青藏高原不同海拔湖水中微生物多样性和蓝藻适应性比较研究

摘要

微生物多样性是全人类的财富，是为全人类关注的重大问题。研究和保护微生物多样性，不仅可以保护和维持全球生态环境平衡和生态系统多样性的协调，而且能够开发利用其种质资源，生产有用的生物产品，为人类谋福利。微生物多样性的程度受到微生物与微生物之间、微生物与环境间的相互影响。我国针对青藏高原的微生物多样性研究主要集中在冰川雪冰、冻土和高寒草甸微生物等方向，对于高海拔湖泊微生物多样性研究鲜为少见。
　　本研究以青藏高原不同海拔湖泊作为研究对象，以湖水中的微生物作为研究材料，采用微生物分离培养、构建16SrDNA克隆文库、生物化学分析等方法，对三种不同海拔湖泊中可培养微生物的季节性变化和微生物群落结构进行了研究，分析湖水微生物的季节性变化与各种生态因子的相关性关系，比较高、低海拔湖泊中蓝藻对于UV-B的适应性，揭示环境气候因子对青藏高原湖泊微生物多样性的影响机制。
　　结果显示:青藏高原不同海拔湖泊青海湖、纳木错湖中可培养微生物的数量在八月份达到最大值，其中青海湖湖水中可培养微生物的数量达到800×107CFU/ml，纳木错湖湖水中可培养微生物的最大数量达到1450×107CFU/ml;
　　青藏高原不同海拔湖泊中可培养微生物的数量变化与生态环境因子具有相关性，其中青海湖湖水中可培养微生物数量变化与光照和温度呈极显著正相关，纳木错湖湖水中可培养微生物数量变化与水温呈极显著正相关;青藏高原高海拔湖泊中可培养微生物多样性受气候环境因子的影响较大，气候原因可能是其维持稳态的重要调节机制。青藏高原不同海拔湖泊的生态因子呈“钟型”变化，而且由于海拔梯度造成的生态因子变化的区别很大。
　　青藏高原不同海拔湖泊中微生物总量变化研究结果表明:三个实验湖的优势种群存在差异，高海拔湖泊中的主要优势种群为变形菌门和拟杆菌门。对照湖运城盐湖微生物群落结构组成为蓝细菌门（Cyanobacteria）7.53％，变形菌门（α-、γ-Proteobacteria）9.68％，放线菌门(Actinomycetes）8.6％，拟杆菌门（Bacteroidetes）及其他4.35％，未分类(Unclassified)69.89％。青海湖微生物群落结构组成为变形菌门(α-，β-，γ-Proteobacteria)25.49％，蓝细菌门（Cyanobacteria）1.96％，放线菌门(Actinomycetes)1.96％，拟杆菌门（Bacteroidetes）7.84％，未分类(Unclassified)62.75％。纳木错湖微生物群落结构组成为变形菌门(α-，β-Proteobacteria)12.5％，拟杆菌门（Bacteroidetes）19.32％，疣微菌门（Verrucomicrobia）5.68％，蓝细菌门（Cyanobacteria）3.41％，放线菌门(Actinomycetes)3.41％,其他1.14％,未分类(Unclassified)54.55％。
　　研究结果也表明:高海拔湖泊中的蓝藻对于UV-B胁迫有更好的适应能力。通过UV-B辐照胁迫培养后，我们发现高海拔湖泊蓝藻的紫外屏蔽和吸收物质，例如伪枝藻素、MAAs和藻蓝蛋白的含量都较低海拔地区的螺旋藻中这些物质的含量要高，而且应对UV-B胁迫时反应更加灵敏。

目录

声明

摘要

1、绪论

1．1、微生物多样性研究概述

1．1．1 遗传(基因)多样性

1．1．2 生理多样性

1．1．3 物种多样性

1．1．4 生态多样性

1．2、青藏高原微生物多样性的研究现状

1．2．1 冰川雪冰微生物

1．2．2 冻土微生物

1．2．3 高寒草甸微生物

1．3、本论文的研究目的、意义

2、青藏高原不同海拔湖水中可培养微生物多样性分析

2．1、实验材料

2．1．1 实验仪器

2．1．2 样品采集

2．2、可培养微生物的分离、培养及统计分析

2．2．1 涂布分离、纯化及形态学观察

2．2．2 三个实验湖不同季节的各类生态因子的变化

2．2．3 三个实验湖水中可培养微生物数量的季节性变化

2．2．4 可培养微生物数量变化与生态因子的相关性分析

2．3、讨论

3、青藏高原不同海拔湖水中微生物群落结构分析

3．1、实验材料

3．2、实验方法

3．2．1 水样中微生物总DNA的提取

3．2．2 16SrDNA的PCR扩增

3．2．3 16SrDNA克隆文库的构建

3．2．4 系统树的构建和分析

3．3、结果与讨论

3．3．1 三个实验湖湖水微生物群落结构特征

3．3．2 讨论

4、青藏高原高海拔湖水中蓝藻适应性的研究

4．1、实验材料与方法

4．1．1 材料培养

4．1．2 UV-B处理

4．1．3 测定方法

4．2、结果与分析

4．3、讨论

5、结论

致谢

参考文献

研究成果