浑河底泥微生物群落结构时空变化及其与水环境因子间的关联研究

发布时间：2017-06-28 16:13

  本文关键词：浑河底泥微生物群落结构时空变化及其与水环境因子间的关联研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业化和城市化进程的加快,我国河流等自然水体普遍受到了严重污染,大量的污染物沉积到底泥当中,使得底泥成为微生物种类最为丰富的载体之一。一方面河流底泥中微生物会影响底泥中的污染物质的分布与转化、改变所处的环境条件,对于维持水生态系统的稳定性具有重要意义;另一方面环境条件的改变也能直接或间接地影响到微生物的群落结构。因此认识底泥中微生物群落分布特征对于了解污染历史、揭示污染物的迁移转化规律、有针对性地开展污染系统的生物修复具有重要意义。然而,目前的关于河流底泥微生物的研究多为一次性研究,而河流环境本身易受气温、径流、降水量等季节性变化条件的影响而发生改变,不同水期河流底泥中的微生物群落结构亦将存在季节性的差异。本文以我国东北地区的一条典型河流—浑河作为研究对象,分别考察了其在丰、平、枯三个不同水期时的水质情况及其底泥中微生物群落结构情况,综合分析微生物多样性变化与水环境因子之间的相关性,以期了解浑河不同季节时期底泥中微生物种类多样性及其分布现状,探索河流水质污染对沉积环境的潜在影响,为河流生态系统的保护和管理提供科学依据。论文得出以下主要结果:(1)沈阳市和抚顺市的交界处7号采样点为界线,浑河上游地区相邻采样点上覆水及间隙水的水质的相似度较高,具有很强的地域连续性;(2)浑河上游至下游底泥中细菌与古菌的多样性和种群丰度均呈现先逐渐上升再逐渐下降的总体趋势,且每个采样点细菌的多样性和种群丰度均大于同位点古菌的多样性和种群丰度;底泥中的细菌群落结构出现了较为明显的地域分区特征,而古菌则不具有明显的地域分区特征;(3)浑河底泥中反硝化型甲烷厌氧氧化菌的群落结构具有一定的时空异质性,三个水期采样点A的反硝化型甲烷厌氧氧化菌16S rRNA和pmoA功能基因的多样性均是平水期最高,丰水期居中,枯水期最低;其16S rRNA基因的丰度亦存在季节性差异,即平水期时丰度最高,枯水期居中,丰水期最少;相关性分析结果表明,丰水期时反硝化型甲烷厌氧氧化菌的16S rRNA的多样性只与间隙水中总磷浓度相关。
【关键词】：浑河 底泥 微生物 群落结构 时空分布
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X172;X522
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 研究河流底泥微生物的意义10-11
• 1.2 国内外研究进展11-16
• 1.2.1 细菌与古菌研究进展11-13
• 1.2.2 反硝化厌氧甲烷氧化菌研究进展13-16
• 1.3 研究手段—现代微生物分子生态学技术16-19
• 1.3.1 荧光原位杂交（FISH）技术16
• 1.3.2 末端限制性片段多态性（T-RFLP）技术16
• 1.3.3 变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术16-17
• 1.3.4 克隆文库技术17-18
• 1.3.5 实时定量荧光PCR（Real-time PCR）技术18-19
• 1.4 课题研究目的及意义19-20
• 1.4.1 课题项目来源19
• 1.4.2 研究区域现状19
• 1.4.3 本研究的目的及意义19-20
• 1.5 课题研究内容及技术路线20-22
• 2 研究区域与方法22-30
• 2.1 研究区域概况22
• 2.2 样品采集和分析方法22-24
• 2.2.1 采样点分布22-23
• 2.2.2 样品采集及分析方法23-24
• 2.3 分子生物学分析方法24-30
• 2.3.1DNA提取24-25
• 2.3.2 巢式PCR扩增25-26
• 2.3.3DGGE指纹图谱26-27
• 2.3.4 克隆文库27
• 2.3.5 实时定量PCR27-30
• 3 水质变化情况30-46
• 3.1 现场监测水质指标分析30-32
• 3.1.1 丰、平、枯三个水期水温变化情况30
• 3.1.2 丰、平、枯三个水期pH变化情况30-31
• 3.1.3 丰、平、枯三个水期溶解氧变化情况31-32
• 3.2 上覆水常规水质指标分析32-39
• 3.2.1 丰、平、枯三个水期上覆水COD与BOD5变化情况32-34
• 3.2.2 丰、平、枯三个水期上覆水总磷变化情况34-35
• 3.2.3 丰、平、枯三个水期上覆水氮污染物变化情况35-37
• 3.2.4 丰、平、枯三个水期上覆水叶绿素变化情况37-38
• 3.2.5 丰、平、枯三个水期上覆水溶解性有机碳变化情况38-39
• 3.3 间隙水常规水质指标分析39-42
• 3.3.1 丰、枯两个水期间隙水COD变化情况39
• 3.3.2 丰、枯两个水期间隙水总磷变化情况39-40
• 3.3.3 丰、枯两个水期间隙水氮污染物变化情况40-42
• 3.4 采样点水质情况的空间相似聚类分析42-44
• 3.4.1 上覆水水质情况的空间聚类分析42-43
• 3.4.2 间隙水水质情况的空间聚类分析43-44
• 3.5 小结44-46
• 4 总细菌和总古菌群落结构时空变化情况46-58
• 4.1 总细菌群落结构时空变化情况46-52
• 4.1.1 三个水期总细菌DGGE指纹图谱46-47
• 4.1.2 相似度及聚类分析47-50
• 4.1.3 细菌多样性50-52
• 4.2 总古菌群落结构变化情况52-57
• 4.2.1 总古菌DGGE指纹图谱52
• 4.2.2 相似度及聚类分析52-55
• 4.2.3 古菌多样性55-57
• 4.3 小结57-58
• 5 反硝化型甲烷厌氧氧化菌和pmoA功能基因群落结构变化情况及影响因素58-66
• 5.1 反硝化型甲烷厌氧氧化菌群落结构及丰度变化情况58-61
• 5.1.1 反硝化型甲烷厌氧氧化菌群落结构变化58-60
• 5.1.2 反硝化型甲烷厌氧氧化菌丰度变化60-61
• 5.2 pmoA功能基因群落结构变化情况61-63
• 5.3 反硝化型甲烷厌氧氧化菌和pmoA功能基因与污染物的Person相关性63-64
• 5.4 小结64-66
• 6 结论与建议66-67
• 6.1 结论66
• 6.2 建议66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-76
• 附录 攻读硕士期间发表论文76

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