收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

沉水植物根系分泌有机酸对其根际nirS型反硝化菌和厌氧氨氧化菌丰度的影响

尹幸佳  
【摘要】:氮污染是导致湖泊富营养化的重要原因之一,而微生物脱氮是湖泊氮治理的重要途径。反硝化和厌氧氨氧化能够将氮转化为氮气,从而去除湖泊系统中的氮。沉水植物作为水生生态系统中主要的生态群落,对湖泊沉积物中的反硝化和厌氧氨氧化过程都具有重要影响,但具体过程和机理还有待深入了解。本文选择nirS和anammox 16S rRNA基因分别作为反硝化菌和厌氧氨氧化菌的代表基因,对沉水植物根际反硝化菌和厌氧氨氧化菌的群落结构和丰度,以及根际中低分子量有机酸对这两个基因丰度的影响进行了系统研究。主要研究结果如下:(1)夏季优势沉水植物黑藻、苦草和微齿眼子菜根际沉积物中含量较高的有机酸为乙酸、草酸、琥珀酸和苹果酸,且根区和非根际区的总有机酸要低于近根际区。总有机酸含量与两种基因的丰度均呈负相关关系,这表明对于夏季沉水植物而言,根际中的有机酸会抑制两种菌的生长。三种植物根际沉积物中nirS属于Pseudomonas aeruginosa菌种、Sulfuricaulis limicola菌种、Herbaspirillum sp.属和Azospirillum brasilense菌种,其中Pseudomonas aeruginosa占优势。anammox 16S rRNA属于Candidatus Jettenia属,Candidatus Brocadia属,Candidatus Kuenenia属,Deferrisoma camini菌种和Pelobacter acetylenicus菌种,其中Candidatus Jettenia占优势。根际中nirS基因群落多样性最高的是黑藻,anammox 16S rRNA基因群落多样性最高的是微齿眼子菜,这表明不同的沉水植物能够影响反硝化菌和厌氧氨氧化菌的生物多样性。黑藻、苦草和微齿眼子菜从成熟期进入到衰亡期后,根际沉积物中nirS的丰度明显降低,而anammox 16S rRNA基因的丰度增加,表明厌氧氨氧化菌能更好的适应植物衰亡。植物根区和非根际中nirS和anammox 16S rRNA基因的丰度要高于近根际。不同植物种类的不同采样层(根区、近根际区和非根际区)中nirS和anammox 16S rRNA丰度均有显著的差异(P0.001)。RDA分析结果表明,对两种基因丰度影响较大的环境因素为NO_3~--N、NO_2~--N、柠檬酸、草酸、丙二酸、苹果酸和琥珀酸。通过对根际沉积物垂向剖面中溶解氧和氧化还原电位的研究,发现随着沉积物的深度增加,溶解氧和氧化还原电位均呈下降的趋势,且沉水植物根系具有一定的泌氧作用。(2)冬季优势沉水植物菹草根际中含量较高的有机酸为乙酸、草酸、琥珀酸和苹果酸,且根区和非根际区的总有机酸要低于近根际区。总有机酸含量与两种菌的丰度均呈正相关,表明菹草根际中的有机酸会促进两种菌的生长。菹草根际沉积物中的nirS属于Pseudomonas sp.属、Sulfuricaulis limicola菌种和Thauear sp.属,其中占优势的为Pseudomonas sp.属。anammox 16S rRNA属于Candidatus Jettenia属和Candidatus Brocadia属,其中占优势的为Candidatus Brocadia属。菹草根区和非根际区中nirS和anammox 16S rRNA基因的丰度低于近根际。进入衰亡期后,植株受损程度大的菹草根际中nirS和anammox 16S rRNA基因丰度下降趋势明显。植物受损时间对nirS基因和anammox 16S rRNA基因丰度产生了影响,不同采样期内两种基因的丰度均有显著差异(P0.001)。RDA分析结果表明,对nirS基因和anammox 16S rRNA基因丰度影响较大的环境因素为NH_4~+-N、NO_2~--N、琥珀酸和草酸。通过对菹草根际沉积物垂向剖面中溶解氧和氧化还原电位的研究,发现随着沉积物的深度增加,溶解氧和氧化还原电位均有下降的趋势,且菹草根系具有一定泌氧作用。(3)添加了有机酸的沉积物中微生物多样性高于未添加组,且添加有机酸浓度25mmol/L时沉积物中微生物多样性指数最高,而并不是浓度最高的40 mmol/L的实验组,表明根系分泌物在一定的范围内能够促进微生物多样性,外源有机酸的添加会对沉积物中微生物的多样性产生影响。两种基因的丰度随着添加的有机酸浓度增加而降低,说明有机酸的添加会抑制反硝化菌和厌氧氨氧化菌的生长。随着培养时间延长,nirS基因丰度有升高的趋势,而anammox 16S rRNA基因丰度则呈现下降趋势,说明有机酸对anammox 16S rRNA基因的抑制作用强于nirS基因。沉积物中添加不同含量的有机酸对nirS和anammox 16S rRNA基因丰度都有显著影响(P0.001)。培养时间对nirS和anammox 16S rRNA基因丰度也有显著影响(P0.05)。RDA分析结果表明,对nirS和anammox 16S rRNA基因丰度影响较大的因素为NH_4~+-N、NO_3~--N、有机质和pH。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前14条
1 乔森;;厌氧氨氧化——由发现到应用[J];国际学术动态;2016年04期
2 杨志林;田凤蓉;林浩宇;王开春;董自斌;王克云;;厌氧氨氧化工艺的快速启动试验研究[J];广州化工;2018年22期
3 ;“一万年不久”——祝贵兵研究组在厌氧氨氧化菌的复苏方面取得进展[J];高科技与产业化;2019年02期
4 朱辰;张乃方;徐陈超;张凯杭;程磊;;厌氧氨氧化研究的分子生态学进展[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);2019年02期
5 沈明玉;吴莉娜;李志;彭永臻;张树军;杨岸明;;厌氧氨氧化在废水处理中的研究及应用进展[J];中国给水排水;2019年06期
6 王闯;赵鑫宇;邓守鸿;;厌氧氨氧化工艺的机理及研究进展[J];建筑与预算;2019年05期
7 王莹;杨开亮;王博;李璇;张坤;廖德祥;;厌氧氨氧化菌的保藏与活性恢复研究进展[J];水处理技术;2019年07期
8 何畅旅;;厌氧氨氧化工艺研究进展[J];科技经济导刊;2017年36期
9 韩黎明;苏本生;刘广青;徐红岩;张原洁;王俊;;厌氧氨氧化工艺的影响因素及应用进展[J];工业水处理;2018年02期
10 朱海晨;张树德;屈撑囤;;部分硝化-厌氧氨氧化工艺的影响因素及发展[J];广州化工;2018年03期
11 沈莎;容俊;罗军;;厌氧氨氧化技术简介[J];化工管理;2018年21期
12 周明俊;毛天广;吴博;孙明;傅金祥;于鹏飞;;厌氧氨氧化与反硝化耦合启动影响因素[J];供水技术;2018年04期
13 汪瑶琪;喻徐良;陈重军;徐乐中;沈耀良;;有机物对厌氧氨氧化菌活性影响研究进展[J];化学通报;2017年02期
14 魏彩蓉;;厌氧氨氧化污水处理技术及实际应用[J];中国环保产业;2017年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯宁;张文文;马晨曦;;厌氧氨氧化反应影响因素研究进展[A];2018中国环境科学学会科学技术年会论文集(第一卷)[C];2018年
2 姜昕;马鸣超;李俊;钟佐燊;;污水人工快速渗滤系统中厌氧氨氧化菌的分子生态学分析[A];微生物与人类健康科技论坛论文汇编[C];2009年
3 王宁宁;薛冬梅;王义东;王中良;;基于~(15)N示踪法对土壤氮循环主要过程的反应速率评估——硝酸盐还原、反硝化和厌氧氨氧化反应以及总氮气的释放[A];中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会论文摘要集[C];2019年
4 黎德明;;新颖厌氧氨氧化技术及高速污泥旋风干燥机发表[A];环境技术进入产业时代——2014(第八届)环境技术产业论坛论文集[C];2014年
5 袁劲桢;信欣;唐雅男;武勇;王锣;勾钰霞;;部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理猪场沼液脱氮性能研究[A];《环境工程》2018年全国学术年会论文集(下册)[C];2018年
6 沈李东;杜萍;曾江宁;徐向阳;郑平;胡宝兰;;化工污染物对椒江口潮间带沉积物厌氧氨氧化菌生态分布的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
7 魏彩莹;张静;张代钧;;温度及pH对亚硫酸盐型厌氧氨氧化的影响[A];2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集(第二卷)[C];2017年
8 王志彬;倪寿清;;厌氧氨氧化代谢过程中相关功能基因含量及其信使RNA表达量研究[A];2014年第12届全国水处理化学大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2014年
9 赵建伟;朱端卫;范俊楠;华玉妹;周文兵;;富营养化湖泊沉积物的厌氧氨氧化季节性变化[A];2013年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集[C];2013年
10 谷鹏超;杨庆;刘秀红;;厌氧氨氧化生物滤池的脱氮效果及N_2O的产生[A];2014年第12届全国水处理化学大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓静;厌氧氨氧化工艺脱除烟气中一氧化氮的研究[D];大连理工大学;2019年
2 陈婧;沸石序批式反应器的亚硝化及其低碳脱氮研究[D];华南理工大学;2019年
3 尹幸佳;沉水植物根系分泌有机酸对其根际nirS型反硝化菌和厌氧氨氧化菌丰度的影响[D];华中农业大学;2019年
4 杨延栋;一段式厌氧氨氧化工艺处理城市污水的效能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
5 张黎;生活污水亚硝化—厌氧氨氧化组合工艺脱氮及菌群特性研究[D];东北大学;2016年
6 韩越梅;亚硝化-厌氧氨氧化组合反应器工艺性能研究[D];大连理工大学;2018年
7 张倩倩;铜(Ⅱ)和土霉素对厌氧氨氧化工艺性能的抑制及其调控对策[D];浙江大学;2019年
8 彭淑婵;厌氧反硝化降解苯的新认识:厌氧氨氧化协同反硝化[D];重庆大学;2018年
9 王晓媛;填埋场反应器厌氧氨氧化协同反硝化脱氮机理和优化策略研究[D];华东师范大学;2017年
10 王刚;基于同时亚硝化/厌氧氨氧化/反硝化(SNAD)技术的污泥消化液脱氮工艺研究[D];大连理工大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴丹;厌氧氨氧化工艺处理高盐度含镍含氨废水的可行性研究[D];杭州师范大学;2019年
2 张典典;超声波强化厌氧氨氧化启动和运行性能研究[D];河北工业大学;2017年
3 陈凯强;厌氧折流板反应器处理含氮有机废水的研究[D];江南大学;2019年
4 刘帅;外碳源强化厌氧氨氧化深度脱氮的研究[D];东华理工大学;2019年
5 陈瑞;厌氧氨氧化反应器脱氮微生物群落结构研究[D];新疆大学;2019年
6 陈方敏;不同培养方式下Anammox微生物的特性研究[D];苏州科技大学;2019年
7 张文静;厌氧氨氧化菌强化零价铁还原硝酸盐反应机制研究[D];苏州科技大学;2019年
8 张敏;基于厌氧氨氧化的废水深度脱氮除碳效能及微生物特性研究[D];苏州科技大学;2019年
9 张帆;有机物及铁盐对厌氧氨氧化反应器的脱氮性能及微生物菌群的影响特性研究[D];长安大学;2019年
10 陈琳琳;藻强化短程硝化-厌氧氨氧化工艺处理煤化工废水的脱氮效果研究[D];辽宁师范大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本报记者 张蕊;传统水务强企如何解锁新技能?[N];中国环境报;2017年
2 生态洁环保科技股份有限公司 魏隆基 阮淑杰;厌氧氨氧化及其新工艺简介[N];中国环境报;2012年
3 柯维;宜居北京 美丽的家[N];科技日报;2014年
4 记者 刘偶;携手“外脑”创新产学研模式[N];首都建设报;2019年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978