高密度集約化的淡水養(yǎng)殖模式中氮污染已成為淡水養(yǎng)殖健康發(fā)展的瓶頸之一。當(dāng)前的淡水養(yǎng)殖迫切需要尋找一種快速有效的脫氮方法來解決養(yǎng)殖水體的氮污染問題。近年新發(fā)現(xiàn)的厭氧氨氧化菌具有脫氮能力,而且無需添加外來碳源,反應(yīng)產(chǎn)物沒有二次污染,其脫氮反應(yīng)可成為解決養(yǎng)殖系統(tǒng)氮污染的一種有效途徑。實(shí)驗(yàn)首先利用聚合酶鏈反應(yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)對(duì)廣東南沙區(qū)烏鱧(Snakehead)養(yǎng)殖池塘圍隔中沉積物的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)查,以期了解淡水養(yǎng)殖池塘沉積物中是否存在厭氧氨氧化菌(Anammox)以及其生存環(huán)境中的微生物群落結(jié)構(gòu)特征;然后運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)深度測(cè)序,獲得烏鱧養(yǎng)殖圍隔沉積物中厭氧氨氧化菌的群落結(jié)構(gòu)信息,并與測(cè)定的沉積物環(huán)境因子的進(jìn)行相關(guān)性分析,獲得影響?zhàn)B殖系統(tǒng)厭氧氨氧化菌群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵環(huán)境因子,為后續(xù)養(yǎng)殖系統(tǒng)利用厭氧氨氧化菌降低養(yǎng)殖氮污染提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)通過PCR-DGGE對(duì)烏鱧養(yǎng)殖圍隔沉積物中微生物群落進(jìn)行分析,得出烏鱧養(yǎng)殖圍隔沉積物中存在厭氧氨氧化菌,占克隆序列的2%。烏鱧養(yǎng)殖圍隔沉積物中微生物群落結(jié)構(gòu)主要由變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、酸桿菌門(Acidobacteria)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)、浮霉菌門(Planctomycetes)、厚壁菌門(Firmicutes)和芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)組成。在養(yǎng)殖過程中,微生物群落結(jié)構(gòu)變化不顯著(P0.05)。運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)(High-Throughput Sequencing)對(duì)烏鱧養(yǎng)殖圍隔沉積物中的厭氧氨氧化菌進(jìn)行分析,厭氧氨氧化菌群落由Candidatus Brocadia和Candidatus Anammoxoglobus兩個(gè)屬的細(xì)菌組成,其中Candidatus Brocadia屬占的OTU平均為總Anammox群落OTU的99.6%。Candidatus Brocadia屬的細(xì)菌多存在于高氮污染的環(huán)境中,推斷烏鱧養(yǎng)殖水體中氮污染嚴(yán)重。養(yǎng)殖過程中厭氧氨氧化菌群落結(jié)構(gòu)差異顯著(Rho=0.599,P0.01),CLUSTER聚類和MDS聚類分析得出,厭氧氨氧化菌群落結(jié)構(gòu)根據(jù)月份的不同基本可以分為養(yǎng)殖前期、養(yǎng)殖中期和養(yǎng)殖后期3個(gè)群落。環(huán)境因子NO3-、總鐵和NH4+是影響厭氧氨氧化菌群落結(jié)構(gòu)的最佳環(huán)境因子組合(Rho=0.79,P0.01),可能原因是這些環(huán)境因子是厭氧氨氧化反應(yīng)的底物等。本研究表明烏鱧養(yǎng)殖圍隔沉積物中存在厭氧氨氧化菌,厭氧氨氧化菌群落結(jié)構(gòu)由Candidatus Brocadi和Candidatus Anammoxoglobus兩個(gè)屬的細(xì)菌組成,主要以Candidatus Brocadia為主,Candidatus Brocadia屬的OTU平均為總Anammox群落OTU的99.6%。在養(yǎng)殖過程中,厭氧氨氧化菌群落結(jié)構(gòu)在不斷演變(Rho=0.599,P0.01)。沉積物間隙水中7種環(huán)境因子(NO3-、總鐵、總錳、NH4+、SO42-、TOC和TN)影響厭氧氨氧化菌群落結(jié)構(gòu)的最佳環(huán)境因子組合是NO3-、總鐵和NH4+(Rho=0.79,P0.01)。本研究探明了淡水養(yǎng)殖環(huán)境中厭氧氨氧化菌群落的分布及結(jié)構(gòu),為后續(xù)養(yǎng)殖系統(tǒng)利用厭氧氨氧化菌降低養(yǎng)殖氮污染提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【學(xué)位單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：X52;S965.199
【部分圖文】：

上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文氧化菌產(chǎn)生的脫氮量占到海洋中全部脫氮量的 24%-67%[8]。針對(duì)厭氧氨氧化菌的研究已成為脫氮研究中的熱點(diǎn)，氮循環(huán)的研究將進(jìn)入一個(gè)新臺(tái)階。1.3 淡水養(yǎng)殖水體氨氮失衡養(yǎng)殖水體的氮污染主要來源于人工投餌。當(dāng)人工投入的氮源超過水體環(huán)境的自身凈化能力時(shí)，氮源就積累于水體中，并導(dǎo)致養(yǎng)殖水體環(huán)境的惡化，給養(yǎng)殖動(dòng)物帶來危害。有研究指出人工投喂的飼料中大量的氮元素沒有被利用，而沉積于

厭氧氨氧化菌在氮循環(huán)中的地位Fig.1-2PositionofAnammoxbacteriainthenitrogen-cycle

圖 1-3 厭氧氨氧化菌結(jié)構(gòu)圖（Boran, 2012）[19]Fig. 1-3Anaerobic ammonia oxidation bacteria structure梯烷膜脂存在與菌體的所有膜上，并與非階梯烷膜脂結(jié)合透性[20、21]�；且活惱脕喯跛猁}氧化過程獲得能量來同化二氧細(xì)菌[22]。厭氧氨氧化菌是厭氧型細(xì)菌，對(duì)氧含量的耐受范中的pH和溫度影響，有研究發(fā)現(xiàn)其在pH為6.7-8.3，溫度為4]。厭氧氨氧化菌對(duì)反應(yīng)基質(zhì) NO2-和 NH4+的親和力常數(shù)都，含量過高會(huì)影響其活性[23、25]。厭氧氨氧化菌的繁殖時(shí)間富集的厭氧氨氧化菌呈紅色，其胞外成分為粘性的多聚物不同密度時(shí)形成的沉降帶不同已成功分離出厭氧氨氧化菌
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本文編號(hào)：2873921