本文關鍵詞：水環(huán)境游離DNA表征及其應用探索

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【摘要】：生態(tài)環(huán)境與生物多樣性研究一直都是相關領域關注的重點。環(huán)境DNA通常是指從環(huán)境樣本中獲取的各物種DNA的總和,因其可以快速的進行環(huán)境生物物種的鑒定而備受關注。淡水生態(tài)系統(tǒng)是人們賴以生存的重要資源之一,近年來生態(tài)環(huán)境惡化、生物多樣性減少使得淡水資源調查和水生生物物種監(jiān)測成為當前生態(tài)學相關領域的研究熱點。相對于傳統(tǒng)的物種監(jiān)測方法,環(huán)境DNA監(jiān)測具有快速、簡便、非侵入性等優(yōu)點,但物種DNA會受到水環(huán)境中各種因素的影響而出現(xiàn)較大的波動。因此針對水環(huán)境中游離DNA進行系統(tǒng)的表征對于其在物種鑒定、多樣性分析和環(huán)境保護方面的研究意義重大。本論文擬重點對影響水環(huán)境游離DNA濃度的各種因素進行控制環(huán)境和自然環(huán)境的探索,并進一步應用最新的高通量測序技術對水環(huán)境DNA進行全面檢測分析，建立系統(tǒng)的水環(huán)境DNA檢測分析平臺。為水環(huán)境DNA的深入應用奠定基礎。該論文的具體研究內容如下:1、水環(huán)境游離DNA的表征:該論文重點進行了水環(huán)境游離DNA分離純化方法和濃度影響因素的研究。首先比較了兩種常用的環(huán)境DNA提取方法,結果顯示異丙醇沉淀配合試劑盒方法獲得的水環(huán)境DNA濃度高而且穩(wěn)定,同時具有操作方便、試劑消耗少等優(yōu)點;在取樣體積的比較研究中發(fā)現(xiàn)l0mL環(huán)境水樣獲得的DNA濃度能夠滿足后續(xù)研究的需求,具有很好的代表性;隨后進行的生物量、環(huán)境溫度、存在時間等對環(huán)境DNA濃度影響的研究結果表明:水環(huán)境DNA濃度隨生物量的增加而增加,具有一定的線性關系;在普通環(huán)境溫度(15-25℃)條件下,水環(huán)境DNA濃度沒有顯著的變化,但是在物種被移除后,水環(huán)境DNA會逐漸減少,30天后即被完全清除,進一步研究發(fā)現(xiàn)水樣中存在微囊泡結構包裹的DNA,這為進一步研究水環(huán)境DNA的存在狀態(tài)提供了新的方向。同時在自然環(huán)境下不同地理位置、取樣時間下環(huán)境DNA濃度也存在一定的差異。2、水環(huán)境DNA的高通量檢測與應用探索論文利用高通量測序技術對南京市玄武湖水樣中DNA進行了真核微生物多樣性的探索。首先對玄武湖不同水域、不同月份的水樣進行收集,并提取水環(huán)境DNA進行真核微生物18s核糖體V4可變區(qū)的PCR擴增,擴增產物構建高通量測序文庫,隨后進行HiSeq 2500 PE250測序與生物信息分析。結果發(fā)現(xiàn)玄武湖解放門附近水域,在3、4、5、6月份分別有其各自的優(yōu)勢種屬,如3月份隱藻屬(Cyptomonas),櫛毛蟲屬(Didinium),棕鞭藻屬(Ochromonas),網甲藻屬(Woloszynskia),擬多甲藻屬(Peridiniopsis)最為豐富,而到了 4月份最優(yōu)勢種屬變成了懸鈴木屬(Platanus),杯鞭蟲屬(Bicosoeca),根生壺菌屬(Rhizophydium),球領鞭蟲(Sphaeroeca);在 5、6 月份頸蟲屬(Dileptus)圓纖蟲屬(Stongylidium),擬尾蟲屬(Pseudotontonia)和管膜蟲(Cyrtohymena),筒殼蟲(Tintinnidium)分別為豐度最高的種屬;同在五月份,湖區(qū)不同的位置亦存在一些種屬的差異。說明水環(huán)境DNA可以很好的檢測特定水域物種的分布和動態(tài)變化情況,水環(huán)境DNA結合高通量測序技術能夠為水生生物物種的多樣性調查提供更加全面、新穎的研究手段。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q523

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