渤海海滨湿地螺旋藻及相关微型生物多样性分析

发布时间：2019-07-18 10:57

【摘要】：螺旋藻因富含蛋白质、碳水化合物、维生素、不饱和脂肪酸及微量元素,已被成功开发应用并实现产业化生产,但随着螺旋藻应用领域的扩大,功能藻株的需求也随之加强,为了获得优良藻株本课题组进行了连续三年的水样采集,对样品的显微观察发现,螺旋藻、节旋藻在渤海海滨及其周围内陆湿地广泛存在。但由于尚未找到有效的藻株富集方法,且挑取单藻丝进行纯培养常常遭到失败,致使一些水样中的螺旋藻、节旋藻藻株丢失,未能获得纯培养,推测藻株的生长受到了水样理化环境的影响,因此为了获得更多的纯培养藻株,2015年7月-2015年9月,对海岸线较长、湿地类型比较多样化的渤海湿地及周边水域进行了细菌、蓝细菌和真核微型生物多样性分析,一方面对分类结果进行补充分析,另一方面为富集条件的选择提供依据。主要研究结果如下:1.对渤海湿地及周边水域的18个采样点水样的螺旋藻进行计数,发现不同来源水样中螺旋藻的数量存在明显差异;当水样TN和TP分别在4.9-15.8 mg/L和0.1-0.63mg/L之间时,适宜螺旋藻的生长。2.通过Illumina HiSeq高通量测序,18个采样点中细菌的优势类群为变形杆菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、硬壁菌门(Firmicutes);真核微型生物的优势类群为轮形动物门(Rotifera)、节肢动物门(Arthropoda)、绿藻门(Chlorophyta);蓝细菌在属的水平上优势类群为聚球藻(Synechococcus)、微胞藻属(Microcystis)、Halanaerobacter、浮丝藻属(Planktothrix)。分析18个样品中微生物样性差异,河北北戴河湿地(B1)细菌物种丰度最高,辽宁盘锦红海滩度假村周边天然湿地(L1)细菌种类多样性最大,内蒙古巴哈尔北湖(N2)的细菌多样性和物种丰度均最低;河北北戴河湿地(B1)真核微型生物物种丰度最高,天津海河教育园区天然湿地(T5)真核微型生物物种多样性最高,内蒙古科研镇天然湿地(N5)的真核微型生物物种丰富度最低,内蒙古巴彦淖尔碱湖(N4)的真核微型生物物种多样性最低;天津海河教育园区天然池塘(T5)蓝细菌物种最丰富,北戴河湿地(B1)蓝细菌多样性高于其他地方,内蒙古索贝尔湖(N3)的蓝细菌丰富度、多样性低于其他样点。通过测定18个样品的环境因子,发现其与蓝细菌群落分布相关性由高到低依次是:COD、总氮、pH、氨氮、叶绿素a、DO、温度、盐度、总磷。3.以实验室保存和本人分离纯化的98株不同来源螺旋藻、节旋藻为对象,采用细菌通用引物和蓝细菌特异引物对16S rRNA基因进行扩增,从基因序列的变异位点和平均G+C百分含量来看,蓝细菌特异引物扩增的16S rRNA基因比细菌通用引物扩增的16S rRNA基因的序列变异程度大,表现出较为丰富的遗传多样性。两种引物构建的系统发育NJ树将螺旋藻、节旋藻分为三个类群,但是细菌通用引物扩增的16S rRNA基因构建的系统发育中,藻株TJJ1、TJBC1、TJBC2、TJBC3、TJBC7-4、TJBC8、TJBC14-2、TJSD1属于节旋藻属,但在基于蓝细菌特异引物扩增的16S rRNA基因构建的系统发育树中,它们属于螺旋藻属。与本课题组前期其它指标分子的分类结果比较发现基于psbA基因序列的系统发育树中,藻株TJBC1与F-1070、F-351、F-904-2聚集在一起,基于脂肪酸生物标记特征指数的系统发育树中,TJBC3与F-351、F-1070聚集在一起,且扫描电镜结果从形态方面也证实了系统发育树分析结果,因此作者认为采用蓝细菌特异引物扩增其16s rRNA基因,依据该序列同源性区分螺旋藻、节旋藻更准确。4.选取温度、氨氮、pH、总氮4个因素,设置实验室培养、天津、山东、河北、内蒙环境条件,发现实验培养条件下各藻株的生物量最高,其次藻株来源地的条件更适合其生长繁殖,因此,在螺旋藻实际生产中,要结合藻株来源地的环境和养殖成本,综合分析获得最适的养殖条件。
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图片说明： 第二章 藻的分离纯化与培养分布比较广泛，在湿地中的藻类品种亦是繁多，为合理的对单一对象螺，需对湿地水样中的螺旋藻进行分离纯化以得到纯种来进行理论研究。旋藻分离纯化的常用方法有：平板划线分离法，操作简单，但是受藻种制；毛细管分离法，，操作简单、可靠，但操作难度较大；水滴分离法，准确，但目的性差。验材料与仪器验材料样品验所用水样均采自渤海海滨湿地及其周边水域，采样工作主要于 2015 年每个采样点用采水器取五个平行样，采样水深 20-50 cm，每个样品为远四次或更多次数的采集水体的混合样品，样品采集后灌入事先经过高温样瓶中，将样品以最短的时间带回实验室，主要采样地点见图 2-1。
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图片说明： T6 103～148 127B1 13～28 17B2 19～29 23S1 99～134 112S2 65～82 79L1 121～146 135L2 87～118 107L3 18～42 25N1 187～213 197N2 346～392 364N3 291～332 321N4 145～201 178N5 218～287 255
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q949.2;Q93

【参考文献】

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本文编号：2515844