海水养殖环境中氨氧化功能菌群的分子生态及定量研究

我国是海水养殖大国，高密度、集约化的养殖模式造成严重的氨氮污染。氨氧化是去除氨氮的直接途径，对我国海水养殖环境中氨氧化的研究在认识水平和研究手段上远远不足。.本课题利用分子生物学技术，对我国海水养殖环境中氨氧化微生物（氨氧化细菌AOB、氨氧化古菌AOA和厌氧氨氧化细菌ANAMMOX）的种群结构、空间分布进行分析，揭示其与环境因子之间的关系；通过荧光定量PCR技术实现对菌群功能基因的定量，推测对氨氮去除的贡献；筛选氨氧化菌株，考察其模拟条件下的氨氮去除效果，并对其在种群和数量的动态变化进行定量监测。.本研究将阐述我国海水养殖环境氨氧化的生态学基础，考察氨氧化微生物对氨氮去除的贡献，开发菌种及功能基因资源，指导新型氨氧化菌株的定向筛选，为菌株的实际应用建立跟踪和评价体系。成果将有助于海水养殖污染压力的解除，促进海洋生态资源和环境修复，为海水养殖业健康可持续发展提供保障。

该基金项目选取水产养殖环境沉积物作为研究对象，对能够减轻环境污染和水产经济作物减产的氨氮氧化过程中的微生物功能菌群进行研究。应用现代微生物分子生态学及微生物培养等技术手段，对我国南北方部分海水和淡水养殖水体环境N循环微生物主要功能群的关键基因进行了研究，主要包括氨氧化细菌AOB、氨氧化古菌AOA、厌氧氨氧化细菌Anammox，获得了对水产养殖环境氨氧化微生物关键类群的种类多样性及空间分布等基本特征的了解，建立了水产养殖环境微生物区系与环境因子的相互作用关系，建立了数量丰度的动态监测技术，掌握了重要背景资料和一些基本生态规律，并对不同盐度、温度、季节、海域和养殖品种的氨氧化功能微生物菌群进行比较研究，深入了解水产养殖环境中氮循环特别是氨氧化微生物群落结构、数量、动态和功能的长期变化，为高效氨氮去除菌种的筛选和水产养殖污染环境治理奠定了基础。