【摘要】：近年來,由于人類活動的影響,淡水湖泊微囊藻毒素污染問題越來越嚴重。作為淡水湖泊中重要的組成成分,細菌群落能降解水體中的微囊藻毒素,對維持淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著不可替代的作用。因此,研究細菌群落與微囊藻毒素產生之間的關系對于預測及治理淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)未來環(huán)境變化具有重要的意義。鄱陽湖是我國最大的淡水湖泊,其水質狀況在一定程度上影響整個流域的生態(tài)安全。本研究以鄱陽湖為研究對象,在總結以往相關研究報道的基礎上,選擇了4個調查樣地,包括了主湖區(qū)的星子、都昌和康山水域,以及典型的子湖區(qū)-戰(zhàn)備湖。本研究選擇水溫較高、適于藍藻生長的月份開展實驗,分別在2016年和2017年的7、9、10和11月份對選擇樣地的表層水樣進行分析。首先對微囊藻毒素,藍藻群落以及產微囊藻毒素基因(mcyA基因)的分布特征及相互關系進行分析,然后通過16S rRNA基因高通量測序和熒光定量等分子生物學技術,對水體細菌群落組成和豐度進行了探究,并結合代謝功能預測進一步探討微囊藻毒素產生對湖泊水體細菌群落結構和功能的影響,最終得出以下主要結論:1.水體微囊藻毒素空間上無顯著的差異,而在時間上差異顯著,表現在11月份顯著高于其他幾個月份,其主要受到pH值、水溫、水深、氨氮、總氮,正磷酸鹽、溶解性有機碳和葉綠素α的影響。2.顯微觀察結果表明,藍藻群落中,微囊藻屬和魚腥藻屬等是優(yōu)勢藍藻屬。空間上,戰(zhàn)備湖樣地的藍藻豐度顯著高于其他樣地,而在時間上表現在9月份藍藻豐度顯著最高,而在11月份顯著最低。微囊藻屬(Microcystis sp.)和微囊藻毒素呈顯著的負相關。因此,微囊藻屬對微囊藻毒素的產生貢獻最大,11月份微囊藻毒素濃度較高可能與溫度太低,使得藍藻細胞大量裂解死亡,釋放微囊藻毒素相關。3.mcyA基因在時間上差異顯著,其拷貝數在10月份顯著最高。mcyA基因和微囊藻屬(Microcystis sp.)呈顯著的正相關,與微囊藻毒素沒有顯著的相關性�？赡茉蚴呛琺cyA基因的有毒微囊藻屬占有絕大部分,但是微囊藻毒素的產生過程非常復雜,涉及多種mcy基因參與調控。4.細菌群落多樣性在2017年11月份顯著最低,但16S rRNA基因拷貝數顯著最高。細菌群落組成中,放線菌門(Actinobacteria)、變形菌門(Proteobacteria)和藍細菌門(Cyanobacteria)最為優(yōu)勢;細菌群落在時間差異不顯著,僅表現出時間差異,時間上11月份,變形菌門(Proteobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)的相對豐度顯著最高。細菌代謝功能中,主要是化能異養(yǎng)代謝功能和光合自養(yǎng)代謝功能最優(yōu)勢,11月份的化能異養(yǎng)功能豐度顯著最高,而光合自養(yǎng)功能豐度顯著最低。5.伴隨著微囊藻毒素的濃度升高,細菌群落豐度增加,化能異養(yǎng)功能顯著增強。微囊藻毒素與伯克氏菌科(Burkholderiaceae)和OPB56呈顯著的正相關,而和酸微菌科(Acidimicrobiaceae)、奈瑟氏菌(Neisseriaceae)、微桿菌科(Microbacteriaceae)和噬幾丁質菌科(Chitinophagaceae)呈顯著的負相關,表明微囊藻毒素可能為這些細菌提供重要的碳源或者能源綜上結果顯示,微囊藻屬(Microcystis sp.)作為主要的產微囊藻毒素的有毒藍藻,在藍藻群落中占優(yōu)勢地位。而細菌中的酸微菌科(Acidimicrobiaceae)、奈瑟氏菌(Neisseriaceae)、微桿菌科(Microbacteriaceae)和噬幾丁質菌科(Chitinophagaceae)可能參與微囊藻毒素的降解過程。該研究成果為預測淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)微囊藻毒素的產生及其引起的生態(tài)效應,以及從微生物角度治理微囊藻毒素污染提供科學依據。
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q938.8;X524
【圖文】：

第 1 章 緒論此為切入點進一步深入探討微囊藻毒素污染對鄱陽湖生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，以及細菌群落對預測和治理環(huán)境污染以及維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的貢獻。1.7.2 技術路線

.1 樣地概況本研究樣地分布于鄱陽湖（28°4′ 29°46′ N，115°49′ 116°46′ E）的 4 個區(qū)域別命名為星子（XZ），都昌（DC），戰(zhàn)備（ZB）和康山（KS）（圖 2.1）擇這四個樣地主要有以下幾個原因：（1）這四個樣地從北至南，分布在不區(qū)域[100-101]：星子樣地位于鄱陽湖的最北部，都昌樣地位于鄱陽湖的中部，樣地和康山樣地位于鄱陽湖的最南部；（2）這四個樣地能夠代表不同的湖型：星子，都昌和康山樣地位于鄱陽湖的主湖區(qū)，而戰(zhàn)備湖是一個子湖；（3四個研究樣地曾發(fā)生過短暫的藍藻水華或表面漂浮有大量藍藻：在 2009 年湖泊藍藻密度急劇上升，高達 1.1×106cells/L（Jiangxi.jxnews.com.cn, 2009） 2010 至 2014 年，都昌湖發(fā)現有大量藍藻漂浮在水面上[87, 102]，同時 2012 年備湖和康山湖中發(fā)現水面上有大量肉眼可見的藍藻[100]。我們在夏秋季對水品進行了采集，因為在此期間溫度較高，比較適合藍藻的生長，同時鄱陽湖位維持在高水平，因此，我們可以更好的了解湖泊水質基本情況以及藍藻生況。

19 3.1 2016 年和 2017 年四個樣地（XZ，DC，KS 和 ZB）四個月份（Jul.，Sep.，OctNov.）所有理化參數的 PCA 分析圖.3.1 PCA plot of physicochemical variables obtained from the four sampling sites (XZ, DCand ZB) in Poyang Lake from Jul 2016 to Nov 2016(a) and from Jul.2017 to Nov.2017：XZ：星子樣地；DC：都昌樣地；KS：康山樣地；ZB：戰(zhàn)備樣地；Jul：7 月；Se月；Oct：10 月；Nov：11 月

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