在状态提供了新的方向。同时在自然环境下不同地理位置、取样时间下环境DNA浓度也存在一定的差异。2、水环境DNA的高通量检测与应用探索论文利用高通量测序技术对南京市玄武湖水样中DNA进行了真核微生物多样性的探索。首先对玄武湖不同水域、不同月份的水样进行收集,并提取水环境DNA进行真核微生物18s核糖体V4可变区的PCR扩增,扩增产物构建高通量测序文库,随后进行HiSeq 2500 PE250测序与生物信息分析。结果发现玄武湖解放门附近水域,在3、4、5、6月份分别有其各自的优势种属,如3月份隐藻属(Cyptomonas),栉毛虫属(Didinium),棕鞭藻属(Ochromonas),网甲藻属(Woloszynskia),拟多甲藻属(Peridiniopsis)最为丰富,而到了 4月份最优势种属变成了悬铃木属(Platanus),杯鞭虫属(Bicosoeca),根生壶菌属(Rhizophydium),球领鞭虫(Sphaeroeca);在 5、6 月份颈虫属(Dileptus)圆纤虫属(Stongylidium),拟尾虫属(Pseudotontonia)和管膜虫(Cyrtohymena),筒壳虫(Tintinnidium)分别为丰度最高的种属;同在五月份,湖区不同的位置亦存在一些种属的差异。说明水环境DNA可以很好的检测特定水域物种的分布和动态变化情况,水环境DNA结合高通量测序技术能够为水生生物物种的多样性调查提供更加全面、新颖的研究手段。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q523
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，本文编号：1284576
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