本文關(guān)鍵詞：碳氮比調(diào)控對(duì)蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及其功能多樣性影響的研究

  更多相關(guān)文章： C/N 混養(yǎng) 細(xì)菌生產(chǎn)力 PCR-DGGE BIOLOG 冗余分析

【摘要】：三疣梭子蟹和凡納濱對(duì)蝦是我國(guó)沿海的主要經(jīng)濟(jì)品種,具有生長(zhǎng)快、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、養(yǎng)殖效果好等優(yōu)點(diǎn)。蝦蟹混養(yǎng)可以充分利用生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)間和空間資源、可以提高餌料的利用率,但隨著養(yǎng)殖密度的增大,養(yǎng)殖環(huán)境內(nèi)殘留了大量的殘餌糞便,導(dǎo)致氨氮等有害物質(zhì)的積累,引發(fā)理化環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的惡化。生物絮團(tuán)技術(shù)作為一種新型的生物調(diào)控技術(shù),不僅可以用于改善養(yǎng)殖水體的環(huán)境、促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)異養(yǎng)細(xì)菌的生長(zhǎng),還可以提高養(yǎng)殖動(dòng)物的存活率和餌料的利用率,目前在養(yǎng)殖系統(tǒng)中的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。作為生態(tài)系統(tǒng)組成部分的微生物,在養(yǎng)殖環(huán)境的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中發(fā)揮著非常重要的作用,在維持環(huán)境穩(wěn)定,防治病害方面的作用也無法替代。因此對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中微生物群落組成、結(jié)構(gòu)和功能的研究具有十分重要的意義。本研究利用生物絮團(tuán)原理,在蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)中添加碳源(糖蜜)調(diào)節(jié)C/N水平,初步研究了不同C/N對(duì)蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)細(xì)菌生產(chǎn)力和細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響,并在此基礎(chǔ)上將不同菌制劑應(yīng)用到該混養(yǎng)系統(tǒng)中,分析了不同菌碳條件下異養(yǎng)細(xì)菌和弧菌數(shù)量的變動(dòng)及細(xì)菌群落功能多樣性的變化。以期從微生物學(xué)角度為菌碳調(diào)控技術(shù)在蝦蟹混養(yǎng)池塘中的應(yīng)用和推廣提供一定的理論依據(jù)。主要結(jié)果如下：1.不同C/N對(duì)蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)細(xì)菌生產(chǎn)力的影響利用陸基圍隔,采用原位培養(yǎng)法,研究了不同C/N水平對(duì)蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)細(xì)菌生產(chǎn)力的影響。結(jié)果表明：隨著養(yǎng)殖時(shí)間的進(jìn)行,糖蜜添加組的細(xì)菌生產(chǎn)力總體上呈上升的變化趨勢(shì)(C4除外),而對(duì)照組CO則在八月最低。不同處理的波動(dòng)范圍為：(208.67±8.50)～(821±13.00)μgC/(L·d),平均值為：439.53μgC/(Ld)。實(shí)驗(yàn)前期,各處理細(xì)菌生產(chǎn)力無顯著差異；實(shí)驗(yàn)中期,實(shí)驗(yàn)組顯著高于對(duì)照組(P0.05),其中,處理組C2和C3較高；實(shí)驗(yàn)后期,處理組C2顯著高于其它處理組(P0.05).RDA分析表明,蝦蟹混養(yǎng)池塘細(xì)菌生產(chǎn)力和細(xì)菌數(shù)量的變化是多種環(huán)境因子綜合作用的結(jié)果,其中影響細(xì)菌生產(chǎn)力和細(xì)菌數(shù)量的主要環(huán)境因子七月為：NH4+-N、NO2--N、NO3--N.TOC和Chlα,八月為：NH4+-N、 NO2--N、NO3--N、TN和TP,九月為:NH4+-N、NO2--N、NO3--N和PO4--P。2.不同C/N對(duì)蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)水體細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響本研究利用PCR-DGGE技術(shù)和冗余分析(RDA)等方法,分析了不同C/N水平對(duì)蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)水體細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響,探討了水體微生物群落結(jié)構(gòu)與不同環(huán)境因子間的關(guān)系。研究通過添加糖蜜調(diào)節(jié)水體C/N為10、15、20和25四個(gè)不同水平(分別命名為C1、C2、C3和C4組),以投喂基礎(chǔ)飼料(CO)的處理作為對(duì)照組。研究結(jié)果表明,蝦蟹混養(yǎng)池塘水體細(xì)菌類群主要由放線菌綱、藍(lán)藻綱、α-變形菌綱、p-變形菌綱、γ-變形菌綱、6-變形菌綱、ε-變形菌綱、擬桿菌綱和芽孢桿菌綱等組成。在本研究中,C1、C2、C3和C4四個(gè)處理組的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相近,與對(duì)照組CO差異明顯。各處理組的優(yōu)勢(shì)菌群相似,不同處理組的優(yōu)勢(shì)菌群相對(duì)含量存在一定差異,放線菌綱則在整個(gè)養(yǎng)殖過程中均占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組微生物群落多樣性隨著養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)明顯增加。各處理組分別于八月份檢測(cè)到γ-變形菌綱和九月時(shí)檢測(cè)到ε-變形菌綱和芽孢桿菌綱,而這些菌群均未在相應(yīng)時(shí)間的對(duì)照組中出現(xiàn)。多樣性指數(shù)隨養(yǎng)殖時(shí)間均呈先升高后降低的變化趨勢(shì),在八月時(shí)的水平最高。各處理比較,Pielou均勻度指數(shù)變化不明顯,但Shannon-Wiener指數(shù)隨C/N水平的升高呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。九月,C/N為15的處理組明顯高于其它處理組,而C/N為25處理組則最低。RDA分析表明,蝦蟹混養(yǎng)池塘水體菌群結(jié)構(gòu)的變化是多種環(huán)境因子綜合作用的結(jié)果,其中影響細(xì)菌群落多樣性的主要環(huán)境因子七月為：TOCTNNO3--N TP PO4--P NH4+-N;八月為：TP NH+-N NO2--N PO4-P,而九月為：NO2-N NO3-N PO4-P NH4+-N pH TN TOC。綜合水質(zhì)指標(biāo)、菌群結(jié)構(gòu)以及多樣性分析結(jié)果,初步表明調(diào)節(jié)水體碳氮水平為15時(shí),更有助于穩(wěn)定水體微生物群落結(jié)構(gòu),從而有利于蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)的水質(zhì)條件的優(yōu)化。3.碳氮比調(diào)控對(duì)蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)微生物群落功能多樣性的影響本實(shí)驗(yàn)利用傳統(tǒng)培養(yǎng)法研究了碳菌調(diào)控條件下蝦蟹混養(yǎng)系統(tǒng)異養(yǎng)細(xì)菌和弧菌數(shù)量的變化情況,并利用Biolog生態(tài)板對(duì)微生物群落功能多樣性進(jìn)行了探討。實(shí)驗(yàn)通過添加菌制劑和糖蜜調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水體,共設(shè)6個(gè)處理,分別命名為C2(短小芽孢桿菌)、C3(蠟樣芽孢桿菌)、C4(硝化細(xì)菌)、C5(EM菌),以未添加菌制劑的處理為對(duì)照組C1,另外以未添加碳源和菌制劑的處理為對(duì)照組CO。研究結(jié)果表明,養(yǎng)殖過程中水體異養(yǎng)細(xì)菌和弧菌數(shù)量的波動(dòng)較大。從時(shí)間尺度來看,水體異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量隨養(yǎng)殖時(shí)間的進(jìn)行呈先上升后下降的變化,而弧菌數(shù)則處于一直上升的變化趨勢(shì)。從不同處理來看,處理組C3與對(duì)照組C1的異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)相差不大,均顯著高于C4組和對(duì)照組CO,而弧菌數(shù)量則以對(duì)照組CO為最高,顯著高于碳源添加組。Biolog生態(tài)板分析表明,不同菌碳條件下細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)對(duì)碳源的利用數(shù)量和利用強(qiáng)度存在較大差異。隨著養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng),C3組在水體中的碳代謝活性和對(duì)六大碳源的利用強(qiáng)度總體上高于其它處理組,而C4組較低與對(duì)照組CO相差不大。PCA分析表明,不同處理的細(xì)菌群落處于動(dòng)態(tài)變化之中,最終C3組和C4組的細(xì)菌群落組成和代謝特征與其它處理組存在顯著差異,其中C3組的多樣性指數(shù)如Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù)和S-E均勻度指數(shù)均較高,而C4組最低。RAD分析表明,菌碳比調(diào)控下細(xì)菌群落碳代謝功能與環(huán)境因子之間具有很好的相關(guān)性,影響細(xì)菌群落碳代謝功能的主要環(huán)境環(huán)境因子七月為：Ch1α、PO4--P、NO2--N、NH+-N;八月為：NO3--N、NO2--N、TP、TN和P04--P；九月為：TP、Chlα、PO4--P和N02-N。綜合水質(zhì)指標(biāo)、異養(yǎng)細(xì)菌和弧菌數(shù)量及細(xì)菌菌群對(duì)碳源代謝功能的分析結(jié)果,初步表明調(diào)節(jié)C/N水平為15,同時(shí)水體中添加蠟樣芽孢桿菌時(shí),更有助于細(xì)菌群落的多樣性和對(duì)碳源的利用能力。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S917.1

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本文編號(hào)：1181926