蓝藻活性物质对富营养化表层水体反硝化作用影响及机制

基本信息
批准号:31600419
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:张维国
学科分类:
依托单位:江苏省农业科学院
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:严少华,刘新红,易能,王承承,邱园园
关键词:
转化面源污染富营养化
结项摘要

Denitrification is the main way of self-purification of eutrophic water body, which is an organic substance decomposition process with nitrate as electron acceptor. Cyanobacteria growth and cell degradation produce a large number of organic bioactive substance, and cyanobacteria bloom caused the change of organic substance source in the eutrophic surface water. However the effect of cyanobacterial bioactive substance on the process of denitrification drove by heterotrophic microorganisms denitrification is still not clear. This research is proposed to carry out microcosm experiment to study the effect of bioactive organic substance, which produced from the dominant cyanobacteria species in the eutrophic lakes of china on the community structure of denitrifying bacteria, the transcriptional abundance of denitrifying genes, the activity of denitrifying enzymes and the reaction degree of denitrification with the aid of functional gene high-throughput sequencing, qRT - PCR and stable isotope 15N tracer technique, in eutrophic surface water with the characteristics of high dissolved oxygen and high pH. The research will try to clarify whether cyanobacterial bioactive substance can change the community structure of denitrifying bacteria and the transcriptional abundance of denitrifying genes, thereby further affected denitrifying process for offering theoretical basis on the effect and mechanism of cyanobacteria bloom on nitrogen cycle in eutrophic surface water.

反硝化是水体氮素自净的主要途径,本质是以硝态氮为电子受体的有机物质分解过程。水体蓝藻暴发引起表层水体有机物质来源的改变,蓝藻生长和细胞降解过程中产生大量活性有机物质,然而其对异养微生物驱动的反硝化过程的影响仍不清楚。本申请拟开展微宇宙实验,借助功能基因扩增子高通量测序、荧光定量反转录PCR(qRT-PCR)以及稳定性同位素15N示踪技术,研究在富营养化表层水体高溶解氧、高pH的特征环境下,我国淡水湖泊优势蓝藻物种分泌和细胞降解产生的活性物质对水体反硝化细菌群落结构、功能基因转录表达、反硝化酶系活性、反硝化反应进行程度(15N2O:15N2)的影响。通过研究,期望阐明蓝藻活性有机物质是否能够改变水体中反硝化细菌种群结构并干预反硝化功能基因的转录表达,从而进一步影响反硝化反应过程,为蓝藻暴发对水体氮素循环的影响及机制提供理论基础。

项目摘要

反硝化是水体氮素自净的主要途径,本质是以硝态氮为电子受体的有机物质分解过程。水体蓝藻暴发引起表层水体有机物质来源的改变,蓝藻生长和细胞降解过程中产生大量活性有机物质,然而其对异养微生物驱动的反硝化过程的影响仍不清楚。DNA-SIP结果表明富营养化表层水体中确实存在大量且丰富的直接或间接利用蓝藻分泌或细胞降解释放有机物的细菌,在门水平上Betaproteobacteria是该类细菌的优势物种。 qPCR和基于反硝化功能基因nirK, nirS和nosZ高通量测序结果表明,富营养化表层水体反硝化功能基因nirK, nirS和nosZ的丰度与蓝藻生物量成正相关性,而且以nirK, nirS和nosZ为表征的反硝化细菌群落结构随着蓝藻暴发的不同时期而变化。微宇宙实验结果表明,借助功能基因扩增子高通量测序、荧光定量反转录PCR(qRT-PCR)以及稳定性同位素15N示踪技术,发现在富营养化表层水体高溶解氧、高pH的特征环境下,我国淡水湖泊优势蓝藻物种分泌和细胞降解产生的不同活性物质对水体反硝化细菌群落结构、功能基因转录表达、反硝化酶系活性、反硝化反应进行程度(15N2O:15N2)产生了不同效果的强烈影响。通过研究,阐明了蓝藻分泌和细胞降解产生的活性有机物质能够改变水体中反硝化细菌种群结构并干预反硝化功能基因的转录表达,从而进一步影响反硝化反应过程,研究结果为蓝藻暴发对水体氮素循环的影响及机制提供理论基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

DOI:
发表时间:2018
2

响应面法优化藤茶总黄酮的提取工艺

响应面法优化藤茶总黄酮的提取工艺

DOI:
发表时间:2015
3

湖北某地新生儿神经管畸形的病例对照研究

湖北某地新生儿神经管畸形的病例对照研究

DOI:
发表时间:2019
4

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

DOI:10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.05.022
发表时间:2021
5

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20200115
发表时间:2020

张维国的其他基金

相似国自然基金

1

富营养化水体中蓝藻对轮虫种群、群落生态学的影响研究

批准号:30700088
批准年份:2007
负责人:耿红
学科分类:C0304
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
2

水体富营养化诱导蓝藻释放VOCs在蓝藻水华形成中的作用研究

批准号:31300364
批准年份:2013
负责人:左照江
学科分类:C0305
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

浮聚蓝藻对富营养化湖泊底泥-水界面反硝化的影响机制及其反馈作用

批准号:41471393
批准年份:2014
负责人:陈雪初
学科分类:D0711
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
4

人工湿地对富营养化水体蓝藻种群的调控机理研究

批准号:51108335
批准年份:2011
负责人:钟非
学科分类:E1007
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目