【摘要】：地震的監(jiān)測和準確預報仍是目前世界上未能解決的科學難題。微生物能夠迅速感知環(huán)境變化并做出適應性地改變,已成為監(jiān)測地下水和地殼活動的一種新型手段,但其系統(tǒng)性、規(guī)律性還需要深入地研究。論文圍繞“地震前后泉水微生物種類和代謝發(fā)生了哪些異常變化”這一科學問題,以新疆烏魯木齊10號泉泉水微生物為研究對象,通過連續(xù)觀測,探索該處泉水中的穩(wěn)定性及敏感性微生物群落結構和活性變化規(guī)律,獲取微生物異常反應的定性定量信息,探尋這種變化規(guī)律與地震之間的對應關系。論文首先研究了烏魯木齊10號泉12項水文地球化學指標總體季節(jié)性和年度變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)部分測項異常偏高,可能與地震的發(fā)生有關。進而,對該泉水樣內的細菌群落豐度分別按年內尺度、季節(jié)尺度、年際尺度進行了分類比較,結果發(fā)現(xiàn)細菌群落豐度在年內尺度月變化規(guī)律不明顯,但隨季節(jié)變化明顯,整體上呈現(xiàn)出“夏秋春冬”的趨勢,年際之間變化也有顯著差異。對泉水細菌種群結構進行分析的結果表明:大小為91bp、129bp、305bp、165bp、454bp的末端限制性酶切片段(T-RFs)所代表的細菌類群為烏魯木齊10號泉水體生態(tài)系統(tǒng)中的最優(yōu)勢菌群;而其中的129bp和305bp片段所代表的細菌類群為該泉水中相對穩(wěn)定的土著菌群。綜合水文地球化學指標和泉水中的細菌豐度變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)泉水中氟離子(F-)、水氡(Rn)和甲烷(CH4)含量是影響夏、秋和冬季泉水中細菌豐度變化的主要因子。在監(jiān)測期內,還利用末端限制性酶切片段長度多態(tài)性技術(T-RFLP)及BIOLOG生態(tài)板細胞表型檢測技術(BIOLOG-ECO),綜合監(jiān)測期內泉水水文地球化學指標數(shù)據(jù)和新疆地區(qū)4次有代表性的震例,從分子水平和細胞代謝水平分析受地震影響前后烏魯木齊10號泉水體微生物群落結構、群落活性和細胞表型多樣性變化規(guī)律。T-RFLP分析的結果表明,T-RFs大小為91bp、129bp、305bp和454bp所代表的細菌類群是4次震例中的共有類群,它們在地震前后的異常波動顯示了它們可能是對地震活動敏感的細菌類群,未來可用于檢測地震發(fā)生的指示類群。冗余度分析(RDA)表明,泉水中產生的氣體總量(Gas)和泉水電導率(EC)是影響泉水細菌優(yōu)勢類群變化的關鍵因素。BIOLOG-ECO的分析表明,泉水中的微生物可以以甘氨酰-L-谷氨酸為主要底物而生長,而D-半乳糖酸-γ-內酯和D-半乳糖醛酸這兩類化合物是導致泉水微生物底物代謝差異的敏感底物。綜上所述,本研究結果將為地震監(jiān)測預報提供新的監(jiān)測指標和思路,為提高地震預測的準確率提供補充和參考,為以微生物監(jiān)測、預測地震活動奠定基礎。
【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P315.723;Q938
【圖文】：

（李瑩甄等，２０１６）。與活動斷層相對應，新疆地震活動大體劃分為阿爾泰山地震帶、北逡逑天山地震帶、南天山地震帶、西昆侖山地震帶和阿爾金山地震帶，各地震帶明顯呈條逡逑帶狀分布（圖１－１）。逡逑■，露帶）逡逑爾＾逡逑Ｓ匕關山地

本文編號：2730088