条斑紫菜养殖对浮游藻类和浮游细菌生物多样性的影响及菌藻化感效应研究

发布时间：2017-08-18 10:16

  本文关键词：条斑紫菜养殖对浮游藻类和浮游细菌生物多样性的影响及菌藻化感效应研究

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【摘要】：条斑紫菜(Porphyra yezoensis)是我国主要海洋经济藻类,栽培过程中经常会遇到病害等各种问题。水环境中浮游藻类及浮游细菌的生物多样性是反映该水环境的时下状态,而条斑紫菜养殖及其它人工干预活动对水环境的原初状态必然产生变化。本文系统地综述了国内外浮游藻类及细菌生态学研究进展基础上,围绕条斑紫菜养殖行为对原位海域浮游藻类及浮游微生物的生物多样性影响,在下列5个方面进行了研究:1、条斑紫菜养殖对浮游藻类生物多样性的影响于2012年11月至12月间,在江苏海州湾条斑紫菜养殖海域及非养殖海域各设置4个采样位点,采集表层海水,以构建条斑紫菜养殖及非养殖海域rbcL基因质粒文库的研究方法,研究条斑紫菜养殖对浮游藻类生物多样性的影响。在条斑紫菜非养殖海域发现8种海洋微藻,Cryptomonas占总克隆数22%,Thalassiosira、Skeletonema costatum分别占6%和2%;条斑紫菜养殖海域发现10种海洋微藻,其中Heterothrix debilis占总克隆数22%,优势度明显,仅3种微藻为2海域共有(Chlorella、Cryptomonas及S.costatum),表明条斑紫菜养殖海域及非养殖海域浮游藻类群落组成差异显著。条斑紫菜非养殖海域及养殖海域的浮游藻类香农指数均值分别为3.273和3.654,均匀度指数均值分别为1.090和1.040,说明条斑紫菜养殖海域浮游藻类生物多样性较非养殖海域丰富,而群落的成熟度与稳定性非养殖海域高。2、条斑紫菜养殖对浮游细菌生物多样性的影响本文采用高通量深度测序技术研究条斑紫菜养殖对浮游细菌生物多样性的影响,在条斑紫菜养殖海域与非养殖海域各设置4个采样点采集表层海水样品,经鉴定浮游细菌来源15个门,共141属、253种浮游细菌及部分未确定种。养殖海域主要优势菌群为Proteobacteria(44%)、Bacteroidetes(41%)、Firmicutes(9%);非养殖海域主要Proteobacteria(32%)、Bacteroidetes(25%)、Firmicutes(38%)、Fusobacteria(5%);Proteobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes三个门的细菌在整个海域细菌菌群结构中占主导地位。Verrucomicrobia、Actinobacteria、Cyanobacteria三门细菌仅在养殖海域出现,占总量5%左右;条斑紫菜养殖海域浮游细菌的生物多样性及丰富度均高于非养殖海域,相关性极强;非养殖海域覆盖率指数高于养殖海域,群落的成熟度与稳定性比养殖海域高。3、Marinobacter adhaerens HY-3与Skeletonema costatum间化感效应研究化感作用是一种极其复杂的生理、生态学现象。在条斑紫菜养殖过程中,经常会被硅藻(Diatom)附着造成紫菜病害及品质下降,据相关文献报道,海洋细菌M.adhaerens与硅藻之间有一定的相互作用。本研究从条斑紫菜养殖海域海水样本中分离获得一株菌株,确定为M.adhaerens HY-3,选择属硅藻的S.costatum作为研究对象,研究M.adhaerens HY-3与S.costatum种间化感效应,研究显示:M.adhaerens HY-3浓度104开始对S.costatum生长产生抑制效应,共培养10 d,104、106、108组S.costatum生长量分别是对照组的70%、23%、22%;叶绿素的合成量是对照组88%、62%、60%;添加M.adhaerens HY-3菌株胞外代谢物,对S.costatum生长无任何影响;本文建立了海洋}0菌M.adhaerens HY-3对中肋骨条藻生长抑制作用的定量关系。4、海州湾海域人工养殖的条斑紫菜内生细菌分离的鉴定对江苏海州湾海域人工养殖的条斑紫菜内生细菌进行分离鉴定,探讨其促生长作用。自条斑紫菜叶状体分离得到4株内生细菌,对该4株菌进行了形态学及生理生化检测并结合16SrDNA序列分析;对该内生细菌促生长作用进行初步研究。获得4株内生细菌,命名为ZCN-I、ZCN-II、ZCN-III、ZCN-IV,经鉴定4株均为芽孢杆菌属:ZCN-I为类芽孢杆菌(Paenibacillus barcinonensissp),ZCN-III为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),ZCN-II、ZCN-IV不确定;经分析,ZCN-II、ZCN-IV与B.licheniformis亲缘关系很近,可能为其亚种或变种;促生长作用研究显示,ZCN-I、ZCN-II、ZCN-III均能促进紫菜生长,其中ZCN-I、ZCN-II效果显著,分别高出对照组250%及190%;ZCN-IV无促生长作用;说明条斑紫菜体内存在一定数量内生细菌并具有一定的促生长作用。5、海州湾海域人工养殖的条斑紫菜丝状体黄斑病病原体的分离鉴定通过对条斑紫菜黄斑病原分析并对病原菌进行分离,回复感染结合形态学观察及生理生化鉴定以及16S rRNA序列分析等,认为黄斑病的病原菌是河豚毒素交替假单胞菌(Pseudoalteromonas tetraodonis),并提出防治的基本方法。条斑紫菜养殖过程中,由于紫菜生长过程中新陈代谢、藻体分泌以及人类活动干预导致紫菜养殖海域水体中积累高浓度有机污染物,而使富营养化程度提高,对浮游藻类及细菌的生物多样性造成一定的影响而形成差异;海洋细菌M.adhaerens HY-3与条斑紫菜有害藻S.costatum之间存在化感克制效应;条斑紫菜体内存在一定数量内生细菌并具有一定的促生长作用;条斑紫菜丝状体黄斑病的病原菌是河豚毒素交替假单胞菌(P.tetraodonis)。
【关键词】：条斑紫菜 浮游藻类 浮游细菌 生物多样性 中肋骨条藻 化感作用 内生菌
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S968.431
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-10
• Extended Abstract10-25
• 变量注释表25-26
• 1 绪论26-40
• 1.1 概述26
• 1.2 研究现状26-37
• 1.3 研究目标37-38
• 1.4 理论创新38-40
• 2 研究材料及方法40-55
• 2.1 条斑紫菜养殖对浮游藻类生物多样性的影响40-44
• 2.2 条斑紫菜养殖对浮游细菌生物多样性的影响44-46
• 2.3 M.adhaerens HY-3 与S.costatum间化感效应研究46-48
• 2.4 条斑紫菜内生细菌分离鉴定及促生长作用研究48-50
• 2.5 条斑紫菜丝状体黄斑病病原体的分离及鉴定50-54
• 2.6 研究技术路线54-55
• 3 条斑紫菜养殖对浮游藻类生物多样性的影响55-64
• 3.1 引言55
• 3.2 材料与方法55-56
• 3.3 结果与分析56-62
• 3.4 讨论62-64
• 4 条斑紫菜养殖对浮游细菌生物多样性的影响64-73
• 4.1引言64
• 4.2 材料与方法64
• 4.3 结果与分析64-70
• 4.4 讨论70-73
• 5 M. adhaerens HY-3 与S. costatum间化感效应研究73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 材料与方法73-74
• 5.3 结果与分析74-81
• 5.4 讨论81-83
• 6 海州湾海域人工养殖的条斑紫菜内生细菌分离鉴定83-94
• 6.1 引言83
• 6.2 材料与方法83
• 6.3 结果与分析83-92
• 6.4讨论92-94
• 7 海州湾海域人工养殖的条斑紫菜丝状体黄斑病病原体分离鉴定94-104
• 7.1 引言94
• 7.2 材料与方法94-95
• 7.3 结果与分析95-102
• 7.4 讨论102-104
• 8 研究结论104-106
• 参考文献106-119
• 作者简历119-122
• 攻读博士学位期间发表论文122-124
• 学位论文数据采集124

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