黄海北部沉积物厌氧氨氧化细菌多样性及富集研究

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1、硕士学位论文黄海北部沉积物厌氧氨氧化细菌多样性及富集研究TheResearchontheDiversityandCultivationofAnammoxfromSedimentsiUNorthYellowSea学号：21018076完成日期：垒Q!墨生墨旦墨旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已

2、经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文题目：娄蓝驻也刍堕鱼瘟肇毫奁埠廛嗡豳逝塑豳釜瘤丛掣堑悼作者签名：淖笠象．日期：二基娃年—厶月二兮日大连理工大学硕士学位论文摘要Anammox(anaerobicammoniaoxidation)菌在各类生态环境中具有广泛的分布，尤其对海洋环境中Axmmmox菌的多样性研究发现，海洋中N2的产生有30％-50％来自于Anammox反应。Anammox菌能够在缺氧或

3、者厌氧的条件下利用NH4+-N作为电子供体，N02--N作为电子受体直接产生N2，可以降低海洋环境中的氨氮含量，维持海洋生态系统中N循环的正常运转。为了深入研究黄海北部海底沉积物中Anamrnox菌群落多样性分布，本课题利用分子生物学技术，对黄海北部Anammox菌的多样性分布、系统发育和丰度等进行研究，并探究Anammox菌分布和环境因素之间的关系。利用海底沉积物，进行耐盐的海洋性Anammox菌富集。并通过加入Mn02来促进海洋性Anammox菌的富集，使其能够应用到含盐废水处理中。课题选择黄海北部3个

4、位点(J、D和C)共7个采用点(J1、J2、D1、D2、C1、C2和C3)，通过Anammox菌16SrRNA基因克隆文库的建立，共得到69条序列，经NationalCenterofBiotechnologyInformation(NCBI)比对得出56条序列和Axmmmox菌CandidatusScalindua属基因序列有较高的相似性(≥98％)，这一结果占总测序列的81．7％。在每个采样点均得到海洋性Anammox菌基因序列，说明海洋性Pmammox菌广泛分布于黄海北部地区。Dl采样点的Anammox

5、菌16SrRNA基因的拷贝数最高为4．31×106copies．(gsediments)一，C1采样点最低为1．07x106copies·(gsediments)-1。通过史皮尔曼等级相关系数分析(p)可知，黄海北部沉积物孔隙水中DrN(溶解态无机氮)、NH4+-N和N02-N浓度对Anammox菌数量影响较大。通过冗余(RDA)分析可知，J、C和D位点Anammox菌群落分布的主要影响因素并不相同。本研究展示了黄海北部Anammox菌群落分布特性，说明其在海洋环境中具有广泛分布。Anammox菌的群落分布

6、受到多因素的影响，不同环境条件下对其群落分布影响的环境因素也不尽相同。根据多样性的分析结果，采用D1采样点沉积物作为反应器接种底泥。采用上流式固定床反应器R1(加入Mn02)和R2常温运行，结果表明，在反应器运行近150d中，加入Mn02的R1反应器的最大总氮去除率为137．82g-N／(m3-d)，比没有加入Mn02的R2反应器高出近20g-N／(m3．d)。在低温环境(10～15℃)运行时，R1反应器的氨态氮和亚硝态氮去除率比R2反应器均高出10％，且R1反应器对温度变化的适应性和运行稳定性都好于R2反

7、应器。这表明，Mn02的加入在一定程度上促进了海洋性Anammox细菌的富集并增强了对温度变化的适应性，为含盐废水处理提供了又一参考方法。关键词：Anammox菌；黄海北部；16SrRNA基因；RT-PCR；富集培养；Mn0。黄海北部厌氧氨氧化细菌多样性及富集研究TheresearchonthediversityandcultivationofanammoxfromsedimentsinNorthYellowSeaAbstractAnammoxfanaerobicammoniumoxidation)bact

8、eriahaveawidedistributioninallkindsofecologicalenvironments．Especiallyinmarineecosystem，anammoxprocesswasestimatedtoaccountfor30％～50％oftheoceanicN2production．Anammoxbacteriahavetheabililtyofoxidizingammoniumt